[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及一種電機(jī)結(jié)構(gòu)，具體涉及一種利用電磁吸附力驅(qū)動(dòng)的直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)。

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背景技術(shù)：
]

電機(jī)(英文：electricmachinery，俗稱“馬達(dá)”)的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源?，F(xiàn)有的一種磁阻電機(jī)一般通過(guò)設(shè)置徑向相對(duì)的多相勵(lì)磁繞阻，遵循“磁阻最小原理”，即磁通總要沿著磁阻最小的路徑閉合，而具有一定形狀的鐵心在移動(dòng)到最小磁阻位置時(shí)，必使自己的主軸線與磁場(chǎng)的軸線重合，通過(guò)依次對(duì)多相勵(lì)磁繞阻通電，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出扭矩。現(xiàn)有的磁阻電機(jī)存在能耗高、噪音大，扭曲輸出不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

[

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
]

本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)電磁吸附力驅(qū)動(dòng)的直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)，解決現(xiàn)有磁阻電機(jī)能耗高、噪音大，扭曲輸出不穩(wěn)定的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)，包括：

a.定子，包括環(huán)形的定子外殼、環(huán)形排列并間隔固定于定子外殼內(nèi)的多個(gè)電磁鐵組件以及由定子外殼和電磁鐵組件圍成的定子腔，定子外殼由隔磁材料制做，定子外殼具有外側(cè)的定子表面和內(nèi)側(cè)設(shè)置在相鄰電磁鐵組件之間的隔板，電磁鐵的內(nèi)表面以及隔板的內(nèi)端面共同構(gòu)成定子腔的環(huán)形表面，

b.轉(zhuǎn)子，由磁性材料制成，偏心設(shè)置于定子腔內(nèi)，一側(cè)緊貼定子腔表面，并可沿定子腔表面滾動(dòng)，

c.控制器，與電磁鐵組件、電源通過(guò)導(dǎo)線連接構(gòu)成控制回路，用于控制電磁鐵組件沿環(huán)繞方向依次遞進(jìn)導(dǎo)通，

d.輸出軸，與轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，轉(zhuǎn)子受遞進(jìn)導(dǎo)通的電磁鐵產(chǎn)生的吸附力作用繞定子腔內(nèi)表面滾動(dòng)并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)輸出軸輸出扭矩。

上述直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)還具有如下優(yōu)化結(jié)構(gòu)：

控制器包括微型電機(jī)、接觸板、接觸桿、電磁鐵接觸片、電源接觸片，所述的接觸板上設(shè)置有軸孔，微型電機(jī)的輸出軸穿過(guò)軸孔與接觸桿末端連接，每個(gè)電磁鐵組件對(duì)應(yīng)有一個(gè)電磁鐵接觸片，電磁鐵接觸片繞軸孔按照內(nèi)圈和外圈的方式在接觸板表面間隔排列設(shè)置成兩圈，內(nèi)圈、外圈的電磁鐵接觸片首尾在徑向上重疊，接觸板表面繞軸孔設(shè)有環(huán)形的電源接觸片，接觸桿在電機(jī)工作帶動(dòng)行走時(shí)始終與內(nèi)圈、外圈以及電源接觸片所在的環(huán)形保持接觸，相鄰電磁鐵組件的一個(gè)電極按照電磁鐵組件的環(huán)繞方向以內(nèi)圈外圈交替的方式與電磁鐵接觸片一一對(duì)應(yīng)導(dǎo)通連接，電源接觸片與電源的一個(gè)電極通過(guò)導(dǎo)線連接，每個(gè)電磁鐵組件的另一端與電源的另一個(gè)電極通過(guò)導(dǎo)線連接，構(gòu)成完整的回路。

定子腔內(nèi)設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子和副轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子和副轉(zhuǎn)子均通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述的輸出軸連接。

所述的定子外殼上對(duì)應(yīng)各個(gè)電磁鐵組件均設(shè)置有走線孔，電磁鐵組件通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的走線孔走線。

