一种永磁平动式啮合电动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103296832A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103296832103296832A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201210433821.5(22)申请日2012.11.02(71)申请人许昌学院电气信息工程学院地址461000河南省许昌市八一路88号许昌学院电气信息工程学院(72)发明人李瑞华丁瑞华葛瑜张元敏(51)Int.Cl.H02K7/116(2006.01)H02K16/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图8页附图8页(54)发明名称一种永磁平动式啮合电动机(57)摘要本发明公开了一种永磁平动式啮合电动机，采用永磁体作为平动转子，在两个转子磁极间穿过两个绕组，两个绕组以相互垂直的方向绕制在机壳上，同时采用4个偏心轴约束转子的自转运动，适当控制绕组的通电时间和电流方向可以驱动转子在径向平面内作公转运动，同时带动与其固联的内齿圈与定轴外齿轮啮合，由外齿轮输出自转运动。本发明电机的定子为垂直交错缠绕在电机壳上的线圈，没有定子铁芯，降低了涡流损耗；转子为永磁体，提高了电机的功率密度。CN103296832ACN1032968ACN103296832A权利要求书1/1页1.一种永磁平动式啮合电动机，是将电机和减速机集成为一体的大转矩、低转速的电动机，其特征在于：所述电机在轴向设有两套定、转子，每个转子由两个转子固定架构成，两个转子固定架上各嵌装4个永磁体，两个永磁体相互平行并相距一定距离，转子固定架固装有内齿圈和4个轴承，穿过轴承的4个偏心轴两端都固装在电机两端盖的轴承上；主轴固装于电机两端盖中心的轴承上，固装在主轴上的外齿轮随主轴一起转动；定子为分别穿过两套转子永磁体间空隙的两个绕组，两个绕组绕制方向相互垂直，绕制在机壳上固定；当绕组加电后，其两侧的两个永磁体同时受到径向电磁力作用而运动，同时带动转子固定架运动；当定子绕组按照设定顺序和电流方向加电后，驱动转子在偏心轴的约束下做径向的公转运动，与此同时，转子固定架带动内齿圈和与其啮合的外齿轮一起转动，外齿轮带动主轴旋转而输出低速、大转矩的转动；同时，由于偏心轴的约束，轴向两个转子的运动位置始终相隔180°，使得内、外转子固定架在作高速公转运动时产生的惯性力相互抵消，从而降低电机的振动。2.根据权利要求1所述的永磁平动式啮合电动机，其特征在于：所述定子没有铁芯，只有线圈绕组，该线圈绕组绕制在机壳上，绕组穿过转子上两个相对的永磁体间的区域，当绕组通电后，产生的电磁力驱动转子在电机径向上平动。3.根据权利要求1所述的永磁平动式啮合电动机，其特征在于：所述转子由2个转子固定架和8个长方形永磁体构成，永磁体藉由螺钉嵌装于转子固定架上，每个转子固定架上螺固有4个永磁体；转子固定架的4个轴承与其承载的4个偏心轴构成转动约束副，偏心轴的两端固装在电机两端盖的轴承上；在该4个偏心轴约束下，永磁体及转子固定架在径向平面内相对于电机主轴中心作公转运动而不能产生自转运动。4.根据权利要求1所述的永磁平动式啮合电动机，其特征在于：所述转子固定架是4个角有方形凸台的正方形构件，每个凸台上设有4个轴承座通孔。5.根据权利要求1所述的永磁平动式啮合电动机，其特征在于：所述电机轴向设置的两个转子中的一对转子固定架包夹在定子绕组两侧，该两个转子中靠近端部的转子固定架分别螺接一个结构相同的内齿圈，并分别通过4个偏心轴及其轴承形成转动副。6.根据权利要求1所述的永磁平动式啮合电动机，其特征在于：所述机壳为四方形通孔构件，其4个侧面在轴向上有下凹部分。7.根据权利要求1所述的永磁平动式啮合电动机，其特征在于：所述偏心轴有4个，分别穿过两套转子固定架上的轴承，这些偏心轴的两端分别固装在机壳两端的端盖，与轴承配合构成转动副，4个偏心轴约束转子固定架在径向平面内做平动而限制其自身的旋转运动。2CN103296832A说明书1/4页一种永磁平动式啮合电动机技术领域[0001]本发明涉及一种永磁平动式啮合电动机，确切地说，涉及一种利用定子绕组与转子永磁体之间产生的磁场力，将电能转换为机械能，再辅以偏心轴平动约束副的机构，使得转子绕定子作圆周切线方向的平动，并由转子带动内啮合齿轮减速机构输出低速、大转矩的啮合电机，属于电力驱动设备的技术领域。背景技术[0002]近年来，在将新型减速机构与电机进行一体化的开发研究方面，国内外都取得了很好的进展。例如，把电机与谐波减速机二者合并在一起，使得输出力矩增加而结构尺寸显著减小。日本科技人员采用基于齿轮啮合的减速传动原理，已经开发出多种不同结构类型的电机。如：压电摆线电机，它是通过一对摆线齿轮的啮合，将压电驱动器的伸缩运动转换为转子的转动，再依靠压电