[发明专利]一种直线旋转复合运动永磁磁力耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线旋转复合运动永磁磁力耦合器，属于适用于非接触式不同轴的变速驱动场合，属于动力传动技术领域。

背景技术

在工农业生产、国防、航空、航天等领域，需要传动机构实现动力的传递，同时实现变速。根据应用场合的不同，人们开发出各种变换装置或设备来满足上述要求，例如链条、钢丝绳、传动带、丝杆、曲柄连杆、滑块机构、凸轮顶杆机构等。在这些变换装置中，各传动机构相互接触，带来了摩擦、振动、噪音等问题，降低了系统的传递效和传动机构的稳定性。

永磁磁力耦合器是一种非接触式的传动装置，具有可靠性好、传动平稳、寿命长，无摩擦损耗、无需润滑、无油污等特点，逐渐被应用于变速驱动的领域。随着现代工业驱动系统的日益复杂，对驱动控制精度的要求不断提高，很多场合需要实现多维驱动、协调控制，尤其是一些精密装置对多自由度驱动的要求越来越迫切，但现有驱动设备多采用多台单自由度的驱动设备组合的方式实现多维驱动，带来了一些难以避免的问题：多个驱动设备增加了系统的体积和重量，多个传动间隙降低了系统的定位精度。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种直线旋转复合运动永磁磁力耦合器，可以实现直线运动、旋转运动和螺旋运动。

技术方案：一种直线旋转复合运动永磁磁力耦合器，包括转轴、内转子和外转子，转轴穿过内转子的轴孔，并与内转子紧固在一起，内转子的外表面和外转子的内表面分别表贴有永磁体；其中，表贴于内转子外表面的永磁体为内转子永磁体，表贴于外转子内表面的永磁体为外转子永磁体；

内转子永磁体包括若干片内转子N极永磁体和内转子S极永磁体；所述内转子N极永磁体和内转子S极永磁体沿内转子圆周方向交错分布；同时，所述内转子N极永磁体和内转子S极永磁体沿内转子轴线方向交错分布；

外转子永磁体包括若干片外转子N极永磁体和外转子S极永磁体；所述外转子N极永磁体和外转子S极永磁体沿外转子圆周方向交错分布；同时，所述外转子N极永磁体和外转子S极永磁体沿外转子轴线方向交错分布。

进一步的，所述内转子N极永磁体和内转子S极永磁体以及外转子N极永磁体和外转子S极永磁体均为径向充磁的瓦形永磁体，每块永磁体对应的圆心角和轴向长度均相等。

一种直线旋转复合运动永磁磁力耦合器，包括转轴、内转子和外转子，转轴穿过内转子的轴孔，并与内转子紧固在一起，内转子的外表面和外转子的内表面分别表贴有永磁体；其中，表贴于内转子外表面的永磁体为内转子永磁体，表贴于外转子内表面的永磁体为外转子永磁体；

所述内转子永磁体包括若干片内转子N极永磁体和内转子S极永磁体，所述内转子N极永磁体和内转子S极永磁体的圆心角和轴向长度均相等，并沿内转子圆周均匀分布设置，形成偶数圈环形永磁结构；其中，沿同一圆周设置的永磁体极性相同，相邻两圆周的永磁体极性相反；相邻两圆周的永磁体依次沿同一圆周方向错位一定角度，定义一个垂直所述转轴的平面Z，相邻两圆周的永磁体在所述平面Z上的投影沿同一圆周均匀交叉分布，所述内转子N极永磁体和内转子S极永磁体的圆心角θ满足其中n为同一圆周上的永磁体片数；

所述外转子永磁体包括若干片外转子N极永磁体和外转子S极永磁体，所述外转子N极永磁体和外转子S极永磁体的圆心角和轴向长度均与所述内转子N极永磁体和内转子S极永磁体的圆心角和轴向长度相同，并沿外转子圆周均匀分布设置，形成偶数圈环形永磁结构；其中，沿同一圆周设置的永磁体极性相同，相邻两圆周的永磁体极性相反；相邻两圆周的永磁体依次沿同一圆周方向错位一定角度，相邻两圆周的永磁体在所述平面Z上的投影沿同一圆周均匀交叉分布，所述外转子N极永磁体和外转子S极永磁体的圆心角θ′满足其中n′为同一圆周上的永磁体片数。

进一步的，所述内转子N极永磁体和内转子S极永磁体以及外转子N极永磁体和外转子S极永磁体均为径向充磁的瓦形永磁体。