本發(fā)明涉及一種永磁傳動設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)矩可調(diào)的記憶永磁耦合器。

背景技術(shù)：

目前在工業(yè)場合常用的傳統(tǒng)機(jī)械聯(lián)軸器會將振動從聯(lián)軸器的一端傳遞到另一端，在對精度和振動要求高的場合下應(yīng)用十分不便。同時，現(xiàn)有的電機(jī)系統(tǒng)電能浪費(fèi)較為嚴(yán)重，傳統(tǒng)聯(lián)軸器不具備節(jié)能特性。

永磁磁力耦合器是一種具有節(jié)能和減振降噪的性能的新型連接結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在存在的永磁耦合器存在不能調(diào)節(jié)，或者調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，也存在傳遞轉(zhuǎn)矩固定，轉(zhuǎn)矩較小等問題。例如永磁耦合器氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，推進(jìn)機(jī)構(gòu)，電動執(zhí)行器等具有的機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，安裝不便，故障率高等問題限制了永磁耦合器的應(yīng)用范圍。

專利申請?zhí)?cn201510243928.7)發(fā)明中涉及一種可手動調(diào)速的永磁耦合器，其中涉及到復(fù)雜的手動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，同時會增加耦合器軸向距離。這種純機(jī)械式的調(diào)節(jié)方式在當(dāng)前不能滿足自動化和高精度的要求。

專利申請?zhí)?cn201510157118.x)發(fā)明中涉及一種電永磁耦合器，其中涉及到較為復(fù)雜接觸系統(tǒng)，同時帶來裝配和加工復(fù)雜的問題，同時，其沒有考慮大轉(zhuǎn)矩的傳遞問題，應(yīng)用范圍窄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、能實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)、大轉(zhuǎn)矩的傳遞的轉(zhuǎn)矩可調(diào)的記憶永磁耦合器。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種轉(zhuǎn)矩可調(diào)的記憶永磁耦合器，其特征在于：包括機(jī)殼，在機(jī)殼內(nèi)沿其軸向方向依次設(shè)有主動轉(zhuǎn)子、記憶永磁體、調(diào)磁環(huán)、從動永磁體、從動轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子平行且相對設(shè)置，在主動轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有呈環(huán)形布置的記憶永磁體，在記憶永磁體上繞有充磁繞組，所述充磁繞組通過電刷與充磁控制器相連，所述調(diào)磁環(huán)與機(jī)殼固定相連，所述調(diào)磁環(huán)的一面與記憶永磁體相對，中間設(shè)有第一氣隙，所述從動永磁體呈環(huán)形布置在從動轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)壁上，從動永磁體與調(diào)磁環(huán)的另一面相對設(shè)置，并設(shè)有第二氣隙。

按上述技術(shù)方案，所述調(diào)磁環(huán)包括導(dǎo)磁塊和非導(dǎo)磁塊，兩者大小相同，交替布置，構(gòu)成環(huán)形調(diào)磁環(huán)。

按上述技術(shù)方案，第一氣隙和第二氣隙的距離相同。

按上述技術(shù)方案，所述調(diào)磁環(huán)、記憶永磁體、從動永磁體滿足ns＝pr1+pr2，其中ns為所述調(diào)磁環(huán)中導(dǎo)磁塊的個數(shù)，pr1為所述從動永磁體產(chǎn)生的極對數(shù)，pr2為所述記憶永磁體的極對數(shù)。

按上述技術(shù)方案，所述記憶永磁體為鋁鎳鈷記憶永磁體。

按上述技術(shù)方案，所述主動轉(zhuǎn)子為環(huán)狀，其中心孔內(nèi)插裝有主動軸，所述從動轉(zhuǎn)子為環(huán)狀，其中心孔內(nèi)插裝有從動軸，主動軸和從動軸分別通過軸承與端蓋相連，所述端蓋安設(shè)在機(jī)殼的兩側(cè)。

按上述技術(shù)方案，充磁繞組的布置方式是：將同極性下的所有線圈按一定規(guī)律全部串聯(lián)起來，使相鄰記憶永磁體充磁方向相反，即n-s級交替分布。

