阅读说明：本技术 自动变矩式永磁无刷电机 (Automatic torque-changing permanent magnet brushless motor ) 是由 张继美 杨洪开 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了自动变矩式永磁无刷电机,其包括电机主体以及安装于电机主体内部并与电机主体的转子转轴同轴布置的自触发变矩装置,自触发变矩装置包括自动变矩机构、离心触发机构,离心触发机构用于以离心触发方式被转子转轴的转速触发并驱使自动变矩机构运行,自动变矩机构用于改变转子转轴的转矩大小并在相同功率下提高转子转轴的转速,自动变矩机构包括驱动构件、安装构件,且电机主体的线圈/磁铁均安装于安装构件上,驱动构件用于驱使安装构件运行,安装构件用于改变线圈/磁铁与转子转轴之间的距离并最终改变转子转轴的转矩。(The invention provides an automatic torque-changing permanent magnet brushless motor, which comprises a motor main body and a self-triggering torque-changing device which is arranged in the motor main body and is coaxially arranged with a rotor rotating shaft of the motor main body, wherein the self-triggering torque-changing device comprises an automatic torque-changing mechanism and a centrifugal triggering mechanism, the centrifugal triggering mechanism is used for being triggered by the rotating speed of the rotor rotating shaft in a centrifugal triggering mode and driving the automatic torque-changing mechanism to operate, the automatic torque-changing mechanism is used for changing the torque of the rotor rotating shaft and increasing the rotating speed of the rotor rotating shaft under the same power, the automatic torque-changing mechanism comprises a driving component and a mounting component, coils/magnets of the motor main body are mounted on the mounting component, the driving component is used for driving the mounting component to operate, and the mounting component is used for changing the distance between the.)

自动变矩式永磁无刷电机

技术领域

本发明涉及电机领域，具体涉及一种能够自调转子转矩的电机主体。

背景技术

电动机俗称马达，是一种将电能转换为机械能的电磁装置，其应用范围广泛，电动机又可分为电机主体和有刷电机，其中有刷电机的转子是和转轴相连的线圈绕组、定子是永磁磁钢，电机主体的转子是和转轴相连的永磁磁钢、定子是绕组线圈，电机主体依靠改变通入其电枢绕组线圈的电流波交变频率和波形来实现运转，因其具有高效率、低能耗、低噪音、超长寿命、高可靠性、可伺服控制、无级变频调速、相对低成本且简单易用等优点，被各大厂商广泛使用，但不管是电机主体还是有刷电机，其在相同功率条件下，转速为定值，想要增大电动机转速，就需提高电动机的功率，但功率一旦超过电动机的最大功率又会使电动机烧毁，为此，本发明人设计了一种电机主体，其在通电后，能够改变转子转轴的转矩，从而在相同功率条件下，其转子转轴转速大于普通电机主体的转速，除此之外，在其断电停止运行后，还能够缩短其转速降至为零所需的时间。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能够自调转子转矩的电机主体，其通电后，在相同功率条件下，本电机主体的转子转轴转速大于普通电机主体的转速，断电停止运行后，本电机主体转速降至为零的所需时间缩短。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

自动变矩式永磁无刷电机，其包括电机主体以及安装于电机主体内部并与电机主体的转子转轴同轴布置的自触发变矩装置，自触发变矩装置包括自动变矩机构、离心触发机构，离心触发机构用于以离心触发方式被转子转轴的转速触发并驱使自动变矩机构运行，自动变矩机构用于改变转子转轴的转矩大小并在相同功率下提高转子转轴的转速。

作为本技术方案的进一步改进。

所述的自动变矩机构包括驱动构件、安装构件，且电机主体的线圈/磁铁均安装于安装构件上，驱动构件用于驱使安装构件运行，安装构件用于改变线圈/磁铁与转子转轴之间的距离并最终改变转子转轴的转矩；

