本實用新型涉及一種阻尼電機，特別涉及一種無需動力源的單向阻尼電機。該種電機多適用于自動化設(shè)備或醫(yī)療行業(yè)中的直線運動模組設(shè)備中。

背景技術(shù)：

電機在工業(yè)應(yīng)用中，經(jīng)常需要在一個方向上自由旋轉(zhuǎn)，而在另外一個方向有一定的阻尼，以此防止因意外斷電導(dǎo)致的危險事故的發(fā)生。

由于電機應(yīng)用的場合不同，反向受力的負(fù)載也不同。為讓電機在斷電狀態(tài)仍然保持靜止，需要克服其反向的負(fù)載，這就要求阻尼是可以在電機扭矩范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，以克服不同大小的反向負(fù)載。

現(xiàn)有技術(shù)中的電機常常采用在驅(qū)動電機上設(shè)置剎車或電磁鐵插銷等結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)斷電后電機自鎖的功能。

帶剎車的電機：在工作狀態(tài)下，剎車必須通電，處于一直做功狀態(tài)，電機會因此發(fā)熱。其缺點是成本高且不利于節(jié)能環(huán)保。

電磁鐵插銷結(jié)構(gòu)：是在斷電時，采用電磁鐵插銷的方式阻止電機反轉(zhuǎn)。其缺點與上基本相同。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種體積小、結(jié)構(gòu)緊湊且節(jié)能環(huán)保的單向阻尼電機。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

本實用新型的單向阻尼電機，包括常規(guī)電機的前端蓋、后端蓋、定子、轉(zhuǎn)子和驅(qū)動主軸，所述驅(qū)動主軸的后端部穿過所述后端蓋向外延伸，在其后端蓋外表面上固接有一個能使所述驅(qū)動主軸在反向轉(zhuǎn)動時受阻停轉(zhuǎn)的無源阻尼裝置，該無源阻尼裝置中的磁滯阻尼組件套接在所述的后端部。

所述無源阻尼裝置由以拆裝結(jié)構(gòu)安裝在所述后端蓋外表面上的基板、套置在所述后端部上的所述磁滯阻尼組件和連接在所述基板上的封蓋構(gòu)成，所述基板為隔磁材質(zhì)所制，其上設(shè)有使所述后端部穿過的中心孔，所述磁滯阻尼組件位于所述基板與封蓋之間。

所述磁滯阻尼組件由單向軸承、磁滯阻尼片、阻尼片固定環(huán)和磁環(huán)組成，單向軸承的內(nèi)圈套接固定在所述的后端部上，所述磁滯阻尼片為具有磁滯特性的軟磁材料制作的圓盤，其套接在所述單向軸承的外圈上，所述阻尼片固定環(huán)為兩個分別固定在所述磁滯阻尼片前后兩側(cè)的單向軸承的外圈上，所述磁環(huán)為兩個分別固定在所述基板的內(nèi)側(cè)和所述封蓋的內(nèi)側(cè)；所述磁環(huán)上的磁極以繞其圓周方向依次為N極、S極、N極和S極分布。

所述封蓋以卡扣或螺紋連接方式連接在所述基板上，旋轉(zhuǎn)所述封蓋能使兩個磁環(huán)之間的極性由同性磁極相對結(jié)構(gòu)逐漸切換至異性磁極相對結(jié)構(gòu)。

所述基板為銅材所制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型是在普通電機的后端蓋外側(cè)設(shè)置無源阻尼裝置，使其構(gòu)成一個體積小、結(jié)構(gòu)緊湊且無額外能量消耗的單向阻尼電路。無源阻尼裝置采用由單向軸承、磁滯阻尼片、阻尼片固定環(huán)和磁環(huán)組成的磁滯阻尼組件，在電機正向工作時，正常旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機不論是因意外或者電路事故導(dǎo)致其反向轉(zhuǎn)動時，該磁滯阻尼組件中與電機主軸固定連接的磁滯阻尼片會在由雙磁環(huán)形成的磁場中受到較大阻尼力，由此，使電機反向轉(zhuǎn)動受阻。本實用新型反向阻尼無需電源，無需控制，在環(huán)保方面最為有利。無噪音，長使用壽命的特征，更加適用于醫(yī)療等高端行業(yè)。

本實用新型無增設(shè)任何多余動力，成本低、節(jié)能環(huán)保，所采用的磁滯阻尼器力矩均衡、耐久可靠，使得驅(qū)動電機無額外做功，無需增加任何額外控制信號、占用空間小、安裝方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的外形示意圖。

