專利名稱：一種磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及磁耦合技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著永磁材料性能的大幅提高，永磁材料的超距耦合特性已廣泛應(yīng)用在各種傳動機構(gòu)中，如磁力耦合器等。磁力耦合器主要由轉(zhuǎn)子、永磁體和控制器三部分組成，轉(zhuǎn)子與電動機軸連接，永磁體與傳動軸連接，傳動軸連接負載，轉(zhuǎn)子與永磁體之間有氣隙，這樣電動機與負載之間由原理的機械連接轉(zhuǎn)變?yōu)榇胚B接，可通過調(diào)節(jié)氣隙來實現(xiàn)負載傳動軸的輸出扭矩與轉(zhuǎn)矩的變化。目前，這種磁力耦合器僅能實現(xiàn)傳動軸隨電動機一起完成周向運動，不能實現(xiàn)傳動軸隨電動機一起同時完成軸向、周向的復合運動，從而使得，這種結(jié)構(gòu)的磁力耦合器的使用受到限制。因此，如何實現(xiàn)傳動軸能夠隨電動機一起同時完成軸向、周向的復合運動，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，該磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)傳動軸隨電動機一起同時完成軸向、周向的復合運動。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，包括傳動軸、主動轉(zhuǎn)子磁路基體、復合動作耦合磁路、不少于一個的懸浮磁路，所述傳動軸套裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體的腔體內(nèi)；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體分別通過懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體、復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體并排安裝于所述傳動軸上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體并排安裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體上。優(yōu)選的，所述懸浮磁路包括第一懸浮磁路、第二懸浮磁路，所述第一懸浮磁路、所述復合動作耦合磁路、所述第二懸浮磁路依次并排設(shè)置。優(yōu)選的，所述復合動作耦合磁路軸向的永磁體為N極、S極相間偶數(shù)排列。優(yōu)選的，所述復合動作耦合磁路周向的永磁體為N極、S極相間偶數(shù)排列。優(yōu)選的，所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體與傳動軸之間設(shè)有密封罩。優(yōu)選的，所述密封罩為高電阻材料密封罩。優(yōu)選的，所述密封罩為非金屬材料密封罩。優(yōu)選的，所述懸浮磁路的浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體均通過粘接的方式固定在懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體、所述復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體上。[0015]優(yōu)選的，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體通過粘接的方式固定在所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體上。本實用新型提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，包括傳動軸、主動轉(zhuǎn)子磁路基體、 復合動作耦合磁路、不少于一個的懸浮磁路，所述傳動軸套裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體的腔體內(nèi)；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體分別通過懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體、復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體并排安裝于所述傳動軸上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體并排安裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體上。傳動軸與負載連接，主動轉(zhuǎn)子磁路基體與電動機的動力輸出軸連接，懸浮磁路在徑向產(chǎn)生有用的懸浮力，該懸浮力可使得傳動軸處于懸浮狀態(tài)，；被動轉(zhuǎn)子復合動作磁路相對于主動轉(zhuǎn)子復合動作磁路在周向和軸向同時有位移產(chǎn)生時，主動轉(zhuǎn)子復合動作磁路就可以帶動被動轉(zhuǎn)子復合動作磁路做復合動作耦合運動，進而帶動傳動軸做復合動作耦合運動，進而實現(xiàn)傳動軸既能在徑向懸浮又能在周向和軸向復合運動運動?？梢姡緦嵱眯滦湍軌?qū)崿F(xiàn)周向的扭矩無接觸傳遞，又能夠?qū)崿F(xiàn)軸向的力的無接觸傳遞。優(yōu)選方案中，所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體與傳動軸之間設(shè)有密封罩。這種結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)外界動力源無接觸地將本身的能量傳遞給負載讓其工作，同時密封罩將外界與負載完全無泄漏密封隔離，能夠解決現(xiàn)代工業(yè)中好多需要完全無泄漏輸送的有毒有害介質(zhì)，在完全密封的空間里的能量傳遞問題。

圖1為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)中的懸浮磁路周向展開圖；圖3為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)中的懸浮磁路的軸向剖視圖；圖4為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)中的復合動作耦合磁路的軸向展開圖；其中，圖1-圖4中密封罩1 ；傳動軸2 ；第一懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體3 ；第一懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體4 ；第一懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體5 ；主動轉(zhuǎn)子磁路基體6 ；復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體7 ；復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體8 ；復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體9 ；第二懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體10 ；第二懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體11 ；第二懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體12。
