[实用新型]永磁磁极相间排列对称布置双磁轮非接触前进驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是永磁磁极相间排列对称布置双磁轮非接触前进驱动装置，属于机电一体化技术领域。

背景技术

背景技术中，永磁轮上的永磁铁为齿条状，并且排列顺序一致，在仿真实验中得出的数据与理论计算中相差较大。齿条状永磁铁的四个顶角对力产生影响，导致永磁轮受力不稳定。

现有的传动装置中已有双齿轮齿条传动，但是现有的齿轮齿条结构不能完全消除传动链中的竖直分力，不能满足要求，齿轮齿条式传动有摩擦，油污，磨损，发热，噪声等缺点，不适用于无尘，恒温，无噪声等工作空间。磁悬浮技术已被广泛的应用于社会的各个领域，并且具有可以在无尘，恒温，无噪声等工作空间工作的优点。

发明内容

发明目的：本发明提供永磁磁极相间排列对称布置双磁轮非接触前进驱动装置，其目的是解决传统齿轮齿条存在的竖直分力，同时解决永磁轮受力不均匀的问题。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

永磁磁极相间排列对称布置双磁轮非接触前进驱动装置，其特征在于：该装置包括导轨和永磁轮，两个永磁轮分布于导轨的上方和下方，且永磁轮与导轨不接触，导轨的上下两侧为齿形为圆柱状或径向截面为弧形的齿条，在永磁轮上沿圆周方向设置有多个永磁铁，多个永磁铁呈相间式排列，即两个相邻的永磁铁充磁方向相反，两个永磁轮对称于导轨两侧排列。

导轨的每个凸齿的直径方向的截面为半圆形且半径大小相同，相邻的凸齿之间形成的凹槽槽宽与凸齿齿宽相同。

永磁铁为8块，8块永磁铁均匀的沿永磁轮圆周方向分布。

永磁铁呈圆柱状，圆柱状的永磁铁的轴向方向与导轨的圆柱状或半圆柱状的齿的轴心平行。

永磁铁为径向充磁。

圆柱状或半圆柱状的齿均匀分布于导轨两侧。

下方的永磁轮静止时最上方的永磁块与各自所对应的导轨的凸齿成一定偏转角度β，而上方的永磁轮静止时最下方永磁块与各自所对应的导轨的凸齿成一定偏转角度α,两个驱动轮的偏转角度方向相同，其作用是减小滑差。

优点及效果：本发明提供永磁磁极相间排列对称布置双磁轮非接触前进驱动装置，永磁铁均匀镶嵌在永磁轮凹槽内，永磁轮经传动单元与伺服电机连接，永磁轮上方为一呈圆状且不具有永磁体的固定铁制导轨，当电机带动永磁轮转动时，永磁铁与导轨凸齿相互吸引，产生向前的驱动力。由于导轨固定，驱动装置将会带动所在系统做直线运动，通过控制伺服电机旋转速度及转向可控制系统的运动速度及方向。由于使用了上下对称的两块永磁铁，使其整体受力使径向方向的受力能相互抵消，真正的实现径向方向无力的情况。相间排列的永磁铁优点在于能够有效地消除磁铁之间的干扰力，使永磁轮受力均匀。本发明通过优化永磁轮及导轨结构，可提高装置的驱动特性，与以往的类似发明相比较由于本发明改变了导轨的形状能完全消除齿条状导轨的尖端受力，同时将排列顺序一致的永磁铁变成相间排列，两个相邻永磁铁充磁方向相反，可有效消除相邻导轨凸齿间的磁力干扰。

在前进驱动装置中，永磁永磁轮与导轨凸齿之间会产生很大的竖直方向的干扰力，而水平方向的驱动力却很小，所以针对这一现象，考虑通过改善驱动装置的结构加以克服竖直方向的干扰力对驱动装置在运行过程中的干扰，以及增强水平驱动力的大小。

在原驱动装置的结构中，铁制导轨齿条固定，伺服电机带动永磁永磁轮在导轨齿条正下方移动，以此可知，此时永磁永磁轮在竖直方向上只受向上的磁力，为了解决这一问题，设计了如图1所示的非接触驱动装置，铁质导轨齿条固定，两伺服电机分别与两永磁永磁轮直连，对称布置在导轨齿条上下的两个位置，条形永磁体均匀的镶嵌在永磁轮的凹槽内，其中导轨齿间距与两永磁轮槽间距相同，两永磁轮上永磁体与导轨凸齿相对，但在水平方向存在一定的距离差。

本发明通过提出新型驱动实现方法及相应装置结构，提高驱动效率，能完全消除传动链中的间隙，降低了运营成本且节能环保，尤其长距离输送时，由于导轨为铁质部件不含有永磁铁部分，低成本的优点愈发明显。同时为无尘车间输送系统驱动方式提供了新的方案。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构立体图；

图3代表的是永磁铁为长方体时的仿真数据；

图4为半圆柱状永磁铁仿真数据；

图5为半圆柱状永磁铁实验数据。

具体实施方式：下面结合附图对本发明做进一步的说明：