所述的驱动构件包括线圈驱动件、磁铁驱动件，磁铁驱动件包括固定套、牵引套，固定套同轴固定于转子转轴外部，牵引套位于固定套背离转子转轴动力输出端的一侧，牵引套同轴活动套接于转子转轴外部并且牵引套可沿转子转轴的轴向发生位移；

所述的固定套的外圆面设置有铰接凸起一，牵引套的外圆面设置有铰接凸起二；

所述的线圈驱动件位于磁铁驱动件朝向转子转轴动力输出端的一侧，线圈驱动件包括紧固套、同步套，紧固套同轴活动套接于转子转轴的外部，紧固套还与电机主体的外壳之间设置有紧固件且两者之间通过紧固件进行固定连接，同步套位于紧固套背离转子转轴动力输出端的一侧，同步套活动套接于转子转轴的外部并且同步套可沿转子转轴的轴向发生位移；

所述的紧固套的外圆面设置有铰接凸起三，同步套的外圆面设置有铰接凸起四；

所述的线圈驱动件与磁铁驱动件之间设置有连接件且两者之间通过连接件进行连接；

所述的固定套的外圆面设置有贯穿其轴向厚度的避让槽，所述的同步套背离紧固套的端面同轴设置有环套，且环套的外圆面同轴设置有呈环槽结构的转槽；

所述的连接件包括连接杆、连接套，连接套为由若干组呈弧体结构的连接体拼接成的圆环结构，且连接套设置于转槽内并且两者之间构成转动配合，连接杆的一端与牵引套固定连接、另一端穿过设置于固定套外圆面的避让槽并与连接体固定连接，并且连接杆/避让槽对应设置有若干组，固定套转动并通过避让槽与连接杆的配合牵引牵引套同步转动。

作为本技术方案的进一步改进。

所述的安装构件包括线圈安装件、磁铁安装件，线圈安装件包括安装架、安装杆、拉杆，安装架位于电机主体的转子转轴与外壳之间，安装杆的一端与设置于紧固套外圆面的铰接凸起三铰接、另一端与安装架铰接，安装杆与铰接凸起三/安装架之间的铰接轴芯线均平行于转子转轴上的与其对应点的切线方向，安装杆沿转子转轴的轴向设置有两组并分别为靠近同步套的安装杆一、靠近转子转轴动力输出端的安装杆二；

所述的拉杆的一端与设置于同步套外圆面的铰接凸起四铰接、另一端与安装杆一铰接，拉杆与铰接凸起四/安装杆一之间的铰接轴芯线均平行于转子转轴上的与其对应点的切线方向，且拉杆与安装杆一/二均位于同一平面内，并且拉杆与安装杆一之间的铰接处设置有滑槽一；

所述的电机主体内的线圈固定安装于安装架上，电机主体内的线圈沿转子转轴的圆周方向阵列设置有若干组，且线圈安装件对应阵列有若干组，并且设置于紧固套外圆面的铰接凸起三/设置于同步套外圆面的铰接凸起四均对应阵列有若干组；

所述的磁铁安装件包括安装板、连接杆、牵引杆，安装板位于转子转轴与安装架之间，连接杆的一端与设置于固定套外圆面的铰接凸起一铰接、另一端与安装板铰接，连接杆与铰接凸起一/安装板之间的铰接轴芯线均平行于转子转轴上的与其对应点的切线方向，连接杆沿转子转轴的轴向设置有两组并分别为靠近牵引套的连接杆一、靠近转子转轴动力输出端的连接杆二；

所述的牵引杆的一端与设置于牵引套外圆面的铰接凸起二铰接、另一端与连接杆一铰接，牵引杆与铰接凸起二/连接杆一之间的铰接轴芯线均平行于转子转轴上的与其对应点的切线方向，且牵引杆与连接杆一/二均位于同一平面内，并且牵引杆与连接杆一之间的铰接处设置有滑槽二；

所述的电机主体内的磁铁固定安装于安装板上，电机主体内的磁铁沿转子转轴的圆周方向阵列设置有若干组，且磁铁安装件对应阵列有若干组，并且设置于固定套外圆面的铰接凸起一/设置于牵引套外圆面的铰接凸起二均对应阵列有若干组。

