行星式推拉電動的制造方法
【專利摘要】一種行星式推-拉電動機，其包括：固定安裝在行星式推拉電動機的中心軸線上的環(huán)形定子；行星轉(zhuǎn)子，其布置成圍繞環(huán)形定子的內(nèi)圓周磁性地可移動，行星轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地安裝在相對于環(huán)形定子中心線偏心的轉(zhuǎn)子軸線上；圍繞環(huán)形定子徑向地安裝的用以產(chǎn)生磁場的一系列電磁鐵；以及傳動裝置，其傳遞偏心的行星轉(zhuǎn)子軸線的轉(zhuǎn)動，直接將動力傳遞給輸出軸，其中，當一系列電磁鐵被激活時，磁性地推動行星轉(zhuǎn)子樞轉(zhuǎn)和滾動，這樣，行星轉(zhuǎn)子從一個臨時的移動接觸線轉(zhuǎn)到鄰近的接觸線，形成作用在各個臨時移動接觸線上的轉(zhuǎn)動力矩，提供動力輸出。
【專利說明】行星式推拉電動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動機領(lǐng)域，具體來說，涉及行星式推拉電動機，其運行基于磁場作用下定子和行星轉(zhuǎn)子之間的物理互相作用的動態(tài)特性，兩者的轉(zhuǎn)動軸線相對于彼此偏心。
【背景技術(shù)】
[0002]電動機被廣泛用于我們的現(xiàn)代生活中:エ業(yè)應(yīng)用；諸如小汽車、卡車和移動機械的陸上交通工具；飛機和其它空中交通工具；軍事應(yīng)用；醫(yī)學技術(shù)中使用的機械和電氣裝置；以及家庭用具。
[0003]多年來，對于電動機的需求日益増加，并繼續(xù)在增長，人們已經(jīng)開發(fā)出許多種電動機來滿足各種廣泛的應(yīng)用和我們當前技術(shù)取向社會的需求。例如，在電動機的領(lǐng)域內(nèi)，我們可以找到高速和低速旋轉(zhuǎn)的電動機、力矩電動機、直線電動機、毫微運動電動機和其它多種，各種電動機開發(fā)出來滿足特殊的用途。
[0004]由于最先電動機概念的發(fā)明約在180年前，電動機的構(gòu)造基于稱作轉(zhuǎn)子的內(nèi)部轉(zhuǎn)動體和稱作定子的外部靜止體的概念，其中，轉(zhuǎn)子和定子各相對于彼此同心地定位。這兩個元件之間的電磁相互作用產(chǎn)生出S形磁力線，然后，這些磁力線被誘發(fā)成直線的，合成的半切線矢量導致旋轉(zhuǎn)運動的產(chǎn)生。
[0005]考慮到重量輕的電動機的重量-功率之比，可以理解到，小的、重量輕的電動機由于其尺寸緣故取得平衡的效果，這是因為如果電動機很小，那么電動機速度通常非常高速，因此，需要有高減速的齒輪箱來獲得理想的速度。
[0006]在許多應(yīng)用中，需要使用齒輪箱來與電動機相嚙合，或者降低速度和/或增大力矩，或者將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。在實踐中，平行齒輪系的齒輪箱、行星齒輪箱，或諧波傳動減速器可用來降低或增大旋轉(zhuǎn)電動機的速度和/或カ矩。替代地，螺桿和螺母，或齒條和小齒輪可用來將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。
[0007]然而，連接到電動機上的齒輪箱有ー些缺陷。齒輪箱通常串聯(lián)地連接到電動機，這増加了組件的總長度或組合單元的直徑。齒輪箱的重量通常很重。此外，另外加上去的齒輪組件趨于發(fā)出噪音、增加費用和效率低下。
[0008]因此，希望提供ー種克服上述缺點和改進目前理念的創(chuàng)新的電動機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的主要目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的缺點和局限性，并提供改進的電動機，該電動機包括行星式推拉電動機(下文稱“PPPEM”)，當運行吋，電動機基于定子和行星轉(zhuǎn)子之間的互相作用，定子構(gòu)造成有一系列圍繞定子軸線徑向地布置的電磁鐵，行星轉(zhuǎn)子相對于定子偏心地設(shè)置。
[0010]應(yīng)該理解到，使用術(shù)語“PPPEM”是意圖傳達ー個總的概念，即，當致動電動機時，行星式推拉電動機(PPPEM)以兩種主要方式由行星轉(zhuǎn)子滾動運動產(chǎn)生輸出功率:通過齒輪型的行星轉(zhuǎn)子以相對于定子環(huán)形齒的動態(tài)關(guān)系偏移地樞轉(zhuǎn)運動，或者交替地運動；摩擦型的行星轉(zhuǎn)子與環(huán)形齒摩擦地偏移運動。這兩種類型的行星轉(zhuǎn)子通過電磁力被推進而樞轉(zhuǎn)，所述電磁力施加在順序的一系列移動的、哨合的樞轉(zhuǎn)線上(見正交圖圖24中的60的)。根據(jù)本文所述發(fā)明的特殊實施例，PPPEM可由磁吸カ(拉)或磁斥力(推)致動。除非另有所陳述(和故意為僅有的ー個或另ー個)，否則，PPPEM是指在本發(fā)明的操作中使用推和拉電磁力。
[0011]本發(fā)明的另一目的是提供PPPEM，其具有包括軟的鐵磁芯的行星轉(zhuǎn)子，它的定子電磁鐵包括僅ー個磁吸力。