按上述技術(shù)方案，第一氣隙的距離為0.5～1.5㎜，第二氣隙的距離為0.5～1.5㎜。

按上述技術(shù)方案，所述主動轉(zhuǎn)子和從動轉(zhuǎn)子的材料均為導(dǎo)磁材料。本發(fā)明所取得的有益效果為：

1、本發(fā)明取消了機(jī)械式可調(diào)轉(zhuǎn)矩耦合器的機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，減小了永磁耦合器的體積，在不增加軸向長度，保持結(jié)構(gòu)緊湊的同時實(shí)現(xiàn)了傳遞轉(zhuǎn)矩的可調(diào)節(jié)，在安裝時不需要額外的空間。

2、本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的永磁耦合器采用了新的記憶永磁技術(shù)，將記憶永磁體引入到永磁耦合器，通過充磁線圈調(diào)節(jié)記憶永磁體的磁場大小，從而得到不同大小的磁通強(qiáng)度。通過不同的磁場大小控制永磁耦合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩大小。

3、本發(fā)明相對于傳統(tǒng)永磁耦合器采用了新的磁齒輪效應(yīng)，通過調(diào)制環(huán)對磁場進(jìn)行調(diào)制，在不增加電磁轉(zhuǎn)差離合器體積的情況下，達(dá)到傳遞大轉(zhuǎn)矩的目的，大幅提高傳動裝置的轉(zhuǎn)矩密度，實(shí)現(xiàn)更好的轉(zhuǎn)矩傳動，同時，調(diào)制環(huán)處于外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子中間，將內(nèi)外轉(zhuǎn)子上的磁場相隔開，起到了抗干擾的作用。

4、本發(fā)明使用范圍廣，適用于風(fēng)電，印刷，造紙，汽車變速器等行業(yè)，主動與從動部分間無直接機(jī)械聯(lián)系，隔離了主動軸的振動，同時具有節(jié)能效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的三維分解示意圖；

圖2為本發(fā)明的另一角度的三維分解示意圖；

圖3為本發(fā)明中主動轉(zhuǎn)子上記憶永磁體的布置示意圖；

圖4為本發(fā)明中從動轉(zhuǎn)子示意圖；

圖5為本發(fā)明的主剖視圖。

圖中1為主動轉(zhuǎn)子，2為充磁繞組，3為記憶永磁體，4為非導(dǎo)磁塊，5調(diào)磁塊，6從動轉(zhuǎn)子，7永磁體，8主動軸，9從動軸，10電刷，11充磁控制器，12端蓋，13機(jī)殼。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1-5所示，本實(shí)施例提供了一種轉(zhuǎn)矩可調(diào)的記憶永磁耦合器，包括機(jī)殼13，在機(jī)殼13內(nèi)沿軸向方向依次設(shè)有主動轉(zhuǎn)子1、記憶永磁體3、調(diào)磁環(huán)、從動永磁體7、從動轉(zhuǎn)子6，兩轉(zhuǎn)子平行且相對設(shè)置，在主動轉(zhuǎn)子1的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有呈環(huán)形布置的記憶永磁體3，在記憶永磁體3上繞有充磁繞組2，充磁繞組2固定在主動轉(zhuǎn)子1上，所述充磁繞組2的引線穿過主動轉(zhuǎn)子1的穿線孔后通過電刷10與充磁控制器11相連，所述調(diào)磁環(huán)固定在機(jī)殼上，所述調(diào)磁環(huán)的一面與記憶永磁體3相對，中間設(shè)有第一氣隙，所述從動永磁體7呈環(huán)形布置在從動轉(zhuǎn)子7的內(nèi)側(cè)壁上，從動永磁體7與調(diào)磁環(huán)的另一面相對設(shè)置，并設(shè)有第二氣隙，其中，所述主動轉(zhuǎn)子1為環(huán)狀，其中心孔內(nèi)插裝有主動軸8，所述主動轉(zhuǎn)子1跟隨所述主動軸8轉(zhuǎn)動，主動軸8連接動力機(jī)，將運(yùn)動傳遞給主動轉(zhuǎn)子1。所述從動轉(zhuǎn)子6為環(huán)狀，其中心孔內(nèi)插裝有從動軸9。在機(jī)殼的兩側(cè)分別設(shè)有端蓋12，主動軸8和從動軸9分別通過軸承(圖中省略)與端蓋相連，從動轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動時帶動所述從動軸9轉(zhuǎn)動。其中，主動轉(zhuǎn)子1和從動轉(zhuǎn)子6的材料均為導(dǎo)磁材料。通常轉(zhuǎn)矩隨著兩氣隙長度的增大而減小，因此氣隙長度越小則轉(zhuǎn)矩越大，性能越優(yōu)，但氣隙過小將顯著增大裝配難度。故氣隙長度選取應(yīng)綜合考慮，在滿足轉(zhuǎn)矩要求的同時，還應(yīng)便于裝配，其中，第一氣隙和第二氣隙的距離可以相同，即都可以優(yōu)選1.4㎜。

