阅读说明：本技术 一种基于磁悬浮驱动的破碎装置及其应用 (A kind of crushing device and its application based on magnetic suspension driving ) 是由 曾德长 郑志刚 刘君易 吉丽 陈健伟 邱兆国 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于磁悬浮驱动的破碎装置及其应用。该破碎装置包括主机部分1、杯体7和动力接收部分；所述主机部分1包括电机2及动力输出部分；所述动力输出部分包括支架3和固定在支架3上的磁体4-1；所述动力接收部分包括设有中心孔的支架6、均固定在支架6上的刀头5以及磁体4-2；所述磁体4-1与磁体4-2相对面磁极相反；所述破碎装置还包括可以穿过支架6中心孔的限位支柱8以及固定在限位支柱8上的磁体4-3；所述支架6沿中心孔由外到内设置有磁体4-2、磁体4-4,所述磁体4-3与磁体4-4相对面磁极相同。本发明的破碎装置结构较简单、清洗方便、无需密封件,应用于破壁机、料理机等中更人性化,使用寿命更长。(The invention discloses a kind of crushing device based on magnetic suspension driving and its applications.The crushing device includes host machine part 1, cup body 7 and power reception part；The host machine part 1 includes motor 2 and power delivery section；The power delivery section includes bracket 3 and the magnet 4-1 that is fixed on bracket 3；The power reception part includes the bracket 6 for being equipped with centre bore, the cutter head 5 and magnet 4-2 being each attached on bracket 6；The magnet 4-1 is opposite with magnet 4-2 opposite face magnetic pole；The crushing device further includes the magnet 4-3 that can be passed through the limit pillar 8 of 6 centre bore of bracket and be fixed on limit pillar 8；It is identical as magnet 4-4 opposite face magnetic pole that the bracket 6 is provided with magnet 4-2, magnet 4-4, the magnet 4-3 along centre bore from outside to inside.Crushing device structure of the invention is simpler, it is easy to clean, be not necessarily to sealing element, be applied to more humane in wall-breaking machine, cooking machine etc., the service life is longer.)

一种基于磁悬浮驱动的破碎装置及其应用

技术领域

本发明涉及破碎装置领域，具体涉及一种基于磁悬浮驱动的破碎装置及其应用。

背景技术

随着社会和科技的进步，人们对食品安全和饮食健康更加关注，果汁、牛奶、豆浆等已成为生活中必不可少的健康饮品。破壁机顺势成为最近较为流行的家用小功率电器，由于符合绿色、健康、精细化的生活理念，颇受人们的关注。破壁机兼有传统料理机搅拌、破碎、榨汁、过滤、打浆、切削等功能，可以充分释放生化素等营养物质，更好的被人体吸收。完整破壁机系统主要是由杯体、主机及配用附件三部分组成，杯体和主机一般采用分离结构，这种分离结构对后续的清理工作非常方便。但刀头一般安装在杯体内，通过连接件来与主机进行连接转动。这种结构通常会带来几个问题：一是清洗杯体的时候刀头很容易划伤手指，或者位于刀头下方的食物残渣不宜清理，从而造成不卫生的现象。再者就是连接件的密封问题，破壁机为了获得舒适的口感，转速直达几万转每分钟，这样势必会加速密封件的磨损，一旦出现泄露，基本上该破壁机就无法使用了。

为了克服上述问题或者缺陷，本发明提出采用磁悬浮驱动技术来实现隔空传动的功能。磁悬浮驱动技术也有一些类似的报道，比如“一种基于磁悬浮驱动的新型洗碗机，申请号：201520089587.8”，该专利申请采用磁力传动实现波轮与电机间无直接的机械连接，无需安装设置传统技术中的密封件结构，保证本结构长期稳定高效工作。虽然本发明中也是利用磁力来实现传动，但是该专利申请中的磁路结构和整体构架完全不同于本发明。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种基于磁悬浮驱动的破碎装置及其应用，是一种能够供破壁机、搅拌机等使用的一种结构较简单、清洗方便、无需密封件的磁悬浮驱动的破碎装置，使破壁机、料理机等更人性化，使用寿命更长。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种基于磁悬浮驱动的破碎装置，包括主机部分1、杯体7和设置在杯体7内的动力接收部分；所述主机部分1包括电机2及与电机2通过连接轴连接的动力输出部分；所述动力输出部分包括支架3和固定在支架3上的磁体4-1；所述动力接收部分包括设有中心孔的支架6、均固定在支架6上的刀头5以及磁体4-2；所述磁体4-1与磁体4-2相对面磁极相反；

