一種電磁活塞式電動的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電磁活塞式電動機(jī)，其包括：由多個缸體圓周陣列的缸體組、設(shè)于缸體內(nèi)的永磁體活塞、曲軸和連桿；缸體的外端設(shè)有與控制單元鏈接的電磁鐵；鄰近缸體的外、內(nèi)止點(diǎn)處分別設(shè)有與控制單元相連的外、內(nèi)行程開關(guān)；所述缸體的底部中央設(shè)有一與所述控制單元相連的傳感器。工作時，電磁鐵的線圈電流方向始終保持不變；在活塞即將到達(dá)內(nèi)、外止點(diǎn)時，控制單元通斷電流，從而使電磁鐵反復(fù)對活塞產(chǎn)生作用力，周向陣列的活塞輪流驅(qū)動曲軸，使本實(shí)用新型的電動機(jī)的輸出功率和扭矩具有及好的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
【專利說明】一種電磁活塞式電動機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動機(jī)的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電磁活塞式電動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國專利文獻(xiàn)CN101860168A公開了一種電力發(fā)動機(jī)，其把傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)供氣、供油、排氣、點(diǎn)火系統(tǒng)去掉，用電磁鐵組件替代，活塞內(nèi)部嵌入永久磁鐵，然后通過控制電磁鐵線圈的電流方向來控制活塞在缸內(nèi)上下位移，活塞經(jīng)連桿曲軸機(jī)構(gòu)對外輸出動力。該電力發(fā)動機(jī)適用于汽車、摩托車等交通工具。類似上述技術(shù)方案的專利文獻(xiàn)，還有CN1996724A、CN1255767A, CN200990555Y 等。
[0003]上述現(xiàn)有技術(shù)中的電磁活塞式電動機(jī)的不足之處在于:通過頻繁切換流經(jīng)電磁鐵線圈的電流方向來改變電磁鐵的磁極性，從而控制電磁鐵與活塞的作用力的方向，進(jìn)而控制活塞的往復(fù)位移；但在實(shí)際實(shí)施過程中，由于電磁鐵線圈的電流方向不能瞬時改變，導(dǎo)致無法確保電動機(jī)的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性。因此，采用切換流經(jīng)電磁鐵線圈的電流方向來改變電磁鐵的磁極性，從而控制活塞的位移方向的技術(shù)方案，不具有實(shí)用性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，中國專利文獻(xiàn)CN102075059A公開了一種電動機(jī):采用了一種電磁鐵設(shè)于由CPU單元控制的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，通過電磁鐵快速旋轉(zhuǎn)180°的方式快速切換電磁鐵上下端的磁極性，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的輸出功率或扭矩具有較好的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
[0005]但是該方案由于電磁鐵本身慣性和機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的約束，電動機(jī)的輸出功率和扭矩的穩(wěn)定性不太理想。另外由于電磁鐵本身磁場衰減特性，傳統(tǒng)活塞行程大，當(dāng)兩塊磁鐵距離加大時，磁力急劇減小，也是導(dǎo)致電動機(jī)的輸出功率和扭矩波動的根本原因之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好的電磁活塞式電動機(jī)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種電磁活塞式電動機(jī)，其包括:多組缸體、設(shè)于缸體內(nèi)的由永磁體制成的活塞、設(shè)于各組缸體中心的曲軸和用于將各活塞與所述曲軸傳動連接的連桿；所述缸體組是圍繞曲軸周向布置的多個缸體，所述缸體的外端設(shè)有與缸體同軸心線的電磁鐵，電磁鐵的線圈與控制單元相連；曲軸的一端設(shè)有飛輪；鄰近缸體的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與CPU單元相連的上、下行程開關(guān)；所述缸體的底部設(shè)有一與所述控制單元相連的傳感器。