具體實施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本實用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。請參看圖1，圖1為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實用新型提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，包括傳動軸2、主動轉(zhuǎn)子磁路基體6、復合動作耦合磁路、不少于一個的懸浮磁路，所述傳動軸2套裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體6的腔體內(nèi)；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體8分別通過懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體、復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體7并排安裝于所述傳動軸2上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體9并排安裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體6上。具體的方案中，所述懸浮磁路包括第一懸浮磁路、第二懸浮磁路，所述第一懸浮磁路、所述復合動作耦合磁路、所述第二懸浮磁路依次并排設(shè)置，所述第一懸浮磁路包括第一懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體3 ；第一懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體4 ；第一懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體 5，所述第二懸浮磁路包括第二懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體10 ；第二懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體 11 ；第二懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體12。如圖1所示，所述第一懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體4、所述復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體8、所述第二懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體11依次分別通過第一懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體3、所述復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體7、所述第二懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體10安裝在所述傳動軸2上，所述第一懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體5、所述復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體9、所述第二懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體12依次安裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體6上。傳動軸2與負載連接，主動轉(zhuǎn)子磁路基體6與電動機的動力輸出軸連接，懸浮磁路在徑向產(chǎn)生有用的懸浮力，該懸浮力可使得傳動軸2處于懸浮狀態(tài)，；被動轉(zhuǎn)子復合動作磁路相對于主動轉(zhuǎn)子復合動作磁路在周向和軸向同時有位移產(chǎn)生時，主動轉(zhuǎn)子復合動作磁路就可以帶動被動轉(zhuǎn)子復合動作磁路做復合動作耦合運動，進而帶動傳動軸2做復合動作耦合運動，進而實現(xiàn)傳動軸2既能在徑向懸浮又能在周向和軸向復合運動運動?？梢姡緦嵱眯滦湍軌?qū)崿F(xiàn)周向的扭矩無接觸傳遞，又能夠?qū)崿F(xiàn)軸向的力的無接觸傳遞。
以下結(jié)合附圖，對本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)的工作原理進行簡單介紹。首先，以第一懸浮磁路為例，對第一懸浮磁路的工作原理進行介紹。請參看圖2、圖3，圖2為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)中的懸浮磁路周向展開圖；圖3為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)中的懸浮磁路的軸向剖視圖。如圖2、圖3所示，從永磁體提供能量的角度來分析此懸浮磁路。第一懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體5包括永磁體①、②、③，第一懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體4包括永磁體④、⑤、 ⑥，永磁體①、②、③與永磁體④、⑤、⑥的N極均相對設(shè)置，各永磁體的布置位置如圖3所
7J\ ο圖3中E磁能的陰影部分分別為各個永磁體所提供的磁能，各個磁能均為永磁體 N極面所提供。當a2 = k. al(k< l)、hl-l >h2-l、a2彡O 3. 5)h2_l時，永磁體②和永磁體⑤提供的磁能如圖3中所示，其磁能量的頂端在一定的區(qū)域內(nèi)形成一等磁能面，此時假如被動轉(zhuǎn)子懸浮磁路在允許的尺寸范圍內(nèi)相對于主動轉(zhuǎn)子懸浮磁路向左或向右產(chǎn)生位移時(位移L < al_a2/2)，永磁體②和永磁體⑤在徑向的磁能量是互相疊加的，作用的結(jié)果是在徑向產(chǎn)生有用的懸浮力，而在軸向因為磁能量面為等磁能面，是隨遇平衡，基本不會有不穩(wěn)定有害力的產(chǎn)生。也就是說永磁體②和永磁體⑤是產(chǎn)生懸浮磁力的主因。假設(shè)被動轉(zhuǎn)子懸浮磁路相對于主動轉(zhuǎn)子懸浮磁路向左或向右產(chǎn)生的位移量L > al-a2/2時，當 b2 = k. b 1、c2 = k. cl、(k < 1)，hl_2 彡(1· 2 2. 2) (cl_bl)/2、h2_2 彡(1· 2 2. 2) (c2-b2)/2時，永磁體①和永磁體④、永磁體③和永磁體⑥分別耦合的磁路的磁能量就會相互作用，當位移L向左時，永磁體④的磁能在軸向會阻止永磁體①的磁能輸入，永磁體④對永磁體①產(chǎn)生了反饋，位移的方向與磁能作用產(chǎn)生的磁力方向相反，屬穩(wěn)定系統(tǒng)。當位移L 向右時，永磁體③和永磁體⑥相互作用的結(jié)果完全同永磁體④對永磁體①的作用結(jié)果，也屬穩(wěn)定系統(tǒng)。從以上對懸浮磁路從磁能角度的分析可以得出，此懸浮磁路是一在徑向具有穩(wěn)定懸浮，在軸向能夠形成自反饋的穩(wěn)定系統(tǒng)。以下結(jié)合圖4，對復合動作耦合磁路的工作原理進行介紹。