本實(shí)施例中，記憶永磁體3為鋁鎳鈷(alnico)材料，具有記憶永磁效應(yīng)，記憶永磁體外繞有充磁繞組2，用于給記憶永磁體充去磁，記憶永磁體3設(shè)有多塊，各記憶永磁體3沿主動轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)壁周向間隔均勻布置。記憶永磁體材料具有記憶效應(yīng)，通過充磁控制器進(jìn)行充去磁，可以使記憶永磁體得到相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。作為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，附圖3中，8組線圈使記憶永磁體n-s極交替配置，共計4對極。充磁繞組類似于電機(jī)的勵磁繞組，本例采用的充磁線圈布置方式，其特點(diǎn)是將同極性下的所有線圈按一定規(guī)律全部串聯(lián)起來，形成一條并聯(lián)支路，即采用單波繞組。充磁效果為相鄰記憶永磁體充磁方向相反，即n-s級交替分布。

本實(shí)施例中，所述調(diào)磁環(huán)包括導(dǎo)磁塊5和非導(dǎo)磁塊4，兩者大小相同，交替布置呈環(huán)形，調(diào)磁環(huán)位于兩轉(zhuǎn)子中間，與機(jī)殼相連，固定不動，兩側(cè)分別與記憶永磁體和永磁體相對，中間存在氣隙，調(diào)磁環(huán)起到調(diào)制兩個轉(zhuǎn)子磁場的目的。

本實(shí)施例中，附圖1例中選用導(dǎo)磁塊5個數(shù)為7，所述調(diào)磁環(huán)、alnico永磁體3、從動永磁體7滿足“磁齒輪效應(yīng)”，即ns＝pr1+pr2。其中ns為所述調(diào)磁環(huán)中導(dǎo)磁塊5導(dǎo)磁塊的個數(shù)，pr1為所述從動永磁體7產(chǎn)生的極對數(shù)，pr2為alnico永磁體3的極對數(shù)。所述調(diào)制塊5能對alnico記憶永磁體3所產(chǎn)生的磁場與永磁體7所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行調(diào)制，使調(diào)制后的磁場諧波與永磁體7作用，從而帶動所述從動轉(zhuǎn)子6運(yùn)動。其中，從動永磁體設(shè)有多塊，各從動永磁體沿從動轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)壁周向間隔均勻布置，從動永磁體為稀土永磁材料，從動永磁體極性交替排布，共有3對極。

本發(fā)明的工作過程：通過調(diào)節(jié)充磁控制電路11可以通過脈沖來控制記憶永磁體3的磁通強(qiáng)度，通過充磁繞組調(diào)節(jié)記憶永磁體的磁場大小，從而得到不同大小的磁通強(qiáng)度。通過不同的磁場大小控制永磁耦合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩大小；同時，記憶永磁體的磁場通過調(diào)磁環(huán)進(jìn)行調(diào)制，可以實(shí)現(xiàn)傳遞大轉(zhuǎn)矩的目的，大幅提高傳動裝置的轉(zhuǎn)矩密度，實(shí)現(xiàn)更好的轉(zhuǎn)矩傳動。