一种磁力传动结构以及磁力传动装置

摘要

本实用新型公开一种磁力传动结构以及磁力传动装置，包括转动轴线相交设置的两个传力轮和两个磁力结构，每一传力轮均具有轮端面和轮周侧面，两个传力轮包括第一传力轮和第二传力轮，第一传力轮的轮端面对应第二传力轮的轮周侧面设置，两个磁力结构包括两个磁力组，其中一个磁力组设于第一传力轮的轮端面，另一磁力组设于第二传力轮的轮周侧面，每一磁力组包括沿对应传力轮周向间隔设置的多个磁体，相邻两个磁体朝向相同的一侧的极性相反，以使得其中一个传力轮转动能够带动另一个传力轮转动。两个传力轮上的多个磁体产生的多个磁场能够进行耦合进而产生更大的传动转矩，因此可以将传力轮设计得更小来获得同样大的传动转矩，以节省空间。

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种磁力传动结构以及磁力传动装置。

背景技术

磁力传动是利用磁性的同性相排斥，异性相吸引，把排斥力为转化为推动力的一种非接触式传动装置，极大减少了如齿轮传动等接触式传动装置在噪声、震动、摩擦损耗以及润滑等方面的问题。

现有的磁力传动装置中，例如采用两个磁力轮呈直角设置的传动装置，静止状态时，两个磁力轮的S、N极相互对应，当主动磁力轮旋转，磁极位置发生变化，利用相邻异性磁极，推动从动磁力轮也进行旋转，从而实现动力的非接触式传动。

然而，这类磁力传动因磁力耦合区域太小，所以一般会将磁力轮设计地比较大，从而获得更大的耦合区域来保证较大的传动力矩，这样会使得磁力传动结构相对来说占用空间更大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一磁力传动结构以及磁力传动装置，旨在提供一种在获得较大传动力矩同时能平稳的运转，且占用空间小的磁力传动结构。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种磁力传动结构，包括：

两个传力轮，转动轴线相交设置，每一所述传力轮均具有轮端面和轮周侧面，两个所述传力轮包括第一传力轮和第二传力轮，所述第一传力轮的轮端面对应所述第二传力轮的轮周侧面设置；以及，

两个磁力结构，包括两个磁力组，两个所述磁力组中，一个所述磁力组设于所述第一传力轮的轮端面，另一个所述磁力组设于所述第二传力轮的轮周侧面，每一所述磁力组包括沿对应所述传力轮周向间隔设置的多个磁体，相邻两个所述磁体朝向相同的一侧的极性相反，以使得其中一个传力轮转动能够带动另一个所述传力轮转动。

可选地，所述第一传力轮的轮端面与所述第二传力轮的轮周侧面之间的间隙为d，且1mm≤d≤2mm。

可选地，所述第一传力轮对应所述第二传力轮的边缘设置。

可选地，所述第二传力轮上的多个磁体包括与所述第一传力轮的轮端面距离最小的对应磁体，所述对应磁体在所述第一传力轮的轮端面上的投影与所述第一传力轮的轮端面上的多个磁体的分布轨迹重叠。

可选地，两个所述磁力组中的磁体的个数相同。

可选地，所述第一传力轮的转动轴线与所述第二传力轮的传动轴线形成夹角A，且88°≤A≤92°。

可选地，A＝90°。

可选地，所述第一传力轮的轮端面上设有多个第一固定孔，所述一个磁力组的多个磁体分别对应设于所述多个第一固定孔内；和/或，

所述第二传力轮的轮周侧面上设有多个第二固定孔，另一个所述磁力组的多个磁体分别对应设于所述多个第二固定孔内。

本实用新型还提供一种磁力传动装置，包括磁力传动结构，所述磁力传动结构包括：

两个传力轮，转动轴线相交设置，每一所述传力轮均具有轮端面和轮周侧面，两个所述传力轮包括第一传力轮和第二传力轮，所述第一传力轮的轮端面对应所述第二传力轮的轮周侧面设置；以及，

