[发明专利]磁悬浮轮毂轴承及其磁力控制方法

权利要求书

1.一种磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：包括内圈(1)，外圈(2)，分离式磁力模块，磁力控制模块，其中：

所述内圈(1)由内圈轴颈(101)以及位于内圈轴颈(101)两端的内圈右侧端部挡板(102)和内圈左侧端部挡板(103)组成，内圈轴颈(101)中部设置有转子铁芯(104)；

所述外圈(2)为一个半封闭型环绕结构，其设置有一个开口(201)，开口(201)正对转子铁芯(104)，且转子铁芯(104)插入开口(201)中，外圈(2)内设置有定子铁芯(202)，定子铁芯(202)上缠绕有控制线圈(203)，定子铁芯(202)正对转子铁芯(104)；

所述分离式磁力模块包括成对的第一永磁体(311)和第一混合磁性环(321)、第二永磁体(312)和第二混合磁性环(322)、第三永磁体(313)和第三混合磁性环(323)、第四永磁体(314)和第四混合磁性环(324)，第一永磁体(311)设置在内圈左侧端部挡板(103)的内侧，第一混合磁性环(321)设置在外圈(2)外侧，第一混合磁性环(321)正对第一永磁体(311)，且为同性相斥；第二永磁体(312)设置在内圈右侧端部挡板(102)的内侧，第二混合磁性环(322)设置在外圈(2)外侧，第二混合磁性环(322)正对第二永磁体(312)，且为同性相斥；第三永磁体(313)和第四永磁体(314)嵌于内圈轴颈(101)上的两个凹槽中，且位于转子铁芯(104)两侧，第三混合磁性环(323)和第四混合磁性环(324)分别设置在外圈(2)相对内圈轴颈(101)的一面上，第三永磁体(313)正对第三混合磁性环(323)，且为同性相斥，第四永磁体(314)正对第四混合磁性环(324)，且为同性相斥；

所述磁力控制模块包括一个加速度传感器，一个控制器，一个执行器，其中，加速度传感器安装于汽车质心位置，用于测量汽车的侧向加速度a_y，控制器与加速度传感器相连，用于确定轮胎径向轮胎载荷F_ZR和F_ZL，以及轮胎轴向载荷F_YL和F_YR的大小；执行器与控制器相连，用于改变四个混合磁性环的磁性力大小，以保证内圈和外圈之间有安全间隙。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)固定在外圈(2)上，不可转动，第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)在过轴承中心孔轴线以上的部分和轴承中心孔轴线以下的部分的磁力大小能够分别控制，以改变第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)在上半部和下半部的磁力大小和方向。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述第三永磁体(313)与第三混合磁性环(323)之间的斥力和第四永磁体(314)与第四混合磁性环(324)之间的斥力互不影响，两组磁力单元分开分布，以分别控制这两个磁力的大小以及方向。

4.根据权利要求1或2所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)结构相同，其是由弧状轴向充磁的永磁体(301)和轴向控制线圈组(302)组成的阵列，相邻控制线圈和永磁体之间的角度为1度，第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)的相位相同。

5.根据权利要求1或3所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述第三混合磁性环(323)和第四混合磁性环(324)的结构相同，其是由弧状径向充磁的永磁体(303)和径向控制线圈(304)组成的阵列，周向上分6等份，永磁体(303)和控制线圈(304)间隔分布，相邻永磁体与控制线圈之间的角度为1度，第三混合磁性环(323)和第四混合磁性环(324)的相位互补。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述转子铁芯(104)的宽度以能够保证控制线圈(203)中的磁场完全穿过转子铁芯(104)。