專利名稱：電磁運轉機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電磁運轉機構，特別是指一種以電磁驅動模組驅動一曲軸結構，再使該曲軸結構的輸出軸旋轉的機構設計。
傳統(tǒng)的馬達一般包括有轉子以及一定子結構，利用旋轉磁場的原理使轉子轉動，而由該馬達的輸出軸帶動被驅動的機構。但是此種以傳統(tǒng)技術設計的馬達，仍存在有許多缺點，特別是應用在需要較大動力的工業(yè)應用領域時，都具有體積龐大、重量大、啟動電流很大、耗電量大、制作成本高、維修困難、啟動鈕力不足、制動困難等缺點。
例如在大馬力的感應馬達結構中，都需要大額定電流的線圈，因此在完成馬達的組裝后，該馬達的體積都極為龐大且笨重。在啟動該馬達時，為了要降低其啟動電流，甚至必須經過數(shù)級的Y-△啟動技術，在控制元件及控制電路方面的成本皆極高。而在馬達在運轉時，為了要提供足夠的扭力，其運轉電流也相當大。最困擾的事是萬一該馬達線圈燒毀時，必須要將整個機組拆卸下來，再重新繞線，不論就維修成本、施工困難度、工廠運作時效各方面皆不符合現(xiàn)代產業(yè)的需求。
再者，當前全世界所極力推動的電動機車或電動汽車而言，目前除了電瓶的儲電技術、充電的技術有待解決之外，最重要的乃是所使用的馬達的耗電、啟動扭力的問題，也即若以傳統(tǒng)的馬達(不論是采用直流馬達或是交流馬達)直接應用在電動車的驅動時，其啟動扭力皆極為不足，且馬達的啟動運轉需要消耗大量的電能，因此至今仍無法突破現(xiàn)階段電動車技術開發(fā)的瓶頸。
因此，本實用新型的主要目的是提供一種電磁運轉器的結構設計，其主要包括有數(shù)個電磁驅動模組以及一曲軸結構，利用電磁驅動的原理來產生旋轉動力，可獲得高扭力輸出，極適合作為大型工業(yè)設備的動力驅動。
本實用新型涉的另一目的是提供一種低消耗電流的電磁運轉器結構，在動作時，每一個時間點，僅有其中一個電磁驅動模組受激磁，因此每一個時間點僅消耗單一個電磁運轉器的電流，故在電流消耗小的狀況下，仍能提供所需的高扭力輸出。
本實用新型的另一目的是提供一種體積小、重量小的電磁運轉器結構，其型體可呈扁平型體，在空間安排或與其它機構搭配時，具有較大彈性，且整個機體的制造成本低。
本實用新型的另一目的是提供一種維修簡易的運轉器結構，在維修時，由于本系統(tǒng)為個別單一驅動，如有損壞，只要更換其中損壞的電磁驅動模組即可，而不需要拆卸整個運轉器機構的主機。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到一種電磁運轉機構，包括有一曲軸結構，包括有數(shù)個曲軸銷及一輸出軸，相鄰曲軸銷之間互呈一預定的機械角度，該曲軸結構利用軸承結構定位在該電磁運轉機構內；多個支連桿，每一支連桿的一端是分別樞接于該曲軸結構的其中一個曲軸銷；多數(shù)個電磁驅動模組，每一個電磁驅動模組包括有一驅動軸、以及固定在該驅動軸前端的連桿結合座，各電磁驅動模組是定位在該電磁運轉機構內，且其設置位置是對應于其中一個連桿，各相對應的連桿的另一端樞接結合于該對應的連桿結合座；其中各電磁驅動模組在一予定時序的驅動信號控制之下，使各電磁驅動模組依序所產生的動力經由其驅動軸、連桿結合座、連桿、以及曲軸銷而傳至曲軸結構，使該曲軸結構的輸出軸旋轉。
其中該電磁驅動模組的驅動軸是呈一方形結構。
其中該電磁驅動模組的驅動軸是呈一圓柱形結構。
其中該電磁驅動模組的驅動軸是呈一星形結構。
其包括有四個電磁驅動模組，分別列置在曲軸結構的兩側，并經由四個連桿分別樞接結合曲軸結構的曲軸銷。
