一種低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，該電動(dòng)機(jī)包括相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸、軸承、蝸輪、轉(zhuǎn)子永磁磁極、轉(zhuǎn)子、相對(duì)定子、相對(duì)定子磁極、蝸桿、伺服電動(dòng)機(jī)、安裝座、用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子、相對(duì)定子之間的位置的位置檢測(cè)裝置和相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈，所述相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸與相對(duì)定子套設(shè)固定連接，在所述相對(duì)定子上設(shè)有若干相對(duì)定子磁極，所述每個(gè)相對(duì)定子磁極上均安裝有相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈，所述相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸的輸出端與蝸輪固定相連；所述轉(zhuǎn)子上安裝有若干轉(zhuǎn)子永磁磁極，所述轉(zhuǎn)子永磁磁極與相對(duì)定子磁極成對(duì)設(shè)置，所述安裝座通過(guò)軸承和相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸相連接，本發(fā)明轉(zhuǎn)子和相對(duì)定子通過(guò)斥力或引力來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞；該電動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩很大、轉(zhuǎn)速很低。
【專利說(shuō)明】
一種低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電力拖動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及一種低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)機(jī)在要達(dá)到非常底的轉(zhuǎn)速必須降低頻率改變極對(duì)數(shù)，如想進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)速可以通過(guò)減速機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但如果力矩要求大，一般只有通過(guò)減速機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003]電動(dòng)機(jī)在要達(dá)到非常底的轉(zhuǎn)速必須降低頻率或改變極對(duì)數(shù)，如想進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)速也可以通過(guò)減速機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但如果力矩要求大，一般只有通過(guò)減速機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果不想通過(guò)減速機(jī)減小轉(zhuǎn)速同時(shí)增大轉(zhuǎn)矩，電機(jī)尺寸和重量要按比例增大。如一個(gè)100KW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過(guò)減速機(jī)減小一倍后，轉(zhuǎn)矩也增大一倍，但如果不用減速機(jī)減小轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，電機(jī)內(nèi)徑需要擴(kuò)大近4倍才能達(dá)到所需要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，該電動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩很大、轉(zhuǎn)速很低。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，該電動(dòng)機(jī)包括相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸、軸承、蝸輪、轉(zhuǎn)子永磁磁極、轉(zhuǎn)子、相對(duì)定子、相對(duì)定子磁極、蝸桿、伺服電動(dòng)機(jī)、安裝座、用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子、相對(duì)定子之間的位置的位置檢測(cè)裝置和相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈，所述相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸與相對(duì)定子套設(shè)固定連接，在所述相對(duì)定子上設(shè)有若干相對(duì)定子磁極，所述每個(gè)相對(duì)定子磁極上均安裝有相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈，所述相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸的輸出端與蝸輪固定相連;所述轉(zhuǎn)子上安裝有若干轉(zhuǎn)子永磁磁極，所述轉(zhuǎn)子永磁磁極與相對(duì)定子磁極成對(duì)設(shè)置，所述安裝座通過(guò)軸承和相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸相連接；
所述相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈通電后形成和轉(zhuǎn)子永磁磁極相同的磁極極性，相對(duì)定子和轉(zhuǎn)子之間形成斥力，通過(guò)斥力推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到一定角度后，相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈中通電電流減小或斷電，所述伺服電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)蝸輪和蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到相對(duì)定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙為0.001-0.0lmm時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈再通電，再次形成和轉(zhuǎn)子永磁磁極相同的磁極極性，相對(duì)定子和轉(zhuǎn)子之間形成斥力，通過(guò)斥力推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的繼續(xù)傳遞。
[0006]所述轉(zhuǎn)子永磁磁極成對(duì)安裝。
[0007]所述相對(duì)定子通過(guò)蝸輪和蝸桿進(jìn)行鎖定。
