阅读说明：本技术 一种气动永磁步进马达 (Pneumatic permanent magnet stepping motor ) 是由 杜东 于 2020-03-22 设计创作，主要内容包括：一种气动永磁步进马达,包括外壳,用于支撑全部零件；三个(ABC)相间120～(o),带磁性矩形齿,由气缸驱动的定子滑块,其可沿马达径向移动；一个外缘有一圈矩形齿的转子；三个单电阀,分别控制相应的气缸；六个磁性开关分别感知相应气缸活塞杆的位置；当气缸A伸出时,气缸B和C保持在退回位置,A相定子矩形齿贴近、对齐、吸住转子矩形齿,此时,B相定子矩形齿与转子矩形齿差1/3齿,C相定子矩形齿与转子矩形齿差2/3齿；然后,气缸B伸出,气缸A退回,B相1/3齿差被吸引对齐,C相由2/3齿差变成1/3；然后气缸C伸出,A相1/3齿差被吸引对齐；按照ABC顺序依次使活塞伸出,马达就会旋转起来；该马达有自由和制动两种停止状态,制动不需要电流,不会发热。(A pneumatic permanent magnet stepper motor comprises a housing for supporting all parts; three (ABC) phases 120 o The stator sliding block is provided with magnetic rectangular teeth and driven by the cylinder, and can move along the radial direction of the motor; a rotor with a circle of rectangular teeth on the outer edge; three single electrovalves for controlling the corresponding cylinders respectively; the six magnetic switches respectively sense the positions of the piston rods of the corresponding cylinders; when the cylinder A extends, the cylinders B and C are kept at the retraction positions, the rectangular teeth of the stator of the phase A are close to, aligned with and suck the rectangular teeth of the rotor, at the moment, the rectangular teeth of the stator of the phase B are 1/3 teeth different from the rectangular teeth of the rotor, and the rectangular teeth of the stator of the phase C are 2/3 teeth different from the rectangular teeth of the rotor; then, the air cylinder B extends, the air cylinder A retracts, the B phase 1/3 tooth difference is attracted and aligned, and the C phase is changed from 2/3 tooth difference to 1/3; then the cylinder C extends out, and the A phase 1/3 tooth difference is attracted and aligned; the pistons are extended in sequence according to the ABC sequence, and the motor is startedWill rotate up; the motor has two stop states of free and braking, and the braking does not need current and does not generate heat.)

一种气动永磁步进马达

技术领域

本发明涉及动力机械

技术领域

，具体涉及一种气动永磁步进马达。

背景技术

我国是稀土大国，跟稀土有关的常见的产品有铝铁硼永久强力磁铁，不用电就可以产生强大的磁场，这是非常宝贵的资源，可是开发利用该资源的技术和产品还处于初期阶段，常见的产品只有永磁式电动机，无刷电动机、矢量电动机等。为了开拓铝铁硼永久强力磁铁的应用，我们探索其一种新的用法，在传统步进电动机的基础上，将其电磁线圈产生的磁场用永久磁铁的磁场代替。这样就可以将电磁线圈产生磁场的电能节约下来。将冷冰冰的铝铁硼永久强力磁铁间接转化成能源，提高我国能源利用水平。

发明内容

在本技术方案中，一种气动永磁步进马达，包括定子，用于支撑全部零件，定子内圈有相间120^o三组（A、B、C）可以沿径向移动的矩形齿定子，简称“定子滑块”，其材料是铝铁硼高强度磁铁；一个转子，其外缘也有一圈与定子相同的矩形齿；三个双作用单出杆气缸，每个气缸活塞杆端部连接相应相的定子滑块；三个单电阀，分别控制相应的气缸；每个气缸外壳有两个磁性开关，用于感知活塞杆的伸出位置和退回位置；当A相气缸完全伸出时，其定子滑块的矩形齿贴近转子矩形齿，在强磁力作用下，附近转子上的矩形齿与其对齐；与此同时，B相气缸和C相气缸保持在退回位置， B相定子矩形齿与转子矩形齿差1/3齿，C相定子矩形齿与转子矩形齿差2/3齿。同理， B或C亦然，只要按照ABC顺序使活塞依次伸出，贴近转子，就会使马达连续旋转起来。传统的定子，其上面各个相的齿是固定的，通过各个相绕组的通电和断电实现其有磁场或无磁场。在本技术方案中，核心技术主要体现在永磁式定子滑块，即通过让永磁式定子滑块贴近或远离转子的方法，到达有无磁场的目的。由于铝铁硼永久磁铁的高强度磁场可以在不消耗电能的情况下，只需要调节磁铁的距离同样得电磁铁的效果，这样就可以实现以小博大的目的，因而也就节约了大量的能源，所以该发明属于绿色环保项目。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、由于省去了励磁线圈，也就省去了励磁电源，当然也就节约了能源；