由以上的本實用新型的動作原理及結構設計，可將本實用新型的優(yōu)點及特性歸納如下1．可獲得高扭力，極適合作為大型工業(yè)設備的動力驅動；2．可利用常用的電子線路及輸出電脈波信號，輕易地控制各電磁驅動模組的動作與否；3．類似步進機，可在控制過程中，精確予估出其行進距離，因此，極適合應用在電動車的動力輸出；4．由于曲軸結構具有慣性動力，故可配合電脈波信號，在每一個電磁驅動模組的激磁電流周期后段，切斷脈波的供應，可進一步降低電流的消耗；5．可選用適當?shù)碾姶膨寗幽＝M規(guī)格，達到所需的輸出扭力；6．具有高啟動扭力之外，也可配合驅動信號的供應順序，提供一高制動力(電磁剎車)；7．在動作時，每一個時間點，僅有其中一個電磁驅動模組受激磁，因此其消耗電流小，但仍能提供所需的高扭力；8．與傳統(tǒng)相同馬力的馬達相比較，其體積較小，重量較輕，且其型體可呈扁平型體，在空間安排或與其它機構搭配時，具有較大彈性；9．萬一發(fā)生電磁運轉器線圈燒毀時，只要更換其中損毀的電磁驅動模組即可迅速恢復動力的供應，而不需要拆卸整個機構、也不需長久的停機程序；10．制作費用可大幅降低。
本實用新型的其它目的及結構設計，將利用以下的實施例說明及附呈圖示作一詳細說明如下圖示簡要說明

圖1．是本實用新型主要構件的配置立體圖；圖2．是本實用新型曲軸結構的立體圖；圖3．是本實用新型電磁驅動模組的另一實施例；圖4．是本實用新型電磁驅動模組的再一實施例；圖5．是本實用新型的驅動信號時序圖。
圖號說明電磁驅動模組11、12、13、14驅動軸 111、121、131、141圓柱形驅動軸111a星形驅動軸 111b連桿結合座 112、122、132、142連桿21、22、23、24曲軸結構3輸出軸 31配重32曲軸銷 33軸承結構41、42
殼體5如圖1所示，其是顯示本實用新型的電磁運轉機構的主要構件配置立體圖。在此一實施例中，是以四個電磁驅動模組11、12、13、14分別經由連桿21、22、23、24來驅動一曲軸結構3作一實施例說明。常用此項技術者，當可理解在本實用新型的基本原理下，也可以其它數(shù)目的電磁驅動模組(例如6組、8組)、以相對應的連桿數(shù)來驅動該曲軸結構。
每一個電磁驅動模組11、12、13、14分別包括有一鐵心、一繞置在該鐵心的線圈、以及一凸伸出該鐵心的驅動軸111、121、131、141。當線圈通入一交流電時，驅動軸可受線圈所產生的磁場吸引而動作。再者，每一個驅動軸111、121、131、141的前端乃分別設置有一連桿結合座112、122、132、142，以使連桿的其中一端可以經由該連桿結合座的樞接結合而受電磁驅動模組的帶動。
圖2是顯示本實用新型所使用的曲軸結構立體圖，其包括有一輸出軸31、數(shù)個軸向配置的配重32、以及曲軸銷33。本實用新型的實施例中，其具有四個曲軸銷，相鄰的曲軸銷間乃互呈九十度機械角。每一個曲軸銷乃分別樞接結合了前述四個連桿21、22、23、24。
因此，在前述的原理下，電磁驅動模組11所產生的動力可經由對應的驅動軸111、連桿結合座112、連桿21而傳動至曲軸結構3，再由該曲軸結構3的輸出軸31產生一大扭力動力輸出。只要在適當?shù)臅r序控制之下，即可分別控制四個電磁驅動模組11、12、13、14在適當時機動作，而由曲軸結構的輸出軸31產生一持續(xù)旋轉動力。
