[发明专利]新型磁场调制式磁力丝杠

说明书

新型磁场调制式磁力丝杠，属于磁力传动领域。解决了现有磁场调制式磁力丝杠结构复杂、单位永磁体出力小、且不适用于长行程应用场合的问题。包括定子、转子和螺旋调磁环，三者同轴设置；定子和转子均为圆筒形结构，且二者相对设置；螺旋调磁环位于定子和转子之间，且螺旋调磁环与定子和转子间均留有气隙；转子受外界驱动力旋转后，转子上的永磁体产生的螺旋磁场经螺旋调磁环进行磁场调节后，在螺旋调磁环与定子间的气隙内产生谐波磁场，该谐波磁场与定子上的永磁体相互作用产生轴向推力，该轴向推力作用在螺旋调磁环上，使螺旋调磁环沿轴向直线运动。本发明主要应用在采用磁力传动实现的相关领域。

技术领域

本发明涉及一种新型磁场调制式磁力丝杠，属于磁力传动领域。

背景技术

永磁式磁力丝杠通过磁场耦合，能够实现直线运动和旋转运动的相互转化，具有推力密度大、可靠性高、过载保护等优点，在航空航天、海洋发电、人工心脏等领域具有广阔的应用前景。然而传统永磁式磁力丝杠不适合长行程工作，这是因为在大行程应用中，螺母和螺杆两个部件中的一个必须具有较长的轴向长度，由于磁力丝杠的双边螺旋永磁体结构的限制，非耦合部分的永磁体一直处于闲置状态，导致单位永磁体出力大幅下降，同时，螺旋型永磁体的增多导致系统成本较高。

现有技术中提出了一种磁场调制式磁力丝杠，包括螺母、螺杆和螺旋电工铁环构成，在螺母内表面和螺杆外表面均安装有螺旋永磁体，可通过延长电工铁环的长度使其适用于长行程场合。但此结构中螺母和螺杆均安装有螺旋永磁体，结构较复杂，装配也较困难。因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明是为了解决现有磁场调制式磁力丝杠结构复杂、单位永磁体出力小、且不适用于长行程应用场合的问题，本发明提供了新型磁场调制式磁力丝杠。

新型磁场调制式磁力丝杠，包括定子、转子和螺旋调磁环，三者同轴设置；

定子和转子均为圆筒形结构，且二者相对设置；

螺旋调磁环位于定子和转子之间，且螺旋调磁环与定子和转子间均留有气隙；

转子受外界驱动力旋转后，转子上的永磁体产生的螺旋磁场经螺旋调磁环进行磁场调节后，在螺旋调磁环与定子间的气隙内产生谐波磁场，该谐波磁场与定子上的永磁体相互作用产生轴向推力，该轴向推力作用在螺旋调磁环上，使螺旋调磁环沿轴向直线运动。

优选的是，定子位于螺旋调磁环外，转子在螺旋调磁环内；该种情况下，

定子包括圆筒形定子轭和N、S极交替排布的环形永磁体，且N、S极交替排布的环形永磁体径向充磁；

N、S极交替排布的环形永磁体设置在圆筒形定子轭的内壁上；

转子包括圆筒形转子轭和N、S极交替排布的螺旋永磁体，且N、S极交替排布的螺旋永磁体径向充磁；

N、S极交替排布的螺旋永磁体缠绕在圆筒形转子轭的外壁上。

优选的是，定子位于螺旋调磁环内，转子在螺旋调磁环外；该种情况下，

定子包括圆筒形定子轭和N、S极交替排布的环形永磁体，且N、S极交替排布的环形永磁体径向充磁；

N、S极交替排布的环形永磁体缠绕在圆筒形定子轭的外壁上；

转子包括圆筒形转子轭和N、S极交替排布的螺旋永磁体，且N、S极交替排布的螺旋永磁体径向充磁；

N、S极交替排布的螺旋永磁体设置在圆筒形转子轭的内壁上。

优选的是，螺旋调磁环和N、S极交替排布的螺旋永磁体的旋向相同，且二者螺距不等，螺旋调磁环中调磁环单体的数量为Q，N、S极交替排布的螺旋永磁体的极对数为p_i，且Q＝p_i；