RU2662359C1 - Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation - Google Patents
Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2662359C1 RU2662359C1 RU2017137200A RU2017137200A RU2662359C1 RU 2662359 C1 RU2662359 C1 RU 2662359C1 RU 2017137200 A RU2017137200 A RU 2017137200A RU 2017137200 A RU2017137200 A RU 2017137200A RU 2662359 C1 RU2662359 C1 RU 2662359C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- cylindrical
- electromagnet
- magnets
- central
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 2
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract 2
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 claims 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002889 diamagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области физики магнетизма и может быть использовано в качестве колеса на магнитной подушке, вместо подшипника качения колеса, применительно к работе подвижного устройства на колесном ходу.The invention relates to the field of physics of magnetism and can be used as a wheel on a magnetic cushion, instead of a rolling bearing of the wheel, in relation to the operation of a movable device on a wheeled drive.
Известно использование электростатической и магнитной подушки во вращающихся системах, например в гироскопах [1-6]. Так, в случае электростатического подвеса ротора гироскопа в форме шара поверхность шара выполняется из диэлектрика, и поддерживающее электрическое поле индуцирует на нем электрические заряды противоположного знака, в результате чего всегда возникает притягивающая сила. Для подвешивания тел это свойство непосредственно использовать нельзя, так как, согласно теореме Ирншоу, статическое равновесие тел, притягивающихся друг к другу по закону обратных квадратов, всегда неустойчиво. Для создания устойчивого подвеса используют регулируемое поле. То же самое имеет место и для магнитных подвесов, когда ротор выполняется из ферромагнетика. Если же ротор изготавливать из диамагнитного материала, то подвес может быть устойчивым и без дополнительного регулирования магнитного поля (пассивный подвес). Эта схема подвеса нашла применение в так называемом криогенном гироскопе, в котором в условиях сверхнизких температур материал шара - ниобий -переходит в сверхпроводящее состояние, при этом он становится идеальным диамагнетиком. Внутрь такого материала магнитное поле не проникает. Само поле создается токами, циркулирующими в сверхпроводнике без потерь.It is known to use an electrostatic and magnetic cushion in rotating systems, for example, in gyroscopes [1-6]. So, in the case of an electrostatic suspension of the gyro rotor in the form of a ball, the surface of the ball is made of a dielectric, and the supporting electric field induces electric charges of the opposite sign on it, as a result of which an attractive force always arises. This property cannot be directly used to suspend bodies, since, according to the Earnshaw theorem, the static equilibrium of bodies attracted to each other by the inverse square law is always unstable. To create a stable suspension use an adjustable field. The same holds for magnetic suspensions, when the rotor is made of a ferromagnet. If the rotor is made of diamagnetic material, then the suspension can be stable without additional regulation of the magnetic field (passive suspension). This suspension scheme has found application in the so-called cryogenic gyroscope, in which, at extremely low temperatures, the ball material - niobium - transforms into a superconducting state, while becoming an ideal diamagnet. Inside such a material, the magnetic field does not penetrate. The field itself is created by currents circulating in the superconductor without loss.
Известен Российский патент №2431573 колесо на магнитной подушке, где само название отличает его от предлагаемого технического решения. Да и устройство колеса является сложным, а значит, при производстве обладающим значительной себестоимостью.Known Russian patent No. 2431573 wheel on a magnetic pad, where the name itself distinguishes it from the proposed technical solution. And the wheel arrangement is complex, which means that it has a significant cost in production.
Это свойство магнитов используется в качестве прототипа заявляемому техническому решению, использующему свойство отталкивания или притяжения между обращенными друг к другу одноименными или разноименными магнитными полюсами двух магнитов.This property of the magnets is used as a prototype of the claimed technical solution, using the property of repulsion or attraction between the opposite or opposite magnetic poles of the two magnets facing each other.
Целью изобретения является обеспечение устойчивого магнитного подвеса колеса по всем трем координатам в пространстве.The aim of the invention is to provide a stable magnetic suspension of the wheel in all three coordinates in space.
Указанная цель достигается тем, что в двух соосно расположенных цилиндрических магнитах, цилиндрические основания которых расположены в двух плоскостях, перпендикулярных их общей оси, а цилиндрические поверхности расположены с воздушным зазором между внешним диаметром центрального и внутренним диаметром периферийного магнитов, при этом магниты стремятся сохранять равномерность зазора при действии на них силы, перпендикулярной их оси при условии радиальных направлений их магнитных потоков.This goal is achieved by the fact that in two coaxially arranged cylindrical magnets, the cylindrical bases of which are located in two planes perpendicular to their common axis, and the cylindrical surfaces are located with an air gap between the outer diameter of the central and inner diameter of the peripheral magnets, while the magnets tend to maintain a uniform gap under the action of a force perpendicular to their axis, subject to the radial directions of their magnetic fluxes.