上述的原理可應用在許多的應用場合，例如電動車、起重機、卷揚機、升降機等需要旋轉動力輸出的設備。在實際的應用中，該曲軸結構3的適當處是由兩個或兩個以上的軸承結構41、42予以定位在一殼體5的底板上(參圖1所示)，且可將該曲軸結構3浸置于潤滑油箱中，以降低機械磨損，以及增加運轉平穩(wěn)度。在實際的產品中，可將該機構封置于一殼體5中，而僅凸伸出該曲軸結構3的輸出軸31。
本實用新型的上述基本原理可因不同的應用，而結合不同的輸出結構，例如該曲軸結構的輸出軸可結合皮帶輪，再由皮帶輪帶動其它機件，也可在該輸出軸處結合齒輪組再帶動車輪而作為汽車的動力。該輸出軸也可結合常用的飛輪，利用飛輪的作用，可使動力行程獲得更為平穩(wěn)的運轉。在較多電磁驅動模組的安排下，可以使得動力形成獲得平均的動力輸出。
圖1所示的電磁驅動模組(例如第一個電磁驅動模組11)中，其驅動軸111是呈方形的結構，也可設計成圓柱形驅動軸111a的結構(如圖3所示)，也可設計成星形驅動軸111b的結構(如圖4所示)。如此可有效增強電磁驅動模組內部的電磁耦合效率。此外，也可采用其它材料(例如陶瓷材料)等常用材料技術來達到較佳的磁耦合效率。
圖5是顯示本實用新型的驅動信號時序圖，茲配合圖1所示的電磁驅動模組的安排作一動作說明如后。
當?shù)谝或寗涌刂菩盘朣1送出時，經一控制器(未示)將電流信號送入第一個電磁驅動模組11，使第一個電磁驅動模組受激磁動作，故經由111、連桿結合座112、及連桿21而帶動曲軸結構3的曲軸銷33，故曲軸結構3此時可旋轉九十度角。當此一階段結束時，第一驅動控制信號S1即停止送出。
隨即第二驅動控制信號S2送出，經同樣原理，使第二個電磁驅動模組12受激磁動作，故使曲軸結構3再次旋轉九十度角。如此依序送出驅動控制信號S1、S2、S3、S4的結果，使得曲軸結構3旋轉一圈，并在周而復始的信號驅動之下，使曲軸結構的輸出軸產生旋轉動力。
綜上所述，本實用新型確具極佳的產業(yè)利用價值，且也具備新穎性及創(chuàng)造性的效果，于是依法提出實用新型專利的申請。
權利要求1．一種電磁運轉機構，其特征是一曲軸結構，包括有數(shù)個曲軸銷及一輸出軸，相鄰曲軸銷之間互呈一預定的機械角度，該曲軸結構利用軸承結構定位在該電磁運轉機構內；多個支連桿，每一支連桿的一端是分別樞接于該曲軸結構的其中一個曲軸銷；多數(shù)個電磁驅動模組，每一個電磁驅動模組包括有一驅動軸、以及固定在該驅動軸前端的連桿結合座，各電磁驅動模組是定位在該電磁運轉機構內，且其設置位置是對應于其中一個連桿，各相對應的連桿的另一端樞接結合于該對應的連桿結合座；驅動信號通過各電磁驅動模組使電磁運轉機構的曲軸結構旋轉相同的角度，驅動信號的電脈波持續(xù)時間等于其旋轉角度所需的時間。
2．如權利要求1所述的一種電磁運轉機構，其特征是其中該電磁驅動模組的驅動軸是呈一方形結構。
3．如權利要求1所述的一種電磁運轉機構，其特征是其中該電磁驅動模組的驅動軸是呈一圓柱形結構。
4．如權利要求1所述的一種電磁運轉機構，其特征是其中該電磁驅動模組的驅動軸是呈一星形結構。
5．如權利要求1所述的一種電磁運轉機構，其特征是其包括有四個電磁驅動模組，分別列置在曲軸結構的兩側，并經由四個連桿分別樞接結合曲軸結構的曲軸銷。
專利摘要本實用新型涉及一種電磁運轉機構,包括有一曲軸結構、多數(shù)個電磁驅動模組以及多數(shù)支連桿,該電磁驅動模組分別對置在該曲軸結構的兩側,在一定時序激磁信號控制之下,各電磁驅動模組依序受激磁,其所產生的運力經連桿而傳至曲軸結構,使該曲軸結構的輸出軸旋轉。
文檔編號H02N11/00GK2333119SQ9820442
公開日1999年8月11日 申請日期1998年5月6日 優(yōu)先權日1998年5月6日
發(fā)明者張清文 申請人:張清文