定子外設(shè)置有電機(jī)外殼，電機(jī)外殼上對(duì)應(yīng)各個(gè)電磁鐵組件均設(shè)置有走線孔，電磁鐵組件通過(guò)定子外殼的走線孔后再通過(guò)電機(jī)外殼上的走線孔走線。

本發(fā)明還包括另一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)，包括：

a.定子，由磁性材料制成，定子內(nèi)具有供轉(zhuǎn)子滾動(dòng)定子腔，定子腔表面設(shè)置有沿轉(zhuǎn)子滾動(dòng)的多個(gè)環(huán)形軌道式的觸點(diǎn)，

b.轉(zhuǎn)子，包括由隔磁材料制作的轉(zhuǎn)子內(nèi)芯，轉(zhuǎn)子內(nèi)芯表面環(huán)繞設(shè)置有多個(gè)電磁鐵組件，電磁鐵組件之間通過(guò)隔磁材料制成的隔板隔開(kāi)，電磁鐵組件的外表面與隔板的外端面共同構(gòu)成定子表面，隔板的內(nèi)端面與轉(zhuǎn)子內(nèi)芯相連，各個(gè)電磁鐵組件的兩極在轉(zhuǎn)子繞定子腔表面滾動(dòng)時(shí)各自始終與定子腔內(nèi)的一個(gè)觸點(diǎn)導(dǎo)通連接，

c.控制器，與電磁鐵組件、電源通過(guò)導(dǎo)線連接構(gòu)成控制回路，電源、控制器均經(jīng)過(guò)所述的觸點(diǎn)與電磁鐵組件的電極導(dǎo)通連接，用于控制電磁鐵組件沿環(huán)繞方向依次遞進(jìn)導(dǎo)通，

d.輸出軸，與轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，轉(zhuǎn)子受遞進(jìn)導(dǎo)通的電磁鐵產(chǎn)生的吸附力作用繞定子腔內(nèi)表面滾動(dòng)并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)輸出軸輸出扭矩。

上述直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)還具有如下優(yōu)化結(jié)構(gòu)：

所述的控制器包括微型電機(jī)、接觸板、接觸桿、電磁鐵接觸片、電源接觸片，所述的接觸板上設(shè)置有軸孔，微型電機(jī)的輸出軸穿過(guò)軸孔與接觸桿末端連接，每個(gè)電磁鐵組件對(duì)應(yīng)有一個(gè)電磁鐵接觸片，電磁鐵接觸片繞軸孔按照內(nèi)圈和外圈的方式在接觸板表面間隔排列設(shè)置成兩圈，內(nèi)圈、外圈的電磁鐵接觸片首尾在徑向上重疊，接觸板表面繞軸孔設(shè)有環(huán)形的電源接觸片，接觸桿在電機(jī)工作帶動(dòng)行走時(shí)始終與內(nèi)圈、外圈以及電源接觸片所在的環(huán)形保持接觸，相鄰電磁鐵組件的一個(gè)電極按照電磁鐵組件的環(huán)繞方向以內(nèi)圈外圈交替的方式與電磁鐵接觸片經(jīng)過(guò)各自的觸點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)導(dǎo)通連接，電源接觸片與電源的一個(gè)電極通過(guò)導(dǎo)線連接，每個(gè)電磁鐵組件的另一端與電源的另一個(gè)電極經(jīng)過(guò)各自的觸點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線連接，構(gòu)成完整的回路。

所述的定子上對(duì)應(yīng)各個(gè)觸點(diǎn)均設(shè)置有走線孔，各個(gè)觸點(diǎn)通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的走線孔走線。

所述的定子外設(shè)置有電機(jī)外殼，電機(jī)外殼上對(duì)應(yīng)各個(gè)觸點(diǎn)均設(shè)置有走線孔，各個(gè)觸點(diǎn)通過(guò)定子外殼的走線孔后再通過(guò)電機(jī)外殼上的走線孔走線。