作为本技术方案的进一步改进。

所述的离心触发机构位于牵引套背离转子转轴动力输出端的一侧，离心触发机构包括离心触发件、拉动牵引件、触发弹簧，离心触发件用于被转子转轴转动触发，拉动牵引件用于拉动牵引套做远离转子转轴动力输出端的运动，触发弹簧用于驱使牵引套做靠近转子转轴动力输出端的运动；

所述的离心触发件包括固定盘、触发件，固定盘同轴固定于转子转轴的外部，固定盘的端面设置有导向槽且导向槽的引导方向与该点处固定盘上的直径方向位于同一直线上，导向槽沿固定盘的圆周方向阵列设置有三组；

所述的触发件设置于导向槽内且触发件对应设置有三组，触发件包括触发板、导向杆、缓冲弹簧，导向杆的引导方向平行于导向槽的引导方向，且导向杆固定安装于导向槽内；

所述的触发板位于导向槽内，触发板活动安装于导向杆外部，且触发板与导向槽/导向杆之间均构成滑动导向配合；

所述的缓冲弹簧套设于导向杆位于触发板背离转子转轴一侧的部分外部，缓冲弹簧的一端与导向槽背离转子转轴的槽壁抵触、另一端与触发板抵触，缓冲弹簧的弹力驱使触发板做靠近转子转轴的运动。

作为本技术方案的进一步改进。

所述的拉动牵引件位于固定盘与牵引套之间，拉动牵引件包括滑轮、拉绳、牵引环，牵引环同轴活动套接于转子转轴的外部，且牵引环与牵引套之间固定连接；

所述的滑轮活动安装于固定盘上并可绕自身轴向转动，拉绳的一端与触发板固定连接、另一端绕过滑轮并与牵引环固定连接，触发板做远离转子转轴的运动并通过拉绳拉动牵引环/牵引套做远离转子转轴动力输出端的运动，所述的滑轮、拉绳对应设置有三组；

所述的触发弹簧套设于转子转轴的外部，触发弹簧的一端与牵引环抵触、另一端与固定盘抵触，触发弹簧的弹力驱使牵引环/牵引套做靠近转子转轴动力输出端的运动。

本发明与现有技术相比的有益效果在于，本电机主体在通电后，线圈固定，磁铁/磁铁安装件/磁铁驱动件/转子转轴均在安培力作用下转动，其中转子转轴转动还会使离心触发机构被触发并驱使自动变矩机构运行，自动变矩机构会使线圈磁铁与转子转轴之间的距离减小，从而减小转子转轴的转矩，由转矩与转速呈反比关系可知，在相同功率条件下，本电机主体的转子转轴转速大于普通电机主体的转速，除此之外，在本电机主体断电停止运行时，自动变矩机构会使增大线圈磁铁与转子转轴之间的距离增大，从而增到转子转轴的转矩，使得本电机主体转速降至为零的所需时间缩短。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为本发明的内部结构示意图。