圖2為圖1中A－A向的剖視圖。

圖3為圖1的爆炸示意圖。

圖4為阻尼力最大時對應(yīng)的雙磁環(huán)極性位置示意圖。

圖5為阻尼力較小時對應(yīng)的雙磁環(huán)極性位置示意圖。

附圖標(biāo)記如下：

驅(qū)動主軸1、前端蓋2、定子3、轉(zhuǎn)子4、后端蓋5、無源阻尼裝置6、基板61、固環(huán)圈62、單向軸承63、磁滯阻尼片64、磁環(huán)65、阻尼片固定環(huán)66、端面滑動軸承67、封蓋68。

具體實施方式

如圖1、2、3所示，本實用新型的單向阻尼電機是在常規(guī)電機(即通用型電機)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，其包括電機的前端蓋2、后端蓋5、定子3、轉(zhuǎn)子4、驅(qū)動主軸1和固定在后端蓋5上的無源阻尼裝置6。該單向阻尼電機工作時，僅在一個方向上正常旋轉(zhuǎn)。若出現(xiàn)事故或意外停電，與該電機連接的負(fù)載迫使其反向轉(zhuǎn)動時，該電機則會在所述無源阻尼裝置6的作用下即刻受阻停止。

所述無源阻尼裝置6是由具有隔磁特性的材質(zhì)所制的基板61、磁滯阻尼組件、封蓋68和設(shè)置于封蓋68與驅(qū)動主軸1之間的端面滑動軸承67構(gòu)成。

所述基板61優(yōu)選銅材，其以可拆裝結(jié)構(gòu)安裝在所述后端蓋5的外表面上，在其中心設(shè)有可使驅(qū)動主軸1的后端部穿過的通孔，環(huán)繞該基板61周邊還設(shè)有圓筒狀的固環(huán)圈62，在固環(huán)圈62外壁上設(shè)有外螺紋或卡扣式連接結(jié)構(gòu)。

所述磁滯阻尼組件由前至后(驅(qū)動主軸1的輸出端為前，反向則為后，下同)依次由套接在驅(qū)動主軸1后端部上的前磁環(huán)65、前阻尼片固定環(huán)66、單向軸承63、磁滯阻尼片64、后阻尼片固定環(huán)66和后磁環(huán)65組成。單向軸承63的內(nèi)圈固定在所述后端部上，所述磁滯阻尼片64為具有磁滯特性的軟磁材料制作的圓盤，其套接在所述單向軸承63的外圈上，前、后阻尼片固定環(huán)66為分別固定在所述磁滯阻尼片64前后兩側(cè)的單向軸承63的外圈上，前、后磁環(huán)65通過膠粘、卡置或螺釘連接方式分別固定在所述基板61的固環(huán)圈62的內(nèi)側(cè)和所述封蓋68的內(nèi)側(cè)。所述封蓋68(又稱磁力調(diào)整環(huán))以螺紋旋接或卡扣方式可旋轉(zhuǎn)連接在基板61上的固環(huán)圈62上。

所述磁環(huán)65上的磁極以繞其圓周方向依次為N極、S極、N極和S極分布。旋轉(zhuǎn)所述封蓋68能使前、后兩個磁環(huán)65之間的極性由同性磁極相對的結(jié)構(gòu)逐漸切換至異性磁極相對的結(jié)構(gòu)(參見圖4、5所示)。

以下對本實用新型作進(jìn)一步說明：

如圖所示：本實用新型的電機由兩大部分組成：驅(qū)動電機部分和單向無源阻尼部分(即所述的無源阻尼裝置6)。

驅(qū)動電機部分為典型電機結(jié)構(gòu)：即由前端蓋2與后端蓋5為支架，將兩球軸承定位，并且夾持定子3，兩球軸承通過墊圈，夾持電機轉(zhuǎn)子4，從而定位了整個轉(zhuǎn)子4，并且通過波形墊圈的彈性作用，實現(xiàn)軸向消隙。通過這樣的典型結(jié)構(gòu)，電機最終驅(qū)動主軸1旋轉(zhuǎn)，主軸1(又稱驅(qū)動主軸1)為一根貫通軸，即兩端均伸出電機主體，以圖1紙面為參考，左側(cè)為動力輸出端，右側(cè)即為連接單向無源阻尼部分使用。

當(dāng)電機處于正轉(zhuǎn)時，在電機驅(qū)動下，電機主軸1正向旋轉(zhuǎn)，此時電機主軸1與單向軸承63之間相對滾動摩擦運動(此時可將單向軸承63理解為一普通滾針軸承)。磁滯阻尼片64連同阻尼片固定環(huán)66，固定于單向軸承63的外圈，磁滯阻尼片64在兩側(cè)磁環(huán)65形成的磁場中，處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時電機主軸1無任何阻尼力。