两个磁力结构，包括两个磁力组，两个所述磁力组中，一个所述磁力组设于所述第一传力轮的轮端面，另一个所述磁力组设于所述第二传力轮的轮周侧面，每一所述磁力组包括沿对应所述传力轮周向间隔设置的多个磁体，相邻两个所述磁体朝向相同的一侧的极性相反，以使得其中一个传力轮转动能够带动另一个所述传力轮转动。

可选地，所述磁力传动装置还包括：

安装支架；

驱动电机，电机座设于所述安装支架，所述驱动电机具有输出轴；

驱动轴，驱动连接所述输出轴，沿所述第一传力轮或者所述第二传力轮的转动轴线延伸方向转动安装；以及，

多个传送轴，对应沿所述第二传力轮或者所述第一传力轮的转动轴线延伸方向转动安装于所述安装支架上；

其中，所述磁力传动结构设置多个，多个所述磁力传动结构的第二传力轮沿所述驱动轴的轴向间隔布设在所述驱动轴上，多个所述磁力传动结构的第一传力轮分别对应多个所述传送轴的端部设置。

在本实用新型技术方案中，所述两个传力轮，即所述第一传力轮和所述第二传力轮转动轴线相交设置，所述两个磁力结构包括分别设于所述第一传力轮上轮端面上和所述第二传力轮轮轴侧面上的两个磁力组，每一所述磁力组包括沿对应所述传力轮周向间隔设置的多个磁体，且相邻两个所述磁体朝向相同的一侧的极性相反，当所述两个传力轮其中一个转动时，处于转动状态的传力轮上的多个磁体能够产生多个交替变化的磁场，能够与另一所述传力轮上的多个磁体产生的多个磁场进行耦合进而产生更大的传动转矩，因此可以将两个所述传力轮设计得更小来获得同样大的传动转矩，以达到节省空间，实现平稳运转。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的磁力传动结构的一实施例的结构示意图；

图2为图1中第一传力轮的结构示意图；

图3为图1中第二传力轮的结构示意图；

图4为本实用新型提供的包含有图1中的磁力传动结构的磁力传动装置的一实施例的立体示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

磁力传动是利用磁性的同性相排斥，异性相吸引，把排斥力为转化为推动力的一种非接触式传动装置，极大减少了如齿轮传动等接触式传动装置在噪声、震动、摩擦损耗以及润滑等方面的问题。

在现有的磁力传动装置中，例如采用两个磁力轮呈直角设置的传动装置，静止状态时，两个磁力轮的S、N极相互对应，当主动磁力轮旋转，磁极位置发生变化，利用相邻异性磁极，推动从动磁力轮也进行旋转，从而实现动力的非接触式传动。

然而，这类磁力传动因磁力耦合区域太小，所以一般会将磁力轮设计地比较大，从而获得更大的耦合区域来保证较大的传动力矩，这样会使得直角式磁力传动结构相对来说占用空间更大。

为解决上述问题，本实用新型提供一种带有磁力传动结构100的磁力传动装置200，旨在提供一种空间更小传动力更足的磁力传动结构100，图1至图4为本实用新型提供的磁力传动装置200的一实施例。

请参照图1至图3，本实用新型所提供的磁力传动结构100包括：两个传力轮、两个磁力结构，所述传力轮的转动轴线相交设置，每一所述传力轮均具有轮端面和轮周侧面，两个所述传力轮包括第一传力轮1和第二传力轮2，所述第一传力轮1的轮端面对应所述第二传力轮2的轮周侧面设置，所述磁力结构包括两个磁力组3，两个所述磁力组中，一个所述磁力组3设于所述第一传力轮1的轮端面，另一个所述磁力组3设于所述第二传力轮2的轮周侧面，每一所述磁力组3包括沿对应所述传力轮周向间隔设置的多个磁体31，相邻两个所述磁体31朝向相同的一侧的极性相反，以使得其中一个传力轮转动能够带动另一个所述传力轮转动。