图4为本发明的内部结构示意图。

图5为本发明的内部结构示意图。

图6为本发明的离心触发机构的结构示意图。

图7为本发明的离心触发机构的结构示意图。

图8为本发明的离心触发机构的内部结构示意图。

图9为本发明的自动变矩机构的结构示意图。

图10为本发明的转轴、驱动构件的配合示意图。

图11为本发明的牵引套、同步套、连接件的配合示意图。

图12为本发明的牵引套、同步套、连接件的配合示意图。

图13为本发明的安装构件的结构示意图。

图14为本发明的安装构件的结构示意图。

图15为本发明的磁铁、磁铁安装件的配合示意图。

图16为本发明的线圈、线圈安装件的配合示意图。

具体实施方式

本发明采用对转子转轴进行自调转矩的优越性在于，本电机主体在通电后，线圈固定，磁铁/磁铁安装件/磁铁驱动件/转子转轴均在安培力作用下转动，其中转子转轴转动还会使离心触发机构被触发并驱使自动变矩机构运行，自动变矩机构会使线圈磁铁与转子转轴之间的距离减小，从而减小转子转轴的转矩，由转矩与转速呈反比关系可知，在相同功率条件下，本电机主体的转子转轴转速大于普通电机主体的转速，除此之外，在本电机主体断电停止运行时，自动变矩机构会使增大线圈磁铁与转子转轴之间的距离增大，从而增到转子转轴的转矩，使得本电机主体转速降至为零的所需时间缩短。

自动变矩式永磁无刷电机，其包括电机主体100以及安装于电机主体100内部并与电机主体100的转子转轴110同轴布置的自触发变矩装置，自触发变矩装置包括自动变矩机构200、离心触发机构300，离心触发机构300用于以离心触发方式被转子转轴110的转速触发并驱使自动变矩机构200运行，自动变矩机构200用于改变转子转轴110的转矩大小并在相同功率下提高转子转轴110的转速。

电机主体100接通电源后，其转子转轴110开始绕自身轴向转动，转子转轴110转动并牵引离心触发机构300同步转动，并且离心触发机构300以离心触发方式被触发并使自动变矩机构200运行，自动变矩机构200运行并改变转子转轴110的转矩，其中转子转轴110的转速与转子转轴100的转矩呈反比，故而在相同功率条件下，本电机主体的转子转轴110转速大于普通电机主体的转速。

所述的自动变矩机构200包括驱动构件210、安装构件220，且电机主体100的线圈120/磁铁130均安装于安装构件220上，驱动构件210用于驱使安装构件220运行，安装构件220用于改变线圈120/磁铁130与转子转轴110之间的距离并最终改变转子转轴110的转矩。

所述的驱动构件210包括线圈驱动件、磁铁驱动件，磁铁驱动件包括固定套211、牵引套212，固定套211同轴固定于转子转轴110外部，牵引套212位于固定套211背离转子转轴110动力输出端的一侧，牵引套212同轴活动套接于转子转轴110外部并且牵引套212可沿转子转轴110的轴向发生位移。

所述的固定套211的外圆面设置有铰接凸起一，牵引套212的外圆面设置有铰接凸起二。

所述的线圈驱动件位于磁铁驱动件朝向转子转轴110动力输出端的一侧，线圈驱动件包括紧固套213、同步套214，紧固套213同轴活动套接于转子转轴110的外部，紧固套213还与电机主体100的外壳之间设置有紧固件且两者之间通过紧固件进行固定连接，同步套214位于紧固套213背离转子转轴110动力输出端的一侧，同步套214活动套接于转子转轴110的外部并且同步套214可沿转子转轴110的轴向发生位移。

所述的紧固套213的外圆面设置有铰接凸起三，同步套214的外圆面设置有铰接凸起四。

所述的线圈驱动件与磁铁驱动件之间设置有连接件215且两者之间通过连接件215进行连接。

具体的，所述的固定套211的外圆面设置有贯穿其轴向厚度的避让槽，所述的同步套214背离紧固套213的端面同轴设置有环套2141，且环套2141的外圆面同轴设置有呈环槽结构的转槽2142。

所述的连接件215包括连接杆、连接套，连接套为由若干组呈弧体结构的连接体拼接成的圆环结构，且连接套设置于转槽2142内并且两者之间构成转动配合，连接杆的一端与牵引套212固定连接、另一端穿过设置于固定套211外圆面的避让槽并与连接体固定连接，并且连接杆/避让槽对应设置有若干组，固定套211转动并通过避让槽与连接杆的配合牵引牵引套212同步转动。

转子转轴110转动并牵引固定套211同步转动，固定套211转动并可牵引牵引套212同步转动，同时由于连接件215与同步套214之间构成了转动配合，使得同步套214不受牵引套212转动影响，除此之外，牵引套212沿转子转轴110的轴向发生位移时，其通过连接件215牵引同步套214同步发生位移。