所述的定子腔內(nèi)設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)副轉(zhuǎn)子。

所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括曲軸、定位環(huán)、齒輪。

本發(fā)明提供的直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)通過(guò)小電流就能產(chǎn)生大功率，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，無(wú)任何污染，使用壽命長(zhǎng)壽命較長(zhǎng)，噪音小，連續(xù)工作溫度低、好操縱，而且安全可靠，是一種環(huán)保，低耗能的的綠色的直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)?？捎糜冢杭矣秒娖?、制造工業(yè)、發(fā)電、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)等。它即為人類解決了能源問(wèn)題，又解決了污染環(huán)境問(wèn)題。適合廣泛推廣應(yīng)用。

[附圖說(shuō)明]

圖1是實(shí)施例1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例1的分解示意圖；

圖3是實(shí)施例1轉(zhuǎn)子和定子的截面示意圖；

圖4是實(shí)施例2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖和截面示意圖；

圖5是實(shí)施例3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖和截面示意圖；

圖6是實(shí)施例4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖和截面示意圖；

圖7是實(shí)施例5的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖和截面示意圖；

圖8是實(shí)施例6的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖和截面示意圖；

圖9是定子的安裝示意圖；

圖10是控制器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是接觸板的背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是控制電路的示意圖；

圖13是電磁力電機(jī)的工作示意圖；

圖14是實(shí)施例1的主部件尺寸意圖；

圖中1.前端蓋2.前定位環(huán)3.輸出軸4.轉(zhuǎn)子5.后定位環(huán)6.后端蓋7.副轉(zhuǎn)子8.控制器9.定子10.隔板11.電磁鐵組件12.夾角13.走線槽14.電機(jī)外殼15.走線孔16.樹(shù)脂灌封17.電線18.線圈19.硅鋼片20.控制器殼體21.微型電機(jī)22.電磁鐵接觸片23.接觸桿24.電源接觸片25.接觸板26.接觸點(diǎn)27.電源進(jìn)線28.電磁鐵進(jìn)線29.曲軸30.齒輪31.t形定位環(huán)32.軌道式觸點(diǎn)。

[具體實(shí)施方式]

以下結(jié)合附圖說(shuō)明對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似方法結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

電磁鐵組件制作

在本發(fā)明中采用的是直流電磁鐵，電磁鐵沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，是用漆包線纏繞相應(yīng)匝數(shù)和技術(shù)參數(shù)的線圈，烘干后套在由導(dǎo)磁良好的硅鋼片沖制后疊成鐵芯上制成扇形的電磁鐵，再用樹(shù)酯加以灌封和保護(hù)，其結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖9的右部。電磁鐵最重要的是看其所擁有的參數(shù)，而在電磁鐵性能參數(shù)中采用直流供電，具有穩(wěn)定，吸力強(qiáng)，磁力分布均勻、可調(diào)節(jié)，剩磁小等特點(diǎn)。電磁鐵吸力照不同分類可分為普通吸和強(qiáng)力吸力，普通吸力10-12公斤每平方厘米，強(qiáng)力電磁吸力不低于14公斤每平方厘米。

鋁環(huán)電磁鐵的制作

在電機(jī)中作為定子或者轉(zhuǎn)子，圖9中展示了鋁環(huán)電磁鐵作為定子的一種情況，鋁環(huán)制作以本發(fā)明直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)要求設(shè)計(jì)而成，鋁環(huán)主要是斷磁和工藝作用，使每塊電磁鐵不相互干擾，保證高的加工精度，鋁環(huán)包括定子外殼部分和隔板，外殼和隔板構(gòu)成如圖9中的一個(gè)個(gè)槽體，再將制作好的扇形的電磁鐵嵌裝在鋁環(huán)槽里，將全部裝入電磁鐵鋁環(huán)固定在外殼里，電磁鐵的內(nèi)表面以及隔板的內(nèi)端面共同構(gòu)成定子腔的表面，這樣鋁環(huán)電磁鐵制作完成。

