專利名稱：輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好的電力活塞式電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種電力活塞式電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101860168A公開(kāi)了一種電力發(fā)動(dòng)機(jī)，其把傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)供氣、供油、排氣、點(diǎn)火系統(tǒng)去掉，用電磁鐵組件替代，活塞內(nèi)部嵌入永久磁鐵，然后通過(guò)控制電磁鐵線圈的電流方向來(lái)控制活塞在缸內(nèi)上下位移，活塞經(jīng)連桿曲軸機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力。該電力發(fā)動(dòng)機(jī)適用于汽車、摩托車等交通工具。類似上述技術(shù)方案的專利文獻(xiàn)，還有CN1996724A、CN1255767A、CN200990555Y等。上述現(xiàn)有技術(shù)中的電力活塞式電動(dòng)機(jī)的不足之處在于通過(guò)頻繁切換流經(jīng)電磁鐵線圈的電流方向來(lái)改變電磁鐵的磁極性，從而控制電磁鐵與活塞的作用力的方向，進(jìn)而控制活塞的往復(fù)位移；但在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，由于電磁鐵線圈的電流方向不能瞬時(shí)改變，導(dǎo)致無(wú)法確保電動(dòng)機(jī)的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性。因此，采用切換流經(jīng)電磁鐵線圈的電流方向來(lái)改變電磁鐵的磁極性，從而控制活塞的位移方向的技術(shù)方案，不具有實(shí)用性。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101697445A公開(kāi)了一種電動(dòng)機(jī)，其采用一對(duì)上下設(shè)置的勵(lì)磁線圈交替導(dǎo)電，以使活塞往復(fù)位移。但在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，由于勵(lì)磁線圈的電流不能瞬時(shí)改變，且上下勵(lì)磁線圈存在互相串?dāng)_和磁性中和等原因，該方案也無(wú)法確保電動(dòng)機(jī)的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性。如何提高電力活塞式電動(dòng)機(jī)的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性，是本領(lǐng)域要解決的技術(shù)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好的電力活塞式電動(dòng)機(jī)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電力活塞式電動(dòng)機(jī)，其包括多個(gè)缸體、設(shè)于缸體內(nèi)的由永磁體制成的活塞、設(shè)于各缸體下方的曲軸和用于將各活塞與所述曲軸傳動(dòng)連接的連桿；所述缸體的上端設(shè)有與缸體同軸心線的電磁鐵，電磁鐵的線圈與一線圈驅(qū)動(dòng)電路相連；電磁鐵設(shè)于一由CPU單兀控制的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，曲軸的一端設(shè)有飛輪；所述線圈驅(qū)動(dòng)電路與一 CPU單元相連；鄰近缸體的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與CPU單元相連的上、 下行程開(kāi)關(guān)；所述缸體的底部設(shè)有一與所述CPU單元相連的霍爾傳感器。電動(dòng)車啟動(dòng)時(shí),采用啟動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所述飛輪并使所述曲軸轉(zhuǎn)動(dòng),所述CPU單元通過(guò)各缸體底部的霍爾傳感器檢測(cè)各活塞的位移方向；若測(cè)得一缸體內(nèi)的活塞正向下位移，則所述CPU單元通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路向該缸體上方的電磁鐵的線圈提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，活塞因來(lái)自電磁鐵的下斥力而在該缸體內(nèi)加速下移；若測(cè)得一缸體內(nèi)的活塞正向上位移，則所述CPU單元通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路向該缸體上方的電磁鐵的線圈提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，活塞因來(lái)自電磁鐵的上吸力而在該缸體內(nèi)加速上移；待各電磁鐵的線圈得電后，斷開(kāi)所述啟動(dòng)系統(tǒng)并保持各線圈中的電流方向不變；當(dāng)所述CPU單元通過(guò)所述下行程開(kāi)關(guān)測(cè)得一缸體內(nèi)的活塞即將到達(dá)該缸體的下止點(diǎn)時(shí)，CPU單元通過(guò)所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞已到達(dá)下止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，活塞因來(lái)自電磁鐵的上吸力而開(kāi)始在該缸體內(nèi)向上位移；當(dāng)所述CPU單元通過(guò)所述上行程開(kāi)關(guān)測(cè)得該活塞即將到達(dá)該缸體的上止點(diǎn)時(shí)，CPU單元通過(guò)所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線反向旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞已到達(dá)上止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，且活塞因來(lái)自電磁鐵的下斥力而開(kāi)始向下位移；如此反復(fù)， 