所述的安装构件220包括线圈安装件2210、磁铁安装件2220，线圈安装件2210包括安装架2211、安装杆、拉杆2214，安装架2211位于电机主体100的转子转轴110与外壳之间，安装杆的一端与设置于紧固套213外圆面的铰接凸起三铰接、另一端与安装架2211铰接，安装杆与铰接凸起三/安装架2211之间的铰接轴芯线均平行于转子转轴110上的与其对应点的切线方向，安装杆沿转子转轴110的轴向设置有两组并分别为靠近同步套214的安装杆一2212、靠近转子转轴110动力输出端的安装杆二2213。

所述的拉杆2214的一端与设置于同步套214外圆面的铰接凸起四铰接、另一端与安装杆一2212铰接，拉杆2214与铰接凸起四/安装杆一2212之间的铰接轴芯线均平行于转子转轴110上的与其对应点的切线方向，且拉杆2214与安装杆一/二均位于同一平面内，并且拉杆2214与安装杆一2212之间的铰接处设置有滑槽一。

所述的电机主体100内的线圈120固定安装于安装架2211上，电机主体100内的线圈120沿转子转轴110的圆周方向阵列设置有若干组，且线圈安装件2210对应阵列有若干组，并且设置于紧固套213外圆面的铰接凸起三/设置于同步套214外圆面的铰接凸起四均对应阵列有若干组。

所述的磁铁安装件2220包括安装板2221、连接杆、牵引杆2224，安装板2221位于转子转轴110与安装架2211之间，连接杆的一端与设置于固定套211外圆面的铰接凸起一铰接、另一端与安装板2221铰接，连接杆与铰接凸起一/安装板2221之间的铰接轴芯线均平行于转子转轴110上的与其对应点的切线方向，连接杆沿转子转轴110的轴向设置有两组并分别为靠近牵引套212的连接杆一2222、靠近转子转轴110动力输出端的连接杆二2223。

所述的牵引杆2224的一端与设置于牵引套212外圆面的铰接凸起二铰接、另一端与连接杆一2222铰接，牵引杆2224与铰接凸起二/连接杆一2222之间的铰接轴芯线均平行于转子转轴110上的与其对应点的切线方向，且牵引杆2224与连接杆一/二均位于同一平面内，并且牵引杆2224与连接杆一2222之间的铰接处设置有滑槽二。

所述的电机主体100内的磁铁130固定安装于安装板2221上，电机主体100内的磁铁130沿转子转轴110的圆周方向阵列设置有若干组，且磁铁安装件2220对应阵列有若干组，并且设置于固定套211外圆面的铰接凸起一/设置于牵引套212外圆面的铰接凸起二均对应阵列有若干组。

电机主体100接通电源后，线圈120固定，磁铁130/磁铁安装件2220/磁铁驱动件/转子转轴110在安培力作用下转动，同时转子转轴110转动并使离心触发机构300被触发并且离心触发机构300会拉动牵引套212做远离转子转轴110动力输出端的运动，牵引套212运动并牵引同步套214同步运动，从而通过牵引杆2224/拉杆2214使两组连接杆/两组安装杆做背离转子转轴110动力输出端的转动，即使得线圈120/磁铁130与转子转轴110之间的距离减小，同时又由于转子转轴110的转矩与转速呈反比，故而在相同功率条件下，本电机主体的转子转轴110转速大于普通电机主体的转速；除此之外，在本电机主体停止运行时，转子转轴110转速递减且离心触发机构300会使牵引套212做靠近转子转轴110动力输出端的运动，牵引套212运动并牵引同步套214同步运动，从而使得线圈120/磁铁130与转子转轴110之间的距离会增大，最终使本电机主体转速降至为零的所需时间更短。