所述破碎装置还包括设置在杯体7内的悬浮部分；所述悬浮部分包括可以穿过支架6中心孔的限位支柱8以及固定在限位支柱8上的磁体4-3；所述支架6沿中心孔由外到内设置有磁体4-2、磁体4-4，所述磁体4-3与磁体4-4相对面磁极相同。

优选的，所述支架6顶部设置有磁体4-5，所述限位支柱8上设置有磁体4-6，所述磁体4-5与磁体4-6相对面磁极相同。

优选的，所述磁体4-1通过螺钉固定在支架3上。

优选的，所述磁体4-2、磁体4-4通过螺钉固定在支架6上。

优选的，所述刀头5通过螺钉固定在支架6的外周，这种方法使得刀头磨损后更换方便易于维修。刀头支架部分易于拆解、安装和易于全方位清洗，实现卫生无死角。

优选的，所述杯体7包括端盖9；所述端盖9通过螺纹将杯体7进行密封。

进一步优选的，所述杯体7的底部中心以及端盖9的顶部中心设置有限位凹槽，用于固定限位支柱8。杯体部分无需对刀头支架部分进行密封处理，杜绝液体泄漏的可能，延长产品的使用寿命。

优选的，所述支架3沿周向均匀内嵌有6块磁体4-1。

将高性能稀土钕铁硼永磁体以对称的方式并按照一定的磁场方向分布在支架当中，该支架固定在电机转轴上，当电机旋转时，该支架带动永磁体一起旋转，形成旋转的永磁场。旋转刀头支架中以同样的方式排列安装高性能稀土钕铁硼永磁体，该永磁体产生的永磁场与动力输出部分产生的旋转永磁场进行相互作用，并按照一定的相位差进行旋转，从而达到动力接收的目的。

优选的，所述磁体4-3、磁体4-4、磁体4-5、磁体4-6均为筒状磁体；所述磁体4-3的外径小于磁体4-4的内径。

优选的，所述磁体4-1、磁体4-2、磁体4-3、磁体4-4、磁体4-5、磁体4-6均为稀土钕铁硼永磁材料。

根据磁体同性相斥原理，将两块环形永磁体布置在刀头支架顶端和限位杆上，形成向下的排斥力，该排斥力与刀头支架的重力以及刀头支架旋转过程中产生的向上的悬浮力达到平衡状态，从而实现悬浮功能，并减小摩擦，提高动力传输效率。

刀头支架由于或多或少都会存在加工误差，因此在旋转过程中都会产生一定的轴向力，从而使得刀头支架与限位杆产生摩擦，因此，根据磁体同性相斥原理，将两块环形永磁体布置在刀头支架中心孔和限位杆上，永磁体的充磁方向为径向充磁，形成的径向排斥力，该排斥力可以自动平衡刀头支架在旋转过程中产生的离心力，从而实现完全悬浮功能，实现零摩擦，提高动力传输效率。

以上一种基于磁悬浮驱动的破碎装置在破壁机、豆浆机、料理机中的应用。

本发明磁悬浮驱动的破碎装置由四部分构成，主机部分1、杯体7、动力接收部分和悬浮部分，所述部分均由永磁材料和不导磁材料组成；所述的永磁材料为具有高磁能积的稀土钕铁硼永磁体；所述的不导磁材料为食品级的304不锈钢材料；动力输出部分和动力接收部分按照磁体异性相吸原理进行排列磁体，这些永磁体块的充磁方向由异性相吸原理来确定，通过磁力来进行隔空传输动力。

本发明的关键点在于磁路的设计上，为了达到工作刀头在旋转过程中不接触杯体不产生摩擦的目的，充分利用刀头在旋转过程中产生的浮力、重力、排斥力和离心力，并通过特定的设计使得这些作用力相互平衡达到完全悬浮的目的。该装置既能完全悬浮又能安全固定在中间位置，还能够有一定的扭矩来产生破碎效果，这种特殊设计使得相关产品充满了科幻效果，同时没有接触件和密封装置，非常便于安装、清洗和维护。另外采用在磁体结构两侧面通过螺钉紧固件的方法将永磁体材料固定在相应的支架上，这种方法也使得磁体块紧密结合安全可靠。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和突出效果：