從而使各活塞經(jīng)相應(yīng)的連桿驅(qū)動(dòng)所述曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)，并使所述飛輪對(duì)外輸出正扭矩。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明的電力活塞式電動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，電磁鐵的線圈電流方向始終保持不變；在活塞即將到達(dá)上、下止點(diǎn)時(shí)， 控制電磁鐵繞其高度中心線快速旋轉(zhuǎn)180°，以快速切換電磁鐵上下端的磁極性，從而使電磁鐵反復(fù)對(duì)活塞產(chǎn)生作用力，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)曲軸。本發(fā)明采用的上述方案，避免了現(xiàn)有技術(shù)的因線圈電流無(wú)法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)換向而帶來(lái)的延時(shí)，進(jìn)而使本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的輸出功率或扭矩具有較好的連續(xù)性和穩(wěn)定性。(2)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，采用啟動(dòng)系統(tǒng)使所述曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)， CPU單元通過(guò)各缸體內(nèi)的霍爾傳感器檢測(cè)各活塞的位移方向，然后根據(jù)各活塞的位移方向通過(guò)線圈驅(qū)動(dòng)電路向各線圈提供相應(yīng)方向的電流并保持電流方向不變，然后根據(jù)各活塞的位置，通過(guò)電磁鐵繞其高度中心線快速旋轉(zhuǎn)180°的方式快速切換電磁鐵上下端的磁極性， 從而使電磁鐵反復(fù)對(duì)各活塞產(chǎn)生阻尼力，進(jìn)而制動(dòng)曲軸并使所述飛輪對(duì)外輸出負(fù)扭矩。(4) 本發(fā)明中的霍爾傳感器設(shè)于缸體的底部中央，由于活塞的兩個(gè)磁極與電磁鐵的兩個(gè)磁極上下同直線分布，因此霍爾傳感器獲取的電磁信號(hào)基本來(lái)自活塞底部，即霍爾傳感器基本不受電磁鐵的干擾，確保了活塞位置檢測(cè)的可靠性。(5)本發(fā)明中，各活塞在相應(yīng)的缸體中對(duì)稱分布于缸體的高度中心線兩側(cè)，以確保各活塞作用與曲軸上的作用力具有較好的均勻性和穩(wěn)定性。(6)本發(fā)明的電動(dòng)車為電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)三輪車、電動(dòng)農(nóng)用機(jī)械車等。
為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖， 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
圖I為實(shí)施例中的電力活塞式電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖2為實(shí)施例中的電力活塞式電動(dòng)機(jī)采用的一種用于控制電磁鐵繞其高度中心線旋轉(zhuǎn)180°的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及缸體的結(jié)構(gòu)示意圖3為所述電力活塞式電動(dòng)機(jī)的控制電路的電路框圖4為實(shí)施例中的電力活塞驅(qū)動(dòng)式電動(dòng)車的傳動(dòng)系構(gòu)造圖5為實(shí)施例中的電力活塞式電動(dòng)機(jī)采用的另一種所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及缸體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式見(jiàn)圖1-3，本實(shí)施例的電力活塞式電動(dòng)機(jī)20，其包括多個(gè)高電阻非導(dǎo)磁材料(如 招合金、銅合金等)制成的缸體I、設(shè)于缸體I內(nèi)的由永磁體制成的活塞5、設(shè)于各缸體I下方的曲軸2和用于將各活塞5與所述曲軸2傳動(dòng)連接的連桿3 ;所述缸體I的上端設(shè)有與缸體I同軸心線的電磁鐵7，電磁鐵7的線圈8與一線圈驅(qū)動(dòng)電路相連；電磁鐵7的中央固定于一橫向的轉(zhuǎn)軸9上，該轉(zhuǎn)軸9通過(guò)一對(duì)軸承座4設(shè)于缸體I上方；轉(zhuǎn)軸9的一端經(jīng)一變速箱11與一步進(jìn)電機(jī)12傳動(dòng)相連，曲軸2的一端設(shè)有飛輪；所述線圈驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電機(jī) 12與一 CPU單元相連；鄰近缸體I的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與CPU單元相連的上、下行程開(kāi)關(guān)13和14 ;所述缸體I的底部中央設(shè)有一與所述CPU單元相連的霍爾傳感器15，該所述霍爾傳感器15與所述活塞5的底面中央相對(duì)。