所述的离心触发机构300位于牵引套212背离转子转轴110动力输出端的一侧，离心触发机构300包括离心触发件310、拉动牵引件320、触发弹簧330，离心触发件310用于被转子转轴110转动触发，拉动牵引件320用于拉动牵引套212做远离转子转轴110动力输出端的运动，触发弹簧330用于驱使牵引套212做靠近转子转轴110动力输出端的运动。

所述的离心触发件310包括固定盘、触发件，固定盘同轴固定于转子转轴110的外部，固定盘的端面设置有导向槽且导向槽的引导方向与该点处固定盘上的直径方向位于同一直线上，导向槽沿固定盘的圆周方向阵列设置有三组。

所述的触发件设置于导向槽内且触发件对应设置有三组，触发件包括触发板311、导向杆312、缓冲弹簧313，导向杆312的引导方向平行于导向槽的引导方向，且导向杆312固定安装于导向槽内。

所述的触发板311位于导向槽内，触发板311活动安装于导向杆312外部，且触发板311与导向槽/导向杆312之间均构成滑动导向配合。

所述的缓冲弹簧313套设于导向杆312位于触发板311背离转子转轴110一侧的部分外部，缓冲弹簧313的一端与导向槽背离转子转轴110的槽壁抵触、另一端与触发板311抵触，缓冲弹簧313的弹力驱使触发板311做靠近转子转轴110的运动。

转子转轴110转动并牵引固定盘同步转动，其中触发板311在离心力作用下做远离转子转轴110的运动，并且转子转轴110的转速越快，触发板311与转子转轴110之间的距离越大。

所述的拉动牵引件320位于固定盘与牵引套212之间，拉动牵引件320包括滑轮321、拉绳322、牵引环323，牵引环323同轴活动套接于转子转轴110的外部，且牵引环323与牵引套212之间固定连接。

所述的滑轮321活动安装于固定盘上并可绕自身轴向转动，拉绳322的一端与触发板311固定连接、另一端绕过滑轮321并与牵引环323固定连接，触发板311做远离转子转轴110的运动并通过拉绳322拉动牵引环323/牵引套212做远离转子转轴110动力输出端的运动，所述的滑轮321、拉绳322对应设置有三组。

所述的触发弹簧330套设于转子转轴110的外部，触发弹簧330的一端与牵引环323抵触、另一端与固定盘抵触，触发弹簧330的弹力驱使牵引环323/牵引套212做靠近转子转轴110动力输出端的运动。

电机主体100接通电源并运行时，触发板311在离心力作用下做远离转子转轴110的运动并通过拉绳322拉动牵引环323/牵引套212做远离转子转轴110动力输出端的运动；电机主体100停止运行时，触发弹簧330的弹力驱使牵引环323/牵引套212做靠近转子转轴110动力输出端的运动。

实际工作时，电机主体100接通电源后，线圈120固定，磁铁130/磁铁安装件2220/磁铁驱动件/转子转轴110在安培力作用下转动，同时转子转轴110转动并牵引固定盘同步转动，其中触发板311在离心力作用下做远离转子转轴110的运动并且转子转轴110转速越快，触发板311与转子转轴110之间的距离越大，触发板311做远离转子转轴110的运动并通过拉绳322拉动牵引环323/牵引套212做远离转子转轴110动力输出端的运动，牵引套212运动并牵引同步套214同步运动，从而通过牵引杆2224/拉杆2214使两组连接杆/两组安装杆做背离转子转轴110动力输出端的转动，即使得线圈120/磁铁130与转子转轴110之间的距离减小，又由于转子转轴110的转矩与转速呈反比，故而在相同功率条件下，本电机主体的转子转轴110转速大于普通电机主体的转速；

在本电机主体停止运行时，转子转轴110转速递减且触发板311做靠近转子转轴110的运动，同时触发弹簧330的弹力驱使牵引环323/牵引套212做靠近转子转轴110动力输出端的运动，牵引套212运动并牵引同步套214同步运动，从而使得线圈120/磁铁130与转子转轴110之间的距离会增大，最终使本电机主体转速降至为零的所需时间更短。