本发明的破碎装置整个结构加工制造成本减小；刀头部分可随时拆卸进行清洗、更换和维护；没有密封件完全避免了液体泄漏问题，从而大大延长使用寿命；通过特定磁路设计并利用浮力、重力、排斥力和离心力间的相互作用实现了完全悬浮的功能；可以根据扭矩需要来更改永磁体的排列方式和数量。

附图说明

图1为本发明所提供的磁悬浮驱动的破碎装置原理示意图。

图2 为本发明所提供的动力输出部分结构示意图。

图3为本发明所提供的动力接收部分结构示意图。

图4为本发明所提供的磁体4-5和4-6的充磁方向示意图。

图5为本发明所提供的磁体4-3的充磁方向示意图。

图6为本发明所提供的磁体4-4的充磁方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构、原理作进一步的说明。

图1是磁悬浮驱动的破碎装置原理示意图。该结构主要由4部分组成，第一部分是由电机2和动力输出部分（支架3和稀土钕铁硼永磁材料4-1组成）构成的主机部分1，第二部分是动力接收部分，由刀头5，支架6以及稀土钕铁硼永磁材料4-2、4-4、4-5共同连接在一起构成一个整体，第三部分是悬浮部分，主要由限位支柱8以及稀土钕铁硼永磁材料4-3、4-6构成，4-3、4-6分别固定在支柱8上，第三部分是杯体7；其中第二部分和第三部分都安装在杯体7内，杯体7的底部设置有限位凹槽，方便支柱8的定位与安装。同时端盖9为限位支柱8提供定位功能，同时也会通过螺纹将杯体7进行密封，防止液体溅射出来。支架3和支架6是属于不导磁材料（剖面线）。其中的箭头方向为各稀土钕铁硼永磁材料的充磁方向，其充磁方向根据异性相吸原理来确定。在主机1内，电机2按照程序进行旋转，通过连接轴带动支架3和永磁体4-1进行旋转。在动力接收部分，如果磁体4-1按照图中箭头所示方向进行旋转，而磁体4-1和磁体4-2又相互吸引，磁体4-1势必会带动磁体4-2一起旋转。单个磁体的吸引力是有限的，为了增大作用力，可以设计成多个磁体进行排列组合，如图2 和图3所示。当破碎工作完成后只需将杯体7直接拿走，再打开端盖9，并依次取出支柱8和刀头等部分进行清洗或者维护等工作。若需要进行破碎工作时，先将刀头放入杯体内，再***支柱8并拧好端盖9，最后将杯体7安装在电机上方，就可以进行破碎工作了。

图2是主机系统中动力输出装置示意图，可以看出为了增大作用力本实施例采用6块磁体进行排列组合，实验结果也显示达到了预期目标。实际上磁体的数量和排列方式直接决定了吸引力的大小，而吸引力的大小又和传输的扭矩有关。因此如果想继续增大作用力，可以采用更多的磁体进行组合设计。

图3为杯体中动力接收装置示意图，可以看出这部分的磁路设计要和图2中的磁体排列以及N、S极方向一一对应。同时由于这部分装置中除了接受动力产生扭矩外还需要实现工作刀头在旋转过程中不接触杯体不产生摩擦的目的，因此本发明充分利用刀头在旋转过程中产生的浮力、重力、排斥力和离心力，在限位支柱8上增加了永磁体4-6，通过永磁体4-6和4-5产生的排斥力以及整个支架6的重力来平衡刀头在旋转过程中产生的悬浮力，从而实现完全悬浮的目的。磁体4-6和4-5都是环形磁体，其充磁方向如图4所示。该装置在运行的过程中刚开始转速很低的时候是无法实现悬浮的，随着转速的增加，悬浮力逐渐增大，支架6才会缓慢上升直至悬浮。由于整个装置都是围绕限位支柱8进行旋转的，因此是比较安全的，同时没有接触件和密封装置，非常便于安装、清洗和维护。另外支架6在旋转过程中可能会和限位支柱接触摩擦，为了实现完全不接触，本实施例在限位支柱8上增加了永磁体4-3，而在支架6上增加了永磁体4-4，磁体4-3和4-4都是环形磁体，磁体4-3充磁方向如图5所示，磁体4-4充磁方向如图6所示。由于磁体4-3和4-4是相互排斥的，因此支架6与限位支柱之间也是没有接触和摩擦的。因此达到了完全没有摩擦没有接触，实现了完全悬浮的目的。