請參看圖4，圖4為本實用新型所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)中的復合動作耦合磁路的軸向展開圖。如圖4所示，當復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體8的被動轉(zhuǎn)子復合動作磁路沿周向相對于復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體9的主動轉(zhuǎn)子復合動作磁路產(chǎn)生位移時，因在周向永磁體的布置為N極、S極相間緊密偶數(shù)排列，構(gòu)成了推拉磁路。當被動轉(zhuǎn)子復合動作磁路沿軸向相對于主動轉(zhuǎn)子復合動作磁路產(chǎn)生位移時，因在軸向永磁體的布置為N、S相間緊密偶數(shù)排列，也構(gòu)成了推拉磁路。假如被動轉(zhuǎn)子復合動作磁路相對于主動轉(zhuǎn)子復合動作磁路在周向和軸向同時有位移產(chǎn)生時，那么主動轉(zhuǎn)子復合動作磁路就完全可以帶動被動轉(zhuǎn)子復合動作磁路做復合動作耦合運動。經(jīng)過以上懸浮磁路與復合動作耦合磁路的具體分析，當主動部件作轉(zhuǎn)動直線的復合運動時，就可以通過懸浮磁路與復合動作耦合磁路的聯(lián)合作用，實現(xiàn)傳動軸2既能在徑向懸浮又能在周向和軸向復合運動的需要。 優(yōu)選方案中，所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體6與傳動軸2之間設(shè)有密封罩1。這種結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)外界動力源無接觸地將本身的能量傳遞給負載讓其工作，同時密封罩1將外界與負載完全無泄漏密封隔離，能夠解決現(xiàn)代工業(yè)中好多需要完全無泄漏輸送的有毒有害介質(zhì)， 在完全密封的空間里的能量傳遞問題。具體的方案中，密封罩1可以為高電阻材料密封罩、非金屬材料密封罩等。優(yōu)選的方案中，所述懸浮磁路的浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體8均可通過粘接的方式固定在懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體、所述復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體7上。進一步的方案中，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體9也均可通過粘接的方式固定在所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體6上。以上實施例中所提供的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，懸浮磁路的數(shù)量為兩個，本實用新型并不局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要選擇合適數(shù)量的懸浮磁路；同樣，所述復合動作耦合磁路的數(shù)量也不局限于一個。以上所述僅是實用新型的優(yōu)選實施方式的描述，應(yīng)當指出，由于文字表達的有限性，而在客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，包括傳動軸、主動轉(zhuǎn)子磁路基體、復合動作耦合磁路、不少于一個的懸浮磁路，所述傳動軸套裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體的腔體內(nèi)；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體分別通過懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體、復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體并排安裝于所述傳動軸上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體并排安裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，所述懸浮磁路包括第一懸浮磁路、第二懸浮磁路，所述第一懸浮磁路、所述復合動作耦合磁路、所述第二懸浮磁路依次并排設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，所述復合動作耦合磁路軸向的永磁體為N極、S極相間偶數(shù)排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，所述復合動作耦合磁路周向的永磁體為N極、S極相間偶數(shù)排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體與傳動軸之間設(shè)有密封罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，所述密封罩為高電阻材料密封罩。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，所述密封罩為非金屬材料密封罩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，所述懸浮磁路的浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體均通過粘接的方式固定在懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體、所述復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，其特征在于，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體通過粘接的方式固定在所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體上。
專利摘要本實用新型涉及磁耦合技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)，包括傳動軸、主動轉(zhuǎn)子磁路基體、復合動作耦合磁路、不少于一個的懸浮磁路，所述傳動軸套裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體的腔體內(nèi)；所述懸浮磁路的浮磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子永磁體分別通過懸浮磁路被動轉(zhuǎn)子基體、復合動作耦合磁路被動轉(zhuǎn)子基體并排安裝于所述傳動軸上，所述懸浮磁路的懸浮磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體、所述復合動作耦合磁路的復合動作耦合磁路主動轉(zhuǎn)子永磁體并排安裝于所述主動轉(zhuǎn)子磁路基體上。該磁耦合懸浮式復合動作機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)傳動軸隨電動機一起同時完成軸向、周向的復合運動。
文檔編號H02N15/00GK202231651SQ20112037726
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉挺, 崔國平, 殷春紅, 豆耀峰 申請人:蘭州海蘭德泵業(yè)有限公司