[0008]所述傳感器設(shè)于一非導(dǎo)磁材料的金屬管中，該金屬管與所述活塞同軸心線；所述夕卜、內(nèi)行程開關(guān)采用接觸式或紅外線式行程開關(guān)；所述活塞4上設(shè)有耐磨圈。本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)本實(shí)用新型的電磁活塞式電動機(jī)在工作過程中，電磁鐵的線圈電流方向始終保持不變；在活塞即將到達(dá)內(nèi)、外止點(diǎn)時，控制單元通斷電流，從而使電磁鐵反復(fù)對活塞產(chǎn)生作用力，進(jìn)而驅(qū)動曲軸。本實(shí)用新型采用的上述方案，避免了現(xiàn)有技術(shù)的因線圈電流無法實(shí)現(xiàn)瞬時換向和電磁鐵翻轉(zhuǎn)機(jī)械帶來的延遲，進(jìn)而使本實(shí)用新型的電動機(jī)的輸出功率或扭矩具有較好的連續(xù)性和穩(wěn)定性。(2)本實(shí)用新型的活塞行程非常小，從而減少了電磁鐵的磁力因間隙而產(chǎn)生的衰減帶來的扭矩衰減。(3)本實(shí)用新型中曲柄一個連接點(diǎn)同時受缸體組中多個缸體的作用力，受力更均勻扭矩更平穩(wěn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0010]圖1為實(shí)施例中的電磁活塞式電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為實(shí)施例中的電磁活塞式電動機(jī)第一個缸體組平面不意圖；
[0012]圖3為實(shí)施例中的電磁活塞式電動機(jī)第二個缸體組平面示意圖；
[0013]圖4為實(shí)施例中的電磁活塞式電動機(jī)第三個缸體組平面示意圖；
[0014]圖5為實(shí)施例中的電磁活塞式電動機(jī)18個活塞依次做功相位圖；
[0015]圖6為所述電磁活塞式電動機(jī)的控制電路的電路框圖。
[0016]附圖標(biāo)記:1_缸體組，2-電磁鐵，3-外行程開關(guān)，4-活塞，5-內(nèi)行程開關(guān)，6_連桿，7-傳感器，8-軸盤，9-滑動軸承，10-曲軸。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1-2，本實(shí)用新型的一種實(shí)施例，電磁活塞式電動機(jī)其包括:整個電機(jī)由3個并聯(lián)的缸體組I組成，每個缸體組I由六個沿缸體組中心圓周等距陣列的缸體組成、設(shè)于各缸體內(nèi)的由永磁體制成的活塞4、設(shè)于缸體組中心的曲軸10、曲軸10外面是滑動軸承9在外面是軸盤8，六個活塞4通過連桿6連接在軸盤8上；所述每個缸體的外端設(shè)有與缸體同軸心線的電磁鐵2，18塊電磁鐵2與控制單元11相連；鄰近缸體的外、內(nèi)止點(diǎn)處分別設(shè)有與控制單元相連的外、內(nèi)行程開關(guān)3和5 ;所述缸體的底部中央設(shè)有一與所述控制單元11相連的傳感器7，該所述傳感器15與所述活塞4的底面中央相對。所述傳感器15設(shè)于一非導(dǎo)磁材料的金屬管中，該金屬管與所述活塞4同軸心線。所述外、內(nèi)行程開關(guān)3和5采用接觸式或紅外線式行程開關(guān)。
[0018]如圖2-4所示，每個活塞給一個編號，每個缸體組內(nèi)的6個活塞行程相位相差60°，第一個缸體組的活塞(I)和第二個缸體組活塞(7)相位相差20°，安裝位置相差120°，第二個缸體組的活塞(7)和第二個缸體組活塞(13)相位相差20°，安裝位置相差120。。
[0019]如圖5所示，各活塞的相位圖，例如活塞(I)在0° -180°向內(nèi)做功，在180° -360°不做功。18個活塞相位均間隔20°，使整個運(yùn)轉(zhuǎn)周期平穩(wěn)。在同一時間有9個活塞在同時向曲軸做功，整個曲軸受力均勻，結(jié)構(gòu)性好。
[0020]如圖2所示曲軸的曲柄圓心距離回轉(zhuǎn)圓心距離6mm，活塞行程12mm，電磁鐵在12mm范圍內(nèi)磁力衰減很小,每個活塞的推力穩(wěn)定,從而整個曲軸輸出力矩和功率穩(wěn)定。