На фиг 1 и 2 изображены без подшипниковое колесо и совмещенное с ним устройство торможения колеса, осуществляемое необходимостью при превышении скорости транспортного средства от действия на него некоторой горизонтально действующей силы или при экстренной остановки транспортного средства. Они содержат неподвижный ступенчатый вал 1 с закрепленными на нем, например, неодимовым центральным цилиндрическим магнитом 2 во впадине которого намотана катушка индуктивности 4 и магнитопровод 6 выполненный из электротехнической стали с полюсными наконечниками во впадине которого так же содержится катушка 8, причем с целью повышения эффективности работы катушки 4 и 8 намотаны изолированным проводом из электротехнической стали. Коаксиально центральному магниту 2 с зазором 9 расположен периферийный магнит 3, а коаксиально магнитопровода 6 с этим же зазором 9 расположены выполненные из электротехнической стали пластины 7. Периферийный магнит и 3 и пластины 7 закреплены к внутренней поверхности обода 5 колеса. Если магниты 2 и 3 не намагничены, то после сборки устройства их намагничивают пропуская ток через катушку 4. При этом между магнитами образуется заданный воздушный зазор 9.Figures 1 and 2 show without a bearing wheel and a combined wheel braking device, which is necessary when the vehicle is exceeded due to the action of a certain horizontal force or when the vehicle is stopped in an emergency. They contain a fixed stepped
Работа устройства заключается в том, что при действии на вал колеса или на салон транспортного средства жестко механически связанный с валом колеса происходит передвижение транспортного средства в направлении действующей горизонтальной силы. При значительных вертикальных нагрузках превышающих силу удержания магнитами зазора произойдет верхнее контактирование периферийного и центрального магнитов. С целью исключения контактирования предусмотрен конечный включатель 11, который при уменьшении верхнего зазора включает дополнительное подмагничивание с помощью катушек 4 и 10, при этом для увеличения противодействующей весовой силе верхняя поверхность центрального магнита имеет увеличенную поверхность по отношению к нижней поверхности. В случае необходимости торможения транспортного средства подаем напряжение на катушку 8.The operation of the device consists in the fact that when a vehicle acts on the wheel shaft or on the passenger compartment of a vehicle rigidly mechanically connected with the wheel shaft, the vehicle moves in the direction of the acting horizontal force. With significant vertical loads exceeding the holding force of the gap magnets, the upper contacting of the peripheral and central magnets will occur. In order to avoid contact, a
Возникающий магнитный поток в магнитопроводе 6-7 в отличии от вращающего магнитного поля электродвигателя противодействует вращению а потому происходит торможение транспортного средства эффективность которого зависит от мощности тормозного устройства при которой колесо прекращает вращение.The resulting magnetic flux in the magnetic circuit 6-7, in contrast to the rotating magnetic field of the electric motor, counteracts the rotation, and therefore the vehicle brakes, the effectiveness of which depends on the power of the braking device at which the wheel stops rotation.
Заявляемое устройство может быть использовано в составе движущегося объекта. Для увеличения грузоподъемности объекта можно использовать несколько расположенных на одной оси колес. Применение таких колес не требует использования подшипников качения, смазка которых исключается при условии функционирования движущихся объектов как в воздушном так и в вакуумном пространстве, например при работе их на лунной поверхности. Одновременно следует отметить, что применение таких колес не связано с необходимостью использования амортизаторов подвижного устройства, двигающегося по неровной поверхности, поскольку сами такие колеса выполняют роль пружинных подвесок, смягчают тряску при езде по пересеченной местности. Это также создает дополнительно положительный эффект от использования заявляемого технического решения.The inventive device can be used as part of a moving object. To increase the load capacity of the object, you can use several wheels located on the same axis. The use of such wheels does not require the use of rolling bearings, the lubrication of which is excluded under the condition that moving objects are functioning both in air and in vacuum space, for example, when operating on a lunar surface. At the same time, it should be noted that the use of such wheels is not connected with the need to use shock absorbers of a mobile device moving on an uneven surface, since such wheels themselves act as spring suspensions and soften shaking when driving over rough terrain. This also creates an additional positive effect from the use of the proposed technical solution.
ЛитератураLiterature
1. Булгаков Б.В. Прикладная теория гироскопов. 3 изд., М., 1976.1. Bulgakov B.V. Applied Theory of Gyroscopes. 3 ed., M., 1976.
2. Николаи Е.Л. Гироскоп в кардановом подвесе. 2 изд., М., 1964.2. Nikolai E.L. Gyroscope in a gimbal. 2 ed., M., 1964.
3. Малеев П.П. Новые типы гироскопов. Л., 1971.3. Maleev P.P. New types of gyroscopes. L., 1971.
4. Магнус К. Гироскоп. Теория и применение, пер. с нем. М., 1974.4. Magnus K. Gyroscope. Theory and Application, Per. with him. M., 1974.
