[发明专利]一种由磁力耦合使圆周运动变成直线往复运动的装置

说明书

本发明涉及一种由磁力耦合可使圆周运动变成直线往复运动的装置。具体的说是一种非接触式的靠磁力耦合实现的圆周运动变成直线运动的新技术。

在机械领域里，现有的圆周运动变成直线运动的设备，如牛头刨床，冲压机床，针织机等。都是通过偏心轮，连杆，杠杆等结构，把电动机的圆周运动转变成直线往复运动。这种笨重复杂的结构，既浪费材料又浪费能源。

与本发明最接近的现有技术是日本专利申请，名称为“磁螺旋滑块”，公开号为平1-209222，公开日为1998年8月23日。该专利申请公开的磁螺旋滑块，其结构包括两端固定在框架上的在轴承支撑下的轴即辊筒，轴的外侧装有带状磁铁，以螺旋形状固定在轴上；轴的一端固定有皮带轮，通过电动机带动轴转动；能沿着框架上的导向滑轨做直线运动滑动载体(罩)，滑动载体的内表面固定放置有螺旋状的磁铁。当电动机起动时，轴转动，轴外侧的带状磁铁和罩内的磁铁的磁力作用，伴随着轴的旋转，罩沿着导向滑轨做直线运动。如果电动机逆转动，则罩往回运动。由于现有技术不足之处在于：第一，由于磁块是螺旋状排列，要让滑块载体往复运动，必须使电动机换相，让轴反向转动，非常不方便，易损坏部件；第二，由于磁块排满了整个轴的表面，当同性磁极相对时，可能造成滑动载体运动不流畅，从而增大了转动轴或平移轴的摩擦力。

本发明为克服现有技术的不足，设计新的磁路，达到不改变轴的转动方向就使滑动载体自动往复直线运动、使磁体耦合自由而减小平移轴摩擦的目的。

本发明是由椭圆形的磁性轨道环，并且此轨道环斜嵌在一个辊筒上。该辊筒是用高强度非导磁性材料制成的，辊筒装有内齿皮带轮或牙轮、齿轮均可。另外有电动机通过内齿带或是链条、齿轮的传递可带动辊筒在轴向自由转动。

在辊筒轴向相平行并且通过调试可适当靠近辊筒的位置上装有刚度好的导向滑轨。在导向滑轨上装有滑动载体，这个滑动载体只能在导向滑轨方向上直线往复运动，在滑动载体上牢固的嵌装稀土永磁体称载体磁体，使磁极与辊筒上的椭圆形磁性轨道环是异性相吸状态。根据实际需要，调试载体磁体与辊筒上磁性轨道环之间的距离，可改变磁极耦合力度，如此，调整到最佳状态，可节省电动机的功率，提高滑动载体的直线往复运动的动力。上述装置当电动机转动时通过传递机构使辊筒旋转，导向滑轨上的滑动载体靠磁体耦合的作用，滑动载体能作直线往复运动，滑动载体的往复频率由辊筒的转速确定，其单程滑动的距离由辊筒上椭圆形磁性轨道的长度确定。辊筒上的磁性轨道环可以是一条、两条，甚至是两条以上。相应的滑动载体上的载体磁体也是单块、两块，甚至到两块以上。即二者数目和安装位置是对应的。

本发明广泛应用于机电设备中的往复直线运动如刨床、冲压机床、各类针织机械、木工机械和许多家用电器及各类医疗、保健设备。在机电行业里可以取代偏心轮、杠杆等使圆周运动变成直线往复运动的传统技术设备。

本发明的具体结构由以下实施例及附图给出。

图1是本发明的结构示意图。

图2是相对图1辊筒转动180度时各部件位置示意图。

图3是本发明的双环磁轨的辊筒示意图。

图4是本发明的滑动载体示意图。

图1和图2中，11是电动机，12是电动机主轴，当电动机转动时通过内齿带或链条10传递到辊筒皮带轮或牙轮9，驱动双环磁轨的辊筒1旋转。随着双环磁轨辊筒1转动角度的变化，由于辊筒1上的A环磁性轨道环2与导向滑轨7的滑动载体4上的嵌装的载体磁体5耦合形成磁力最强点，辊筒1上的B环磁性轨道环3与滑动载体4上嵌装的载体磁体6耦合形成磁力最强点，使滑动载体4沿着导向滑轨7作直线性平移动。当辊筒1转动角度由0度转到180度时，该耦合磁力最强点位置达到另一端，滑动载体4因磁力耦合也就达到另一端。如图1所示。在双环磁轨辊筒1转动由180度转到360度时，其耦合磁力最强点又平移到起始位置，滑动载体4也就因磁力耦合作用回到起始位置，如图2所示。双环磁轨辊筒1连续转动时就实现了滑动载体4作直线往复运动。该滑动载体4往复运动的幅度取决于双环磁轨辊筒1上环形的长度。其速度取决于双环磁轨辊筒1的转速。滑动载体4作功的动力取决于滑动载体4上的载体磁体5、6与辊筒上A环磁性轨道环2、B环磁性轨道环3之间的耦合磁力的大小，同时还与导向滑轨7和滑动载体4之间的摩擦力有关。