所述霍爾傳感器15設(shè)于一非導(dǎo)磁材料的金屬管中，該金屬管與所述活塞5同軸心線。所述上、下行程開(kāi)關(guān)13和14采用接觸式或紅外線式行程開(kāi)關(guān)。活塞5上設(shè)有耐磨圈。各活塞5在所述缸體I中處于不同的行程位置，以確保連桿3適于連續(xù)傳動(dòng)曲軸 2,并使曲軸2輸出的扭矩穩(wěn)定。電動(dòng)車啟動(dòng)時(shí)，采用啟動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)曲軸2上的飛輪，以使所述曲軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，所述CPU 單元通過(guò)各缸體I底部的霍爾傳感器15檢測(cè)各活塞5的位移方向；此時(shí)，若測(cè)得一缸體I 內(nèi)的活塞5正向下位移，則所述CPU單元通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路向該缸體I上方的電磁鐵7 的線圈8提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相同， 活塞5因來(lái)自電磁鐵7的下斥力而在該缸體I內(nèi)加速下移；或，此時(shí)若測(cè)得一缸體I內(nèi)的活塞5正向上位移，則所述CPU單元通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路向該缸體I上方的電磁鐵7的線圈8提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，活塞 5因來(lái)自電磁鐵7的上吸力而在該缸體I內(nèi)加速上移；待各電磁鐵7的線圈8得電后，斷開(kāi)所述啟動(dòng)系統(tǒng)并保持各線圈8中的電流方向不變；然后，當(dāng)所述CPU單元通過(guò)所述下行程開(kāi)關(guān)14測(cè)得一缸體I內(nèi)的活塞5即將到達(dá)該缸體I的下止點(diǎn)時(shí)，CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12 輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)電機(jī)12按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱11控制所述轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞5已到達(dá)下止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，活塞5因來(lái)自電磁鐵7的上吸力而開(kāi)始在該缸體I內(nèi)向上位移；當(dāng)所述CPU單元通過(guò)所述上行程開(kāi)關(guān)13測(cè)得該活塞5即將到達(dá)該缸體I的上止點(diǎn)時(shí)，CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出另一脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)電機(jī)12反方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱11控制所述轉(zhuǎn)軸 9反向旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞5已到達(dá)上止點(diǎn)，且活塞5因下斥力而開(kāi)始向下位移；如此反復(fù)，從而使各活塞5經(jīng)相應(yīng)的連桿3驅(qū)動(dòng)所述曲軸2運(yùn)轉(zhuǎn)，并使曲軸2對(duì)外輸出正扭矩。所述CPU單元通過(guò)霍爾傳感器15檢測(cè)所述活塞5的位置，以得出同一缸體I內(nèi)的所述活塞5與電磁鐵7的間距，并根據(jù)該間距大小實(shí)時(shí)通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路調(diào)整所述線圈8中的電流大小，以使所述活塞5在上、下位移過(guò)程中，保持活塞5與電磁鐵7之間的作用力的大小穩(wěn)定，以使本電動(dòng)機(jī)輸出的功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好。當(dāng)所述曲軸2處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而需要通過(guò)所述曲軸2對(duì)外輸出負(fù)扭矩時(shí)，則所述CPU單元控制所述線圈驅(qū)動(dòng)電路停止向各線圈8供電；然后，若所述CPU單元通過(guò)所述霍爾傳感器15測(cè)得同一缸體I內(nèi)的所述活塞5正在向下位移，則CPU單元通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路向該缸體I上方的線圈8提供相應(yīng)方向的電流，以使相應(yīng)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，以降低活塞5的下移速率，從而制動(dòng)所述曲軸2。