在本实用新型技术方案中，所述两个传力轮，即所述第一传力轮1和所述第二传力轮2转动轴线相交设置，所述两个磁力结构包括分别设于所述第一传力轮1上轮端面上和所述第二传力轮2轮轴侧面上的两个磁力组3，每一所述磁力组3包括沿对应所述传力轮周向间隔设置的多个磁体31，且相邻两个所述磁体31朝向相同的一侧的极性相反，当所述两个传力轮其中一个转动时，处于转动状态的传力轮上的多个磁体31能够产生多个交替变化的磁场，能够与另一所述传力轮上的多个磁体31产生的多个磁场进行耦合进而产生更大的传动转矩，因此不需要通过加大磁力轮的体积来保证更大的传动效能，实现平稳运转。

本实用新型不限制所述传力轮的形状，例如可以是齿轮状、扁平圆柱状或其他形状，只要是能够以转动轴为中心进行转动就可以，在一实施例中，为了便于制造，参照图2、图3，两个所述传力轮均呈圆环状，以环设在驱动件上实现转动和传动，可以理解地，由于所述传力轮通过与所述磁力结构配合来实现传动，因此所述传力轮需用非磁性材料制成，如铜、铝等。

请参考图1，在磁力传动中，所述两个传力轮可相互平行或呈一定角度，本实用新型对此不做限制，而可以理解地，当所述两个传力轮平行设置时，所述磁力传动结构100只能实现同一方向的传动，导致所述磁力传动装置200只能朝向一个方向进行布置，不方便布置空间的缩减设计，因此，为使所述磁力传动装置200可朝多方向布置，缩小布置空间，在本实用新型的一实施例中，所述第一传动力轮1端面对应所述第二传动力轮2的轮周侧面设置。

进一步地，所述第一传动力轮1与所述第二传动力轮2转动轴线可以呈相交设置，既所述第一传动力轮1与所述第二传动力轮2呈直角传动，也可以是异面设置，既所述第一传动力轮1与所述第二传动力轮2直交传动，需要解释地，所述直角传动指的是两个磁力轮的转动轴线处于垂直状，两轴处在同一平面，其结构类似于机械的伞型齿轮，所述直交传动指的是两个磁力轮的转动轴线为垂直状，但两个轴不在同一平面，可以用来搬运货物，或改变动力方向等，所述直交传动结构类似机械齿轮的斜齿轮，对此本实用新型专利不做限制，而可以理解地，在不考虑摩擦力的情况下，有且仅当所述第一传动力轮1与所述第二传动力轮2呈直角设置时，所述第一传动力轮1所提供的磁力，才能完全转换为所述第二传动力轮2的动力，既在所述第一传动力轮1所提供的磁力大小不变的情况下，有且仅当所述第一传动力轮1与所述第二传动力轮2呈直角设置时，所述第二传动力轮2获得的动力最多，因此，在本实用新型的一实施例中，所述两个传力轮转动轴线相交设置，且第一传力轮1的轮端面对应所述第二传力轮2的轮周侧面设置，以保证所述第一传动力轮1与所述第二传动轮力轮2间产生的磁力做功不变，既所述第一传动力轮1与所述第二传动轮力轮2大小不增大的情况下，提高所述第二传动轮力轮2的运动动能，节省空间。

