[发明专利]一种不对称转子直线旋转运动转换器

摘要

本发明公开了一种不对称转子直线旋转运动转换器，可以传递转矩和机械能量，实现直线运动和旋转运动的相互转换。该转换器包括旋转单元、直线单元和调磁机构。所述旋转单元包括转子铁芯和永磁磁极；其中，永磁磁极由钕铁硼和铁氧体两种材料的永磁体拼接而成，并采用分段式结构粘贴于转子铁芯表面。所述直线单元包括动子轭和永磁磁极，其中，沿径向充磁的N极和S极永磁体交错粘贴于动子轭表面；所述调磁机构由导磁的调磁铁块构成。本发明的旋转单元采用新型的永磁转子结构，有效降低了转矩脉动，减小转换器的抖动和损耗，提高转换器的运动稳定性和能量转换效率。另外，低成本和高成本的永磁材料搭配使用，降低了转换器的制造成本，提高了性价比。

主权项

一种不对称转子直线旋转运动转换器，其特征在于：包括旋转单元、直线单元以及调磁机构，所述调磁机构固定设置在旋转单元和直线单元之间；其中：所述旋转单元包括转轴(1)、转子铁芯(2)和永磁体，转轴(1)穿过转子铁芯(2)的轴孔，并与转子铁芯(2)紧固在一起，永磁体贴在转子铁芯(2)的表面或内嵌在转子铁芯(2)中；其中，永磁体包括钕铁硼材料的N极永磁体(4)和S极永磁体(7)，还包括铁氧体材料的N极永磁体(3)和S极永磁体(6)；旋转单元的每极永磁体沿所述转子铁芯(2)的圆周设置，形成多级环形永磁转子结构；旋转单元的每个N极永磁体由一块钕铁硼材料的N极永磁体(4)和两块铁氧体材料的N极永磁体(3)拼接而成，其中两块铁氧体材料的N极永磁体(3)沿转子铁芯(2)的圆周方向分别设置在钕铁硼材料的N极永磁体(4)的两侧；旋转单元的每个S极永磁体由一块钕铁硼材料的S极永磁体(7)和两块铁氧体材料的S极永磁体(6)拼接而成，其中两块铁氧体材料的S极永磁体(6)沿转子铁芯(2)的圆周方向分别设置在钕铁硼材料的S极永磁体(7)的两侧；所述转子铁芯(2)表面的永磁体沿转轴轴向采用分段式结构设置；每段永磁体中的每极永磁体对应的圆心角、内外径和轴向长度均相等，每一极永磁体中铁氧体材料的永磁体和钕铁硼材料的永磁体的圆心角比为1:15‑20；相邻两段永磁体中相邻的两个N极永磁体沿转轴轴向相互对齐，相邻两段永磁体中相邻的两个S极永磁体沿转轴轴向相互对齐；沿转轴轴向的分段式结构中，相邻的两个N极永磁体沿同一母线居中对齐，圆心角大小依次递增；沿转轴轴向的分段式结构中，相邻的两个S极永磁体沿同一母线居中对齐，相邻的两个S极永磁体的圆心角大小依次递增；相邻两段永磁体中相邻的两个N极永磁体沿同一转轴方向依次错位相同角度，相邻两段永磁体中相邻的两个S极的永磁体沿同一转轴方向依次错位相同角度；其中，相邻两极永磁体中，各段永磁体错位方向一致；所述直线单元包括动子轭(12)、N极永磁体(10)以及S极永磁体(11)，所述N极永磁体(10)和S极永磁体(11)沿直线单元运动方向互相交错设置，并粘贴于动子轭(12)的表面或内嵌在动子轭(12)中。