5. Ишлинский А.Ю. Ориентация, Гироскопы и инерциальная навигация. М., 1976.5. Ishlinsky A.Yu. Orientation, gyroscopes and inertial navigation. M., 1976.
6. Климов Д.М., Харламов С.А. Динамика гироскопа в кардановом подвесе. М., 1978.6. Klimov D.M., Kharlamov S.A. Gyro dynamics in a gimbal. M., 1978.
7. Тормозная система см. сайт https://ru.wikipedia.orq/wiki/%D0%A2%D0%BE%Dl%80%D0%BC%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%8F%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B07. Brake system, see the site https: //ru.wikipedia.orq/wiki/%D0%A2%D0%BE%Dl%80%D0%BC%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D0% B0% D1% 8F% D1% 81% D0% B8% D1% 81% D1% 82% D0% B5% D0% BC% D0% B0
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137200A RU2662359C1 (en) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137200A RU2662359C1 (en) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017137200A RU2017137200A (en) | 2018-01-09 |
RU2662359C1 true RU2662359C1 (en) | 2018-07-25 |
Family
ID=60965185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137200A RU2662359C1 (en) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2662359C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698271C1 (en) * | 2018-08-14 | 2019-08-23 | Александр Георгиевич Носков | Magnetically-unloaded hub |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10305735A (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Toyota Motor Corp | Wheel-in-motor |
RU2303536C2 (en) * | 2003-04-18 | 2007-07-27 | Ултра Мотор Компани Лимитед | Electric motor |
RU2334626C2 (en) * | 2006-03-15 | 2008-09-27 | Юрий Васильевич Макаров | Motorwheel |
RU126996U1 (en) * | 2012-09-11 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Электропривод Сагдакова" | Brushless DC Motor |
-
2017
- 2017-10-23 RU RU2017137200A patent/RU2662359C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10305735A (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Toyota Motor Corp | Wheel-in-motor |
RU2303536C2 (en) * | 2003-04-18 | 2007-07-27 | Ултра Мотор Компани Лимитед | Electric motor |
RU2334626C2 (en) * | 2006-03-15 | 2008-09-27 | Юрий Васильевич Макаров | Motorwheel |
RU126996U1 (en) * | 2012-09-11 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Электропривод Сагдакова" | Brushless DC Motor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698271C1 (en) * | 2018-08-14 | 2019-08-23 | Александр Георгиевич Носков | Magnetically-unloaded hub |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017137200A (en) | 2018-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6556829B2 (en) | Vibration absorber | |
CN104533945B (en) | One kind realizes rotor five-degree magnetic suspension structure by axial mixed magnetic bearing | |
US4090745A (en) | Magnetic suspension with magnetic stiffness augmentation | |
US20030042812A1 (en) | Passive magnetic bearing for a horizontal shaft | |
CN102434587B (en) | Permanent-magnetic passive axial magnetic suspension bearing with passive damping effect | |
CN101115930A (en) | Method for stabilising a magnetically levitated object | |
WO1995024760A1 (en) | Dynamically stable magnetic suspension/bearing system | |
EP3482489B1 (en) | Electrostatic generator system using magnetic repulsion | |
CN101922510B (en) | Inner rotor permanent magnet biased radial magnetic bearing with double permanent magnets | |
Xiang et al. | Suspension and titling of vernier-gimballing magnetically suspended flywheel with conical magnetic bearing and Lorentz magnetic bearing | |
CN105775169A (en) | Magnetization suspension induction drive type counteractive momentum ball | |
CN201696491U (en) | Conical permanent magnetic suspended inner rotor hybrid magnetic bearing | |
CN101994761B (en) | Double-permanent magnet outer-rotor permanent magnet biased radial magnetic bearing | |
CN104410241A (en) | Magnetic levitation spherical motor | |
CN204371939U (en) | One realizes rotor five-degree magnetic suspension structure by axial mixed magnetic bearing | |
RU2662359C1 (en) | Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation | |
US20200136464A1 (en) | Electrostatic generator electrode-centering and seismic-isolation system for flywheel-based energy storage modules | |
CN106438693A (en) | Two-freedom-degree permanent magnet biased radial hybrid magnetic bearing | |
US20100026431A1 (en) | Magnetically suspended gyroscopic actuator device | |
CN206221508U (en) | A kind of two degrees of freedom permanent magnet offset radial hybrid magnetic bearing | |
CN103939465A (en) | Magnetic bearing with single freedom degree | |
RU2431573C1 (en) | Wheel on magnetic cushion | |
CN104989727B (en) | Combined-type five-degree-of-freedom electromagnetic bearing | |
CN104697509B (en) | A kind of magnetically suspended gyroscope of seven passages magnetic circuit decoupling | |
RU2540215C1 (en) | Hybrid magnetic bearing with axial control |