请继续参考图2与图3，每一所述传力轮沿周向间隔设置有多个固定孔，所述多个固定孔包括设置在所述第一传力轮1轮端面上的多个第一固定孔和设置在所述第二传力轮2轮周侧面上的多个第二固定孔，所述一个磁力组3的多个磁体31设于所述多个第一固定孔内，另一个所述磁力组3的多个磁体31设于所述多个第二固定孔内。可以理解地，所述两个磁力组3分别设于所述两个传力轮的方式多种多样，还可以采用焊接或粘接等其他方式进行固定，但出于节省空间的目的，在本实用新型的一实施例采用打孔再镶嵌的紧配方式，具体不做限制，另外，所述多个固定孔的数量大于或等于所述多个磁体31的数量，这样可以利用不同数量的所述磁体31实现所述磁力传动结构100的不同转速的传递，可以将所述传力轮批量生产，方便在不同需求下选择性使用不同数量的所述磁体31。另外，所述磁体31可为永磁体或电磁铁，本实用新型采用永磁体，可方便安装和替换。

本实用新型不限制所述磁力组3中多个磁体31在所述传力轮上的排列方式，所述多个磁体31可以不同磁极按顺序间隔排列，也可以多个相同磁极排列在同一所述传力轮上，但为达到增大传动扭矩的目的，本实用新型一实施例中，相邻两个所述磁体31朝向相同的一侧的极性相反，这样可以保证在一所述传力轮的一第一磁体31与另一所述传力轮与之对应的极性相反的第二磁体31在转动过程中相互吸引时，所述第一磁体31和所述第二磁体31还可以同时给所述第二磁体31和所述第一磁体31在转动方向上相邻的磁体31一个推力，以实现不同磁场的周期性耦合，加大传动扭矩。

由于是磁力传动，主要是利用磁极的相互作用力作为推动力来实现非接触式动力传递，因此所述两个传力轮之间相互不接触，所述第一传力轮1的轮端面和所述第二传力轮2的轮周面之间存在间隙d，通常来说，所述间隙d可不做限制，只要分别设于所述两个传力轮上的所述磁力组3所产生的磁场能够相互耦合，实现传动即可，但出于获得更高的传动效能和更加节省空间考虑，所述间隙d越小其传动效越好且空间节省越大，但为避免所述两个传力轮在传动过程中因震动而发生干涉作用，因此在本实用新型一实施例中，所述两个传力轮的所述间隙d大于或等于1mm、小于或等于2mm，避免损坏所述两个传力轮的轮面或轮身，影响使用寿命。

请继续参阅图1，所述第一传力轮1可以对应所述第二传力轮2的边缘设置，也可以向所述第二传力轮2转动轴线靠近，具体不做限制，只要所述第二传力轮2上的多个磁体31与所述第一传力轮1的轮端面距离最小的对应磁体31在所述第一传力轮1的轮端面上的投影与所述第一传力轮1的轮端面上的多个磁体31有重叠部分即可，但在本实用新型实施例中，为增大磁场的耦合面积以获得更大的传动力矩，所述第一传力轮1对应所述第二传力轮2的边缘设置，进一步地，所述对应磁体31在所述第一传力轮1的轮端面上的投影与所述第一传力轮1的轮端面上的多个磁体31的分布轨迹重叠，此时磁场的耦合面积最大，以达到更大的传动力矩。

进一步地，两个所述磁力组3中的磁体31个数可以相同，也可以不同，本实用新型对此不做限制，但为了实现平稳传动，两个所述磁力组3中的磁体31的个数相同，这样可以保证在转动过程中，一所述传力轮上的一所述磁体31能够与另一传动轮上的另一所述磁体31始终保持一一相对，避免磁体31没有对应上而发生磁力传递中断的情况。

所述第一传力轮1的转动轴线与所述第二传力轮2的传动轴线形成夹角A。由于所述两个传力轮的转动轴线在同一平面相交有多种情况，因此理论上只要所述两个传力轮上的两个磁力结构形成的多个磁场能够相互耦合就能实现转矩的传递，但所述磁力传动结构100为无接触式传动，因此必须要考虑磁场的耦合情况，因此所述夹角A的角度为88°≤A≤92°，进一步地，所述夹角A的角度为90°，这样是为了考虑到所述两个传力轮的转动轴线出于垂直状态时，在其他条件相同的情况下，所述夹角为90°时磁场耦合情况最好，传递的转矩最大。