2、我国是稀土大国，而稀土又是铝铁硼永久磁铁的原材料，所以，研究高效利用这种高强度磁铁的应用技术和产品是非常有意义的，可以为我国节约大量的能源；

3、本发明开创了步进马的一种新的驱动方法；

4、本发明开创了磁场的控制方法，即可以通过磁铁的移动到达磁场的强弱或有无，因此取代电磁场的强弱或有无。

附图说明

图1 是说明书摘要附图，即气动永磁步进马达的总装示意图；

图2 是本发明一种气动永磁步进马达的左视图。

图1中1-A相组件、2-气咀、3-气缸、4-磁性活塞、5-活塞杆、6-定子矩形齿、7-转子矩形齿、8-马达外壳、9-转子、10-C相相组件、11-B相相组件。

具体实施方式

如图1所示，一种气动永磁步进马达，主要包括外壳或定子（8），用于支撑全部零件，且在其内圈有三相（A、B、C）相隔120^o的定子矩形齿（6），定子矩形齿（6）由铝铁硼材料制成，其磁场强度非常强，矩形齿（6）与气缸活塞杆连接，沿径向移动，简称“定子滑块”，当活塞杆完全伸出时，定子滑块贴近转子矩形齿（7），其间隙只有0.1mm，当气缸活塞杆退回时，带动定子滑块远离转子矩形齿（7），这样就实现了该相转子矩形齿（7）附近有强磁场或没有强磁场的变化。定子和转子的齿宽可以被3整除，占空比为1:1，三相定子矩形齿（6）位置与转子矩形齿（7）的放位置符合1/3齿距要求。本发明气动永磁步进马达工作原理：如果，当A相气缸活塞杆完全伸出时，转子矩形齿（7）在定子矩形齿（6）强磁场作用下，上下齿自动对齐。此时，B相转子矩形齿（7）与定子矩形齿（6）差1/3齿，而C相转子矩形齿（7）与定子矩形齿（6）差2/3齿；同理，当B相气缸活塞杆完全伸出时，转子矩形齿（7）在定子矩形齿（6）强磁场作用下，上下齿自动对齐。此时，C相转子矩形齿（7）与定子矩形齿（6）差1/3齿距，而A相转子矩形齿（7）与定子矩形齿（6）差2/3齿；同理，当C相气缸活塞杆完全伸出时，转子矩形齿（7）在定子矩形齿（6）强磁场作用下，上下齿自动对齐。此时，A相转子矩形齿（7）与定子矩形齿（6）差1/3齿，而B相转子矩形齿（7）与定子矩形齿（6）差2/3齿；如果，安排三个相气缸活塞杆完全按ABCA顺序伸出时，马达的转子就会顺时针转动。如果转子有36个齿，每一次ABC循环，马达就会转过一个齿的角度，即10^o，转一圈需要36次ABC循环。马达旋转速度与三个气缸运动速度成正比，即与供给气缸的压缩空气的压力和流量成正比。三个单电阀，分别控制相应气缸的伸出或退回；每个气缸外壳有两个磁性开关，用于感知活塞的伸出位置和退回位置；由三个气缸、三个单电阀、六个磁性开关以及若干气动开关组成气路，其可以自动完成三个气缸的连续顺序动作，实现该马达的持续运转。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。