一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109412385A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201811353859.5(22)申请日2018.11.14(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人杨超君王美冈徐小煜吴立周志明(51)Int.Cl.H02K49/10(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器(57)摘要本发明涉及机械工程中的传动技术领域，具体是一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器。本发明的磁力耦合器所采用的永磁体排列方式通过控制永磁体嵌入永磁转子基体部分的比例来达到在节省永磁体的情况下达到传统Halbach永磁转子的单边磁场密度。伺服电机通过减速箱带动有左右螺纹的滑杆旋转，从而驱动带有内螺纹的圆柱滑块向左右移动，圆柱环所连接的内外转子就能左右移动，从而改变永磁铁与铜层的相对啮合面积，实现了磁力耦合器的调速功能。CN109412385ACN109412385A权利要求书1/2页1.一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器，由导体转子总成、调速装置总成和永磁转子总成组成，当导体转子总成安装在驱动花键轴上时，永磁转子总成安装在从动花键轴上；反之，当导体转子总成安装在从动花键轴上时，永磁转子总成安装在驱动花键轴上，其特征在于，所述的永磁转子总成包括永磁转子基体、切向充磁永磁体和径向充磁永磁体，永磁转子基体沿径向开槽并嵌入切向充磁永磁体，在永磁转子基体外侧沿圆周方向粘装径向充磁永磁体；相邻切向充磁的两块永磁体充磁方向分别相反，切向充磁的永磁体旁边的左、右两侧永磁体分别沿径向反向充磁；永磁转子基体外侧沿圆周方向布置的径向充磁永磁体的充磁方向沿半径方向向外时，其两侧的永磁转子基体槽内切向充磁永磁体充磁方向应该相向，反之则应该向背布置，从而形成的一对极Halbach阵列布置，并且磁力线聚集于导体转子总成铜层一侧，而材质为轭铁的永磁体转子基体一侧磁力线布置减弱。2.如权利要求1所述的一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，粘装在永磁转子基体圆周方向的径向充磁永磁体在半径方向的尺寸称为厚度，粘装在永磁转子基体圆周方向的径向充磁永磁体厚度是永磁转子基体半径的1/3～1/2，永磁转子基体中的矩形切槽深度与粘装在永磁转子基体外部的径向充磁永磁体厚度一致，而切槽内所安装的切向充磁永磁体高度应该与外部粘装的径向充磁永磁体齐平，切槽宽度应该是粘装在永磁转子基体外部径向充磁永磁体厚度的0.5～1.5倍。3.如权利要求1所述的一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，导体转子总成包括左导体转子基体和右导体转子基体，右导体转子基体与左导体转子基体的结构相同；左导体转子基体通过滑杆与右导体转子基体连接，铜层沿周向采用焊接、浇铸或紧固件连接方式分别固定在左导体转子基体和右导体转子基体的内壁上。4.如权利要求3所述的一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，所述铜层为实心式或鼠笼式两种结构；当采用鼠笼式结构时，铜层上沿周向均匀加工有矩形通透槽，槽内有与矩形通透槽形状相同的铸铁；采用实心式结构时，导体转子基体的铜层上不加工通透槽，并采用单层结构。5.如权利要求1所述的一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，调速装置总成包括支撑盘、移动盘、带左右外螺纹的滑杆、带内螺纹的圆柱滑块、电机和减速装置；支撑盘由左侧支撑盘和右侧支撑盘组成，左侧支撑盘与右侧支撑盘的结构相同；移动盘由左侧移动盘和右侧移动盘组成，左侧移动盘和右侧移动盘结构相同；当导体转子总成安装在驱动花键轴上，永磁转子总成安装在从动花键轴上时，左侧支撑盘通过滚动轴承与驱动花键轴连接，右侧支撑盘通过滚动轴承与从动花键轴连接，左侧移动盘安装在左导体转子基体上，右移动盘安装在右导体转子基体上，左、右支撑盘上上下两端设置有外螺纹相反的两根滑杆，滑杆上设置有带内螺纹的圆柱滑块，圆柱滑块通过“L”型杆件分别与左侧和右侧移动盘的上下两端相连接，滑杆的向右延长端设置有减速装置，减速装置的输入端又与电机的输出端相接；减速装置带动滑杆转动，通过滑杆上的螺纹实现移动盘的移动，永磁转子总成和导体转子总成就能沿滑杆轴向相对运动，改变了永磁体与铜层的相对啮合面积，进而实现调速功能。6.如权利要求5所述的一种Halbach型阵列双筒式可调速磁力耦合器，其特征在于，减速装置的传动部件是上从动齿轮、下从动齿轮和主动齿轮，在传动时由主动齿轮带动上从动齿轮、下从动齿轮转动，两个从动齿轮的运动方向相反。2CN109412385A权利要求书2/2页7.如权利要求1所述的一种Halbach型阵