本实用新型还提供一种磁力传动装置200，所述磁力传动装置200包括上述磁力传动结构100，需要说明的是，所述磁力传动结构100为上述的磁力传动结构100，也即，该磁力传动装置200包括所述磁力传动结构100，该磁力传动结构100的具体结构参照上述实施例。

所述磁力传动装置200可以但不限于用于自动化生产线上，请参阅图4，通常来说，所述磁力传动装置200可实现工件的运输或其他装置的进给运动，包括上述磁力传动结构100、安装支架4、驱动电机5、驱动轴7和多个传动轴等，当然由于不同的磁力传动装置200其功能或者使用方式有所不同，所以在所述磁力传动装置200上还可以安装有其他部件，例如在所述磁力传动装置200可以安装有电路控制装置、辅助定位装置和机械臂等，操作者可对所述磁力传动装置200直接进行更加方便快捷的控制。通常来说，所述磁力传动装置200用于机床加工设备，为了满足自动化生产的可视化和可程序化的要求，所以所述磁力传动装置200一般还包括数控装置，在此对所述数控装置的具体结构不做限制，可以包括控制系统、伺服系统和位置测量系统等。

在本实用新型的一实施例中，请继续参阅图4，所述磁力传动装置200以所述安装支架4为支撑主体，所述驱动电机5的电机座、所述驱动轴7和所述多个传动轴均设于所述安装支架4上。所述驱动电机5具有输出轴，所述驱动电机5可以是直流电机也可以是交流电机，所述驱动轴7驱动连接所述输出轴，所述驱动轴77和所述多个传送轴66上设置有所述磁力传动结构100，所述磁力传动结构100用于实现所述驱动轴7和所述多个传动轴之间的转矩传递，其中，在本实用新型实施例中，所述磁力传动结构100可设置为多个，也可以设置为1个，但为了延长生产线的进给距离以实现其他操作，本实用新型一实施例中设置多个所述磁力传动结构100。进一步地，所述多个磁力传动结构100的第二传动轮可设置在所述驱动轴7上，也可以设置在所述传动轴上，在本实用新型一实施例中，多个所述磁力传动结构100的第二传力轮2可沿所述驱动轴7的轴向间隔布设在所述驱动轴7上，多个所述磁力传动结构100的第一传力轮1分别对应多个所述传送轴6的端部设置，这样可以使所述磁力传动装置200只使用一个所述驱动电机5进行驱动，使所述磁力传动装置200结构变得简单且易实现。

出于对所述磁力传动装置200的安全性和便于传送工件的功能的考虑，每一所述传送轴6上可以安装有多个带轮，工件可放置在所述带轮上，以实现工件平稳、快速的运输，所述带轮和所述传送轴66也可以是一体式结构。通常来说，为了所述磁力传动装置200的安装方便和拆装方便，所述驱动轴7、多个传送轴6以及其他装置可采用螺栓紧固或设置其他辅助支架等固定方式设于所述安装支架4上，在此具体不做限制。

所述磁力传动装置200中，所以驱动轴7沿所述第一传力轮1或者所述第二传力轮2的转动轴线延伸方向转动安装，所述多个传送轴6对应沿所述第二传力轮2或者所述第一传力轮1的转动轴线延伸方向转动安装于所述安装支架4上。需要补充的是，所述第一传力轮1或所述第二传力轮2与所述驱动轴7或所述传送轴6的连接方式不做限制，可以采用键连接，也可以一体制造。

总的来说，所述驱动电机5通过所述输出轴带动所述驱动轴7转动时，设于所述驱动轴7上的第一传力轮1或第二传力轮2驱动对应设于所述多个传送轴6上的第二传力轮2或第一传力轮1转动，从而实现所述多个传送轴6的转动，进而可实现所述磁力传动装置200的整体运转。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。