若所述曲軸2仍未停止運(yùn)轉(zhuǎn)，且CPU單元通過(guò)所述下行程開(kāi)關(guān)14測(cè)得該活塞5即將到達(dá)該缸體I的下止點(diǎn)時(shí)，CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)電機(jī)12按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱11控制所述轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞5已到達(dá)下止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相同，活塞5在開(kāi)始向上位移的同時(shí)承受來(lái)自電磁鐵7的下斥力而制動(dòng)所述曲軸2 ;若所述曲軸2仍未停止運(yùn)轉(zhuǎn)，且CPU單元通過(guò)所述上行程開(kāi)關(guān)13測(cè)得該活塞5 即將到達(dá)該缸體I的上止點(diǎn)時(shí)，CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出另一脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)電機(jī)12反向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱11控制所述轉(zhuǎn)軸 9反向旋轉(zhuǎn)180° ,且此時(shí)的活塞5已到達(dá)上止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，活塞5因來(lái)自電磁鐵7的上吸力而制動(dòng)所述曲軸2 ;如此反復(fù)，以使所述飛輪對(duì)外輸出負(fù)扭矩，直至測(cè)得所述曲軸2即將停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，停止向各線圈8供電。所述CPU單元通過(guò)霍爾傳感器15檢測(cè)各活塞5的位移速率低于預(yù)設(shè)值(該預(yù)設(shè)值可通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取)時(shí)，即判斷所述曲軸2即將停止運(yùn)轉(zhuǎn)?？紤]到線圈8的電流不能瞬時(shí)變化，因此在所述曲軸2即將停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，提前切斷線圈8的電源，利于節(jié)能并確保所述曲軸 2能及時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在需要通過(guò)所述曲軸2對(duì)外輸出制動(dòng)扭矩時(shí)，所述線圈驅(qū)動(dòng)電路向所述線圈8提供的電流為脈沖電流。所述線圈8 —側(cè)設(shè)有風(fēng)冷裝置或所述線圈8設(shè)于油冷裝置中；線圈 8中的脈沖電流的占空比與所述線圈8的溫度為線性或非線性負(fù)相關(guān)，以防止線圈8過(guò)熱。
電力活塞式電動(dòng)機(jī)20中的曲軸上連接有飛輪，飛輪上設(shè)有離合器21，離合器21的輸出軸相連有變速箱22，變速箱22的輸出軸傳動(dòng)連接有車輛傳動(dòng)系統(tǒng)；飛輪外緣的齒圈與所述啟動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合。該啟動(dòng)系統(tǒng)采用現(xiàn)有技術(shù)中的與現(xiàn)有的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)配套使用的啟動(dòng)系統(tǒng)。見(jiàn)圖4，所述車輛傳動(dòng)系統(tǒng)包括經(jīng)萬(wàn)向節(jié)23與變速箱22的輸出軸傳動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)軸24、經(jīng)另一萬(wàn)向節(jié)與驅(qū)動(dòng)軸24傳動(dòng)連接的差速器27、以及與差速器27通過(guò)半軸26傳動(dòng)相連的車輪。其中，在驅(qū)動(dòng)軸24與差速器27可設(shè)置主減速器25。圖5為另一種所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不意圖，電磁鐵7設(shè)于一小齒輪16上,且該小齒輪16的中心軸設(shè)于電磁鐵7的中心點(diǎn)上,該小齒輪16與一大齒輪17相哨合,該大齒輪 17與所述變速箱11傳動(dòng)相連；工作時(shí)，CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)電機(jī)12按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱 11、大齒輪17控制所述小齒輪16順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種電力活塞式電動(dòng)機(jī),其特征在于包括多個(gè)缸體(I)、設(shè)于缸體(I)內(nèi)的由永磁體制成的活塞(5)、設(shè)于各缸體(I)下方的曲軸(2)和用于將各活塞(5)與所述曲軸(2)傳動(dòng)連接的連桿(3)；所述缸體(I)的上端設(shè)有與缸體(I)同軸心線的電磁鐵(7)，電磁鐵(7)的線圈(8)與一線圈驅(qū)動(dòng)電路相連；所述電磁鐵(7)設(shè)于一由CPU單元控制的適于將電磁鐵(7)反復(fù)旋轉(zhuǎn)180°的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；所述線圈驅(qū)動(dòng)電路與所述一 CPU單元相連；鄰近缸體(I)的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與 (PU單元相連的上、下行程開(kāi)關(guān)(13、14);所述缸體(I)的底部設(shè)有一與所述CPU單元相連的霍爾傳感器(15)；電動(dòng)車啟動(dòng)時(shí)，采用啟動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所述曲軸(2)上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng),所述CPU單元通過(guò)各缸體(I)底部的霍爾傳感器(15)檢測(cè)各活塞(5)的位移方向；若測(cè)得一缸體(I)內(nèi)的活塞(5)正向下位移，則所述CPU單元通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路向該缸體(I)上方的電磁鐵(7 )的線圈(8 )提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵(7 )底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，活塞(5)因來(lái)自電磁鐵(7)的下斥力而在該缸體(I) 內(nèi)加速下移；若測(cè)得一缸體(I)內(nèi)的活塞(5)正向上位移，則所述CPU單元通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路向該缸體(I)上方的電磁鐵(7)的線圈(8)提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，活塞(5)因來(lái)自電磁鐵(7)的上吸力而在該缸體(I) 內(nèi)加速上移；待各電磁鐵(7)的線圈(8)得電后，斷開(kāi)所述啟動(dòng)系統(tǒng)并保持各線圈(8)中的電流方向不變；當(dāng)所述CPU單元通過(guò)所述下行程開(kāi)關(guān)(14)測(cè)得一缸體(I)內(nèi)的活塞(5)即將到達(dá)該缸體(I)的下止點(diǎn)時(shí)，CPU單元通過(guò)所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞(5)已到達(dá)下止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵(7) 底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，活塞(5)因來(lái)自電磁鐵(7)的上吸力而開(kāi)始在該缸體(I)內(nèi)向上位移；當(dāng)所述CPU單元通過(guò)所述上行程開(kāi)關(guān)(13)測(cè)得該活塞(5)即將到達(dá)該缸體(I)的上止點(diǎn)時(shí)，CPU單元通過(guò)所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線反向旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞(5)已到達(dá)上止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，且活塞(5)因來(lái)自電磁鐵(7)的下斥力而開(kāi)始向下位移；如此反復(fù)，從而使各活塞(5)經(jīng)相應(yīng)的連桿(3)驅(qū)動(dòng)所述曲軸(2)運(yùn)轉(zhuǎn)，并使所述飛輪對(duì)外輸出正扭矩；所述CPU單元通過(guò)霍爾傳感器(15)檢測(cè)所述活塞(5)的位置，以得出同一缸體(I)內(nèi)的所述活塞(5)與電磁鐵(7)的間距，并根據(jù)該間距大小實(shí)時(shí)通過(guò)所述線圈驅(qū)動(dòng)電路調(diào)整所述線圈(8 )中的電流大小，以使所述活塞(5 )在上、下位移過(guò)程中，保持活塞(5 )與電磁鐵(7)之間的作用力的大小穩(wěn)定；各活塞(5)在相應(yīng)的缸體(I)中對(duì)稱分布于缸體(I)的高度中心線兩側(cè)；所述霍爾傳感器(15)設(shè)于缸體(I)的底部中央，且與所述活塞(5)的底面中央相對(duì)； 所述霍爾傳感器(15)設(shè)于一非導(dǎo)磁材料的金屬管中，該金屬管與所述活塞(5)同軸心線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力活塞式電動(dòng)機(jī)，其包括設(shè)于缸體內(nèi)的永磁體活塞、曲軸和連桿；缸體的上端設(shè)有電磁鐵，電磁鐵設(shè)于轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸的一端經(jīng)一變速箱與一步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)相連；所述線圈驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電機(jī)與一CPU單元相連；鄰近缸體的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與CPU單元相連的上、下行程開(kāi)關(guān)；所述缸體的底部中央設(shè)有一與所述CPU單元相連的霍爾傳感器。工作時(shí)，電磁鐵的線圈電流方向始終保持不變；在活塞即將到達(dá)上、下止點(diǎn)時(shí)，控制電磁鐵旋轉(zhuǎn)180°，以快速切換電磁鐵上下端的磁極性，從而使電磁鐵反復(fù)對(duì)活塞產(chǎn)生作用力，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)曲軸，使本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的輸出功率或扭矩具有較好的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02K33/18GK102594081SQ20121005745
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者貝紹軼, 趙景波 申請(qǐng)人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院