控制器

直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)采用了控制器的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)級(jí)電機(jī)轉(zhuǎn)速?？刂破靼ㄎ⑿碗姍C(jī)、接觸板、接觸桿、電磁鐵接觸片、電源接觸片。其結(jié)構(gòu)如圖10～12所示，接觸板上設(shè)置有軸孔，微型電機(jī)的輸出軸穿過(guò)軸孔與接觸桿末端連接，每個(gè)電磁鐵組件對(duì)應(yīng)有一個(gè)電磁鐵接觸片，電磁鐵接觸片繞軸孔按照內(nèi)圈和外圈的方式在接觸板表面間隔排列設(shè)置成兩圈，內(nèi)圈、外圈的電磁鐵接觸片首尾在徑向上重疊，接觸板表面繞軸孔設(shè)有環(huán)形的電源接觸片，接觸桿在電機(jī)工作帶動(dòng)行走時(shí)始終與內(nèi)圈、外圈以及電源接觸片所在的環(huán)形保持接觸，相鄰電磁鐵組件的一個(gè)電極按照電磁鐵組件的環(huán)繞方向以內(nèi)圈外圈交替的方式與電磁鐵接觸片一一對(duì)應(yīng)導(dǎo)通連接，電源接觸片與電源的一個(gè)電極通過(guò)導(dǎo)線連接，每個(gè)電磁鐵組件的另一端與電源的另一個(gè)電極通過(guò)導(dǎo)線連接，構(gòu)成完整的回路。控制器的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)接使觸桿和電磁鐵接觸片接觸，控制電源接通和斷開(kāi)，使直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)電磁環(huán)上電磁鐵完成遞進(jìn)的吸夾或釋放。

主轉(zhuǎn)子制作選擇合適的圓鋼材料連接軸心進(jìn)行焊接完成。

直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)(發(fā)達(dá))單元的組裝制作:

實(shí)施例1

本直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)主部件尺寸：

如圖14所示:

電磁鐵：長(zhǎng)190mm、厚20mm、外寬32mm、內(nèi)寬23mm，

主轉(zhuǎn)子：直徑105mm

外殼：165mm

鋁環(huán)內(nèi)徑：125mm

電磁鐵參數(shù)：

電壓：dc12v

電流：450ma

吸力：250kg(直線拉力)

適用：直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)

圖1～圖2展示了本發(fā)明直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)的一種結(jié)構(gòu)，定子即上述的鋁環(huán)電磁鐵，(如圖3所示)在定子的定子腔內(nèi)偏心設(shè)置有轉(zhuǎn)子和副轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子一側(cè)緊貼定子腔表面，并可沿定子腔表面滾動(dòng)；副轉(zhuǎn)子則設(shè)置在轉(zhuǎn)子和定子之間的空隙中，定子外殼，即鋁環(huán)上對(duì)應(yīng)各個(gè)電磁鐵組件均設(shè)置有走線孔，電磁鐵組件的導(dǎo)線通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的走線孔走線，定子外設(shè)置有電機(jī)外殼，電機(jī)外殼對(duì)應(yīng)各個(gè)電磁鐵組件均設(shè)置有走線孔，電磁鐵組件的導(dǎo)線通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的電機(jī)外殼上的走線孔走線(參見(jiàn)圖9)，控制器設(shè)置在電機(jī)外殼上，與電磁鐵組件、電源通過(guò)導(dǎo)線連接構(gòu)成控制回路(如圖12所示)，用于控制電磁鐵組件沿環(huán)繞方向依次遞進(jìn)導(dǎo)通，定子的兩端蓋有前、后端蓋，輸出軸可轉(zhuǎn)動(dòng)固定在所述的端蓋中。輸出軸與轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，轉(zhuǎn)子受遞進(jìn)導(dǎo)通的電磁鐵產(chǎn)生的吸附力作用繞定子腔內(nèi)表面滾動(dòng)并通過(guò)前后定位環(huán)連接帶動(dòng)輸出軸輸出扭矩。