[0021]電動機(jī)啟動時,采用啟動系統(tǒng)驅(qū)動曲軸10上的飛輪，以使所述曲軸10轉(zhuǎn)動,所述控制單元通過各缸體底部的傳感器7檢測各活塞4的位移方向；此時，若測得活塞4正向遠(yuǎn)離電磁鐵方向位移，則所述控制單元通過所述線圈驅(qū)動電路向該缸體上方的電磁鐵2的線圈提供電流，以使該電磁鐵2底部的磁極性與活塞4頂部的磁極性相同，活塞4因來自電磁鐵2的下斥力而在該缸體內(nèi)加速移洞；反之此時若測得一缸體內(nèi)的活塞4正向靠近電磁鐵方向位移，則所述控制單元11停止給線圈供電；待各電磁鐵2的線圈得電后，斷開所述啟動系統(tǒng)并保持各線圈中的電流方向不變；當(dāng)所述控制單元11通過所述內(nèi)行程開關(guān)5測得某一缸體內(nèi)的活塞4即將到達(dá)該缸體的內(nèi)止點(diǎn)時,控制單元11將電磁鐵2斷電,且此時的活塞4已到達(dá)內(nèi)止點(diǎn)，此時與該缸體沿曲軸10軸心對稱的另一個缸體推動軸盤8朝相反方向移動，帶動該活塞4向外移動；當(dāng)所述控制單元11通過所述外行程開關(guān)3測得該活塞4即將到達(dá)該缸體的外止點(diǎn)時，控制單元11給電磁鐵通電，且此時的活塞4已到達(dá)外止點(diǎn)，由于此時的電磁鐵2底部的磁極性與活塞4頂部的磁極性相同，活塞4因來自電磁鐵2的斥力而開始向內(nèi)位移；每個活塞如此反復(fù)運(yùn)作。
[0022]同一缸體組的各個活塞運(yùn)轉(zhuǎn)相位間隔均為60°，不同缸體組同一位置的活塞運(yùn)轉(zhuǎn)相位間隔為140°，依次輪流推動相應(yīng)的連桿驅(qū)動軸盤，軸盤帶動曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)，并使所述飛輪對外輸出正扭矩。
[0023]當(dāng)所述曲軸10處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而需要通過所述曲軸10對外輸出負(fù)扭矩時，則所述控制單元11控制所述線圈驅(qū)動電路停止向各電磁鐵2供電；然后，若所述控制單元11通過所述傳感器7測得同一缸體內(nèi)的所述活塞4正在向靠近電磁鐵2的方向移動，則控制單元單元11通過所述線圈驅(qū)動電路向該缸體外側(cè)的電磁特提供電流，以使電磁鐵底部產(chǎn)生與活塞4頂部相同磁性，以降低活塞4的外移速率，從而制動所述曲軸10。
[0024]若所述曲軸10仍未停止運(yùn)轉(zhuǎn)，且控制單元11通過所述外行程開關(guān)3測得該活塞4即將到達(dá)該缸體的外止點(diǎn)時，控制單元11停止給電磁鐵2供電；當(dāng)控制單元11通過所述內(nèi)行程開關(guān)4測得該活塞4即將到達(dá)該缸體的內(nèi)止點(diǎn)時，控制單元11開始給電磁鐵2供電，使電磁鐵底部產(chǎn)生與活塞4頂部相同磁性，以降低活塞4的外移速率；如此反復(fù)，以使所述飛輪對外輸出負(fù)扭矩，直至測得所述曲軸10即將停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，停止向各電磁鐵2供電。
[0025]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁活塞式電動機(jī)，其特征在于包括:整個電機(jī)由多個并聯(lián)的缸體組組成，每個缸體組由多個沿缸體組中心圓周等距陣列的缸體組成、設(shè)于各缸體內(nèi)的由永磁體制成的活塞、設(shè)于缸體組中心的曲軸、曲軸外面是滑動軸承在外面是軸盤，活塞通過連桿連接在軸盤上；所述每個缸體的外端設(shè)有與缸體同軸心線的電磁鐵，電磁鐵與控制單元相連；鄰近缸體的外、內(nèi)止點(diǎn)處分別設(shè)有與控制單元相連的外、內(nèi)行程開關(guān)；所述缸體的底部中央設(shè)有一與所述控制單元相連的傳感器，該所述傳感器與所述活塞的底面中央相對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁活塞式電動機(jī)，其特征是所述傳感器設(shè)于一非導(dǎo)磁材料的金屬管中，該金屬管與所述活塞同軸心線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁活塞式電動機(jī)，其特征是所述外、內(nèi)行程開關(guān)采用接觸式或紅外線式行程開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁活塞式電動機(jī)，其特征是所述活塞4上設(shè)有耐磨圈。
【文檔編號】H02K33/18GK203691199SQ201420042608
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】李玉生 申請人:李玉生