[0008]所述位置檢測(cè)裝置為位置傳感器，所述位置傳感器采用兩個(gè)光學(xué)編碼器，其中一個(gè)光學(xué)編碼器在安裝座上安裝光學(xué)編碼器定子部分，在相對(duì)定子上安裝光學(xué)編碼器轉(zhuǎn)子部分；另一個(gè)光學(xué)編碼器在安裝座上安裝光學(xué)編碼器定子部分，在轉(zhuǎn)子上安裝光學(xué)編碼器轉(zhuǎn)子部分。
[0009]本發(fā)明中的額定轉(zhuǎn)矩是相對(duì)定子與轉(zhuǎn)子斥力與磁極中心位置半徑的乘積。本發(fā)明如果為了減小轉(zhuǎn)子脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，每組有正負(fù)兩套間替工作，在一套斥力推動(dòng)轉(zhuǎn)子時(shí)，另一套相對(duì)定子磁極去接近轉(zhuǎn)子永磁磁極，兩套交替工作可減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。多組可串、并聯(lián)來(lái)增大轉(zhuǎn)矩?？梢哉{(diào)節(jié)相對(duì)定子的相對(duì)定子磁極與轉(zhuǎn)子永磁磁極的距離，增大電磁力；也可調(diào)節(jié)相對(duì)定子磁極的勵(lì)磁電流增大電磁力，通過(guò)改變相對(duì)定子磁極的通斷時(shí)間，調(diào)節(jié)電磁力和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
[0010]本發(fā)明相對(duì)定子的相對(duì)定子磁極與轉(zhuǎn)子永磁磁極也可以用引力的方式轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以在多組系統(tǒng)中斥力與引力并用，因?yàn)殡妱?lì)磁線圈通電后形成電磁極與永磁磁極位置按圓周排布基本是平行的，引力和斥力通過(guò)電流方向改變，根據(jù)具體磁極的需要選擇給電勵(lì)磁線圈通入不同方向的電流。本發(fā)明電動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速根據(jù)定子與轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置和定子通電占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:①本發(fā)明轉(zhuǎn)子和相對(duì)定子通過(guò)斥力或引力來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞;②該電動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩很大、轉(zhuǎn)速很低。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明中相對(duì)定子的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施舉例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，該電動(dòng)機(jī)包括相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸1、軸承2、蝸輪3、轉(zhuǎn)子永磁磁極4、轉(zhuǎn)子5、相對(duì)定子6、相對(duì)定子磁極7、蝸桿8、伺服電動(dòng)機(jī)9、安裝座10、用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子5、相對(duì)定子6之間的位置的位置檢測(cè)裝置11和相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈12，所述相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸I與相對(duì)定子6套設(shè)固定連接，在所述相對(duì)定子6上設(shè)有若干相對(duì)定子磁極7，所述每個(gè)相對(duì)定子磁極7上均安裝有相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈12，所述相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸I的輸出端與蝸輪3固定相連;所述轉(zhuǎn)子5上安裝有若干轉(zhuǎn)子永磁磁極4，所述轉(zhuǎn)子永磁磁極4與相對(duì)定子磁極7成對(duì)設(shè)置，所述安裝座10通過(guò)軸承2和相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸I相連接；
所述相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈7通電后形成和轉(zhuǎn)子永磁磁極4相同的磁極極性，相對(duì)定子6和轉(zhuǎn)子5之間形成斥力，通過(guò)斥力推動(dòng)轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞，當(dāng)轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)到一定角度后，相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈7中通電電流減小或斷電，所述伺服電動(dòng)機(jī)9拖動(dòng)蝸輪3和蝸桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)位置檢測(cè)裝置11檢測(cè)到相對(duì)定子6和轉(zhuǎn)子5之間的間隙為0.001-0.0lmm時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)9停止轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈7再通電，再次形成和轉(zhuǎn)子永磁磁極4相同的磁極極性，相對(duì)定子6和轉(zhuǎn)子5之間形成斥力，通過(guò)斥力推動(dòng)轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的繼續(xù)傳遞。
[0018]作為優(yōu)選，本實(shí)施例中所述轉(zhuǎn)子永磁磁極4成對(duì)安裝。
[0019]作為進(jìn)一步優(yōu)選，本實(shí)施例中所述相對(duì)定子6通過(guò)蝸輪3和蝸桿8進(jìn)行鎖定。
[0020]本實(shí)施例位置檢測(cè)裝置11為位置傳感器，所述位置傳感器采用兩個(gè)光學(xué)編碼器，其中一個(gè)光學(xué)編碼器在安裝座10上安裝光學(xué)編碼器定子部分，在相對(duì)定子6上安裝光學(xué)編碼器轉(zhuǎn)子部分;另一個(gè)光學(xué)編碼器在安裝座10上安裝光學(xué)編碼器定子部分，在轉(zhuǎn)子5上安裝光學(xué)編碼器轉(zhuǎn)子部分。