當(dāng)電機處于反轉(zhuǎn)時，在電機驅(qū)動或負(fù)載拉動作用下，電機主軸1有反向轉(zhuǎn)動的趨勢，此時電機主軸1通過單向軸承63，將扭矩傳導(dǎo)至磁滯阻尼片64，反向旋轉(zhuǎn)的時候，單向軸承63在滾針的鎖死狀態(tài)下，內(nèi)圈帶動外圈一起旋轉(zhuǎn)，無相對滾動運動(此時單向軸承63可視為內(nèi)外圈一體的零件)，使該單向軸承63在由前磁環(huán)65和后磁環(huán)65形成的磁場內(nèi)有運動的趨勢。而與該單向軸承63固定連接的磁滯阻尼片64在所述磁場內(nèi)受到阻尼力，使得磁滯阻尼片64受阻而不易轉(zhuǎn)動，繼而通過單向軸承63對電機主軸1形成一個磁滯阻尼扭矩。

磁滯阻尼的原理大致如下：由于前磁環(huán)65與后磁環(huán)65上分布著數(shù)塊極性交替變化的磁鋼(如前所述，在所述磁環(huán)65上的磁極是以繞其圓周方向依次為N極、S極、N極和S極分布的)，這樣，在磁滯阻尼片64就會形成一個復(fù)雜的極性交替變化的磁場。當(dāng)所述磁滯阻尼片64在前磁環(huán)65與后磁環(huán)65之間相對該磁環(huán)65轉(zhuǎn)動時，磁滯阻尼片64上的磁場的變化總是滯后于所述磁環(huán)65上磁場的變化，從而產(chǎn)生一個磁滯力矩以阻止它們之間的相對轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)了“磁聯(lián)接”，當(dāng)磁滯力矩足以阻止它們之間的相對轉(zhuǎn)動時(即磁滯力矩大于負(fù)載的反轉(zhuǎn)力矩時)，則使得驅(qū)動主軸1反向轉(zhuǎn)動受阻致停止不轉(zhuǎn)，從而，起到反向阻尼作用。

本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：由于電機所受反向力矩在各個應(yīng)用場合中有所不同，故將所述的封蓋68設(shè)計成可以調(diào)節(jié)所述磁場的磁場強度的部件。即通過手動旋擰封蓋68(即磁力調(diào)整環(huán))，帶動后磁環(huán)65一同旋轉(zhuǎn)，使前磁環(huán)65與后磁環(huán)65之間相對的極性發(fā)生變化，當(dāng)兩個磁環(huán)65以同性磁極相對設(shè)置時(即N極對N極，S極對S極時)，作用于磁滯阻尼片64上的磁滯阻尼力達(dá)到最大；當(dāng)兩個磁環(huán)65以異性磁極相對設(shè)置時(即N極對S極，S極對N極時)，作用于磁滯阻尼片64上的磁滯阻尼力達(dá)到最小。由此，可通過旋擰封蓋68調(diào)整兩個磁環(huán)65之間相對磁極的變化，可實現(xiàn)由最大磁滯阻尼到最小磁滯阻尼的漸變，從而適應(yīng)各種反向負(fù)載力矩。

以下對本實用新型的有益效果作進(jìn)一步說明：

1、使用永磁體+磁滯阻尼片64的方式，以切割磁力線產(chǎn)生反向阻尼的原理，實現(xiàn)無附加動力的阻尼。

2、電機主軸1與磁滯阻尼片64之間，通過一單向軸承63連接，在正向旋轉(zhuǎn)的時候，主軸1不會帶動阻尼片一同旋轉(zhuǎn)，所以不會有任何阻尼。電機反向旋轉(zhuǎn)的時候，主軸1會通過單向軸承63帶動磁滯阻尼片64一同旋轉(zhuǎn)，磁滯阻尼片64在磁場中旋轉(zhuǎn)切割磁力線，從而產(chǎn)生了反向阻尼，使電機不易轉(zhuǎn)動。

3、由于采用磁場阻尼的原理產(chǎn)生反向阻尼。各個阻尼副之間無相對的摩擦，故從使用壽命角度講，是沒有任何磨損等失效，理論上是無窮的。

4、在電機的尾部，有一套專用的磁場用以產(chǎn)生磁滯阻尼，為避免磁場干擾電機的正常運行，在電機后蓋與阻尼磁場之間，設(shè)有一銅質(zhì)材料的阻尼器安裝板(即所述的基板61)。從而屏蔽了阻尼磁場對電機的干擾。

5、設(shè)置磁力調(diào)整環(huán)，調(diào)整磁場強度，得到各種不同阻尼力矩。

本實用新型可解決以下問題：

1、實現(xiàn)無附加動力的阻尼。

2、實現(xiàn)電機在正向旋轉(zhuǎn)時，阻尼器不會對其增加額外負(fù)載。

3、實現(xiàn)阻尼的耐久可靠。

4、使阻尼磁場對電機無干擾。

5、實現(xiàn)阻尼力的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同反向力矩。