實(shí)施例2

如圖4所示，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，實(shí)施例2中沒(méi)有副轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子和輸出軸之間通過(guò)t形定位環(huán)來(lái)輸出扭矩。

實(shí)施例3

如圖5所示，與實(shí)施例2的區(qū)別在于，轉(zhuǎn)子中心直接設(shè)置有曲軸連接前、后端蓋，輸出扭矩。

實(shí)施例4

如圖6所示，定子采用了圓鋼材料，定子內(nèi)具有供轉(zhuǎn)子滾動(dòng)定子腔，定子腔表面設(shè)置有沿轉(zhuǎn)子滾動(dòng)的多個(gè)環(huán)形軌道式的觸點(diǎn)，其轉(zhuǎn)子采用了上述的鋁環(huán)電磁鐵結(jié)構(gòu)，包括由隔磁材料制作的轉(zhuǎn)子內(nèi)芯，轉(zhuǎn)子內(nèi)芯表面環(huán)繞設(shè)置有多個(gè)電磁鐵組件，電磁鐵組件之間通過(guò)隔磁材料制成的隔板隔開(kāi)，電磁鐵組件的外表面與隔板的外端面共同構(gòu)成定子表面，隔板的內(nèi)端面與轉(zhuǎn)子內(nèi)芯相連，各個(gè)電磁鐵組件的兩極在轉(zhuǎn)子繞定子腔表面滾動(dòng)時(shí)各自始終與定子腔內(nèi)的一個(gè)觸點(diǎn)導(dǎo)通連接，這也是本發(fā)明的一種變形。其原理相似，在轉(zhuǎn)子和定子之間同樣設(shè)置有副轉(zhuǎn)子，輸出軸與轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，轉(zhuǎn)子受遞進(jìn)導(dǎo)通的電磁鐵產(chǎn)生的吸附力作用繞定子腔內(nèi)表面滾動(dòng)并通過(guò)前后定位環(huán)連接帶動(dòng)輸出軸輸出扭矩。

而控制器結(jié)構(gòu)相同，連接時(shí)需要經(jīng)過(guò)軌道式的觸點(diǎn)相連接。

實(shí)施例5

如圖7所示，與實(shí)施例4的區(qū)別在于，實(shí)施例5中沒(méi)有副轉(zhuǎn)子，其原理相似，其轉(zhuǎn)子和輸出軸之間通過(guò)齒輪合來(lái)輸出扭矩。

實(shí)施例6

如圖8所示，該實(shí)施例中展示了多個(gè)轉(zhuǎn)子的情況。

本發(fā)明的直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)工作原理如下：如圖13所示：

在控制器的作用下使觸桿和接觸片交替循環(huán)接觸控制電磁鐵吸附力的吸與拆的吸引力帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)a圖a、b電磁鐵線圈通電產(chǎn)生電磁吸附力中心在a圖a、b交接處，當(dāng)b圖a斷電失去吸附力和b圖c通電產(chǎn)生電磁吸附力，主轉(zhuǎn)子在吸附力的作用下朝b圖c處滾動(dòng)，當(dāng)c圖b斷電失去吸附力和c圖d通電產(chǎn)生電磁吸附力，主轉(zhuǎn)子在吸附力的作用下朝c圖d處滾動(dòng)，以這樣逐漸“遞進(jìn)”進(jìn)行不斷循環(huán)，使主轉(zhuǎn)子不停的吸附在定子內(nèi)壁滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

本直流電磁力滾動(dòng)吸附式電機(jī)工作所需二塊電磁鐵的用電量，共用電900ma。如只要用普通的三節(jié)3000ma、3.7v的18650鋰電池串連電池組，標(biāo)稱電壓：11.1v(充滿電后電壓12.6v，放電截止電壓11.1v)，就可將本電磁力電機(jī)運(yùn)行3小時(shí)左右，所以本電磁力電機(jī)是小電量產(chǎn)生大功率的電磁力電機(jī)。