[0021 ] 本實(shí)施中，相對(duì)定子5通過(guò)蝸輪3和蝸桿8進(jìn)行自鎖固定，相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈12通電后與轉(zhuǎn)子永磁磁極4形成同性斥力推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，該角度可根據(jù)轉(zhuǎn)速需要調(diào)節(jié)，一般角度在I分以下，當(dāng)位置檢測(cè)裝置11檢測(cè)到轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)定子6角度達(dá)到要求后，相對(duì)定子6的相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈12減小電流(電流減小的程度根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)9需要的最小轉(zhuǎn)矩判斷)或不通電，這時(shí)斥力消除或仍然有一定磁滯引力，伺服電動(dòng)機(jī)9通電轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)蝸輪3和蝸桿8驅(qū)動(dòng)相對(duì)定子6轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)定子6與轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)向必須一致，這時(shí)相對(duì)定子6基本無(wú)阻力或有一定的引力情況下轉(zhuǎn)動(dòng)，能耗很小。當(dāng)位置檢測(cè)裝置11檢測(cè)到相對(duì)定子6與轉(zhuǎn)子5已經(jīng)非常接近(間隙可為0.001-0.0lmm)時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)9停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪3和蝸桿8再鎖住相對(duì)定子6，相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈12再通電，對(duì)轉(zhuǎn)子永磁磁極4形成斥力，繼續(xù)使轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)工作可使電動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]本發(fā)明中轉(zhuǎn)子和相對(duì)定子之間達(dá)到一定角度后，伺服電機(jī)的起、停的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)9是直流伺服電機(jī)，則只要通直流電它就起動(dòng)運(yùn)行，斷開(kāi)電源它就停止運(yùn)行，當(dāng)位置編碼器測(cè)的控制位置時(shí)，信號(hào)給單片機(jī)處理后，單片機(jī)通過(guò)放大電路，放大單元控制伺服電機(jī)的起、停。
[0023]盡管上述實(shí)施例已對(duì)本發(fā)明作出具體描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)該理解為可以在不脫離本發(fā)明的精神以及范圍之內(nèi)基于本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容進(jìn)行修改或改進(jìn)，這些修改和改進(jìn)都在本發(fā)明的精神以及范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，該電動(dòng)機(jī)包括相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸(I)、軸承(2)、蝸輪(3)、轉(zhuǎn)子永磁磁極(4)、轉(zhuǎn)子(5)、相對(duì)定子(6)、相對(duì)定子磁極(7)、蝸桿(8)、伺服電動(dòng)機(jī)(9)、安裝座(10)、用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子(5)、相對(duì)定子(6)之間的位置的位置檢測(cè)裝置(11)和相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈(12)，所述相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸(I)與相對(duì)定子(6)套設(shè)固定連接，在所述相對(duì)定子(6)上設(shè)有若干相對(duì)定子磁極(7)，所述每個(gè)相對(duì)定子磁極(7)上均安裝有相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈(12)，所述相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸(I)的輸出端與蝸輪(3)固定相連;所述轉(zhuǎn)子(5)上安裝有若干轉(zhuǎn)子永磁磁極(4)，所述轉(zhuǎn)子永磁磁極(4)與相對(duì)定子磁極(7)成對(duì)設(shè)置，所述安裝座(10)通過(guò)軸承(2)和相對(duì)定子轉(zhuǎn)軸(I)相連接； 所述相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈(7)通電后形成和轉(zhuǎn)子永磁磁極(4)相同的磁極極性，相對(duì)定子(6)和轉(zhuǎn)子(5)之間形成斥力，通過(guò)斥力推動(dòng)轉(zhuǎn)子(5)轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞，當(dāng)轉(zhuǎn)子(5)轉(zhuǎn)到一定角度后，相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈(7)中通電電流減小或斷電，所述伺服電動(dòng)機(jī)(9)拖動(dòng)蝸輪(3)和蝸桿(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)位置檢測(cè)裝置(11)檢測(cè)到相對(duì)定子(6)和轉(zhuǎn)子(5)之間的間隙為0.001-0.0lmm時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)(9)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)定子電勵(lì)磁線圈(7)再通電，再次形成和轉(zhuǎn)子永磁磁極(4)相同的磁極極性，相對(duì)定子(6)和轉(zhuǎn)子(5)之間形成斥力，通過(guò)斥力推動(dòng)轉(zhuǎn)子(5)轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的繼續(xù)傳遞。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子永磁磁極(4)成對(duì)安裝。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述相對(duì)定子(6)通過(guò)蝸輪(3)和蝸桿(8)進(jìn)行鎖定。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的低速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述位置檢測(cè)裝置(11)為位置傳感器，所述位置傳感器采用兩個(gè)光學(xué)編碼器，其中一個(gè)光學(xué)編碼器在安裝座(10)上安裝光學(xué)編碼器定子部分，在相對(duì)定子(6)上安裝光學(xué)編碼器轉(zhuǎn)子部分;另一個(gè)光學(xué)編碼器在安裝座(10)上安裝光學(xué)編碼器定子部分，在轉(zhuǎn)子(5)上安裝光學(xué)編碼器轉(zhuǎn)子部分。
【文檔編號(hào)】H02K21/04GK105932845SQ201610491990
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】李勇, 張李蕊
【申請(qǐng)人】李勇, 張李蕊