[0012]本發(fā)明的還有另一目的是提供PPPEM，其具有徑向磁鐵環(huán)的行星轉(zhuǎn)子。
[0013]本發(fā)明的還有另一目的是提供PPPEM，其具有管狀、徑向磁鐵的行星轉(zhuǎn)子。
[0014]本發(fā)明的還有另一目的是提供行星式推力電動機，其具有徑向磁鐵環(huán)的行星轉(zhuǎn)子。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供PPPEM，其中，定子磁力徑向地推和/或拉在外嚙合樞轉(zhuǎn)接觸線上的行星轉(zhuǎn)子軸線。
[0016]本發(fā)明的還有另一目的是提供PPPEM，其具有徑向磁鐵環(huán)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子利用推和拉電磁力運行以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的行星轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子齒輪形成一體，轉(zhuǎn)子齒輪嚙合在定子環(huán)形齒輪上，在定子和轉(zhuǎn)子齒輪之間形成的移動的嚙合樞轉(zhuǎn)接觸線上生成轉(zhuǎn)矩。
[0017]本發(fā)明的還有另一目的是提供PPPEM，其具有封裝在軟的鐵磁性殼體內(nèi)的一系列定子電磁鐵而形成內(nèi)芯，當PPPEM被致動時，內(nèi)芯將來自各個封裝的電磁鐵的磁通集中朝向一系列固定電磁鐵的各個工作面(激活面)，盡可能靠近行星轉(zhuǎn)子。
[0018]本發(fā)明的還有另一目的是提供內(nèi)置行星嚙合，其中，定子是磁鐵環(huán)形齒輪，而轉(zhuǎn)子是行星齒輪。
[0019]本發(fā)明的另ー目的是提供無需添加齒輪箱的PPPEM。
[0020]本發(fā)明的還有另一目的是提供PPPEM，其具有內(nèi)置、半-雙-級的行星齒輪。
[0021]本發(fā)明的還有另一目的是提供偏心浮動軸，由行星轉(zhuǎn)子朝向定子徑向地承載。
[0022]本發(fā)明的另一目的是提供行星式拉カ電動機，其具有零齒隙機構(gòu)，由定子和轉(zhuǎn)子之間的磁性拉カ承載。
[0023]本發(fā)明的還有另一目的是提供PPPEM，其具有由彈簧承載的零齒隙機構(gòu)，彈簧徑向施力于行星轉(zhuǎn)子齒輪使其抵靠在定子齒輪上。
[0024]本發(fā)明的另一目的是提供PPPEM，其具有內(nèi)置的、特大的行星轉(zhuǎn)子齒輪。
[0025]本發(fā)明的還有另一目的是提供氣隙幾乎為零的高效PPPEM。
[0026]本發(fā)明的另ー目的是提供帶有偏心行星轉(zhuǎn)子的PPPEM，用于包括全部PPPEM中僅一部分的特殊應(yīng)用中。
[0027]本發(fā)明的還有另一目的是提供帶有偏心安裝的行星轉(zhuǎn)子的PPPEM，行星轉(zhuǎn)子在外部環(huán)形定子中用于推-拉電磁鐵操作。
[0028]本發(fā)明的還有另一目的是提供帶有行星轉(zhuǎn)子的PPPEM，其對設(shè)置有側(cè)向可移動螺母的、固定附連的且可轉(zhuǎn)動的導螺桿提供無齒輪傳動的控制，該螺母附連到需要用于簡單前后運動的機構(gòu)的裝置上。
[0029]因此，提供一種行星式推-拉電動機(下文中稱作:“PPPEM”)，其包括:
[0030]固定安裝在行星電動機中心軸線上的環(huán)形定子，其中，中心軸線限定環(huán)形定子的中心線；[0031]行星轉(zhuǎn)子，其布置成磁性地可移動，且可轉(zhuǎn)動地安裝在相對于環(huán)形定子中心線偏心的轉(zhuǎn)子軸線上；
[0032]圍繞環(huán)形定子中心線徑向地安裝的一系列電磁鐵，當一系列電磁鐵被激活時，在行星轉(zhuǎn)子的磁場的作用下產(chǎn)生徑向磁力，
[0033]傳動裝置，其傳遞偏心的行星轉(zhuǎn)子軸線的轉(zhuǎn)動，直接將動カ傳遞給PPPEM的輸出軸，
[0034]其中，當一系列電磁鐵被激活時，產(chǎn)生了徑向的推-拉磁力，磁性地推動行星轉(zhuǎn)子，使其與一系列電磁鐵中的至少ー個電磁鐵靠近地徑向接觸，這樣，行星轉(zhuǎn)子依次從靠近的切向接觸樞轉(zhuǎn)到鄰近的切向接觸，從而使行星轉(zhuǎn)子實現(xiàn)圍繞偏心轉(zhuǎn)子軸線的連續(xù)的滾動運動，并形成轉(zhuǎn)動カ矩，如此的運動被轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動運動，當利用轉(zhuǎn)動傳動裝置將該轉(zhuǎn)動施加到PPPEM的輸出軸上吋，該轉(zhuǎn)動運動提供從PPPEM輸出的動カ源。
[0035]從附圖和文中所包含的描述中，將會明白到本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]為了參照本發(fā)明的實施例更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)參照附圖，其中，相同的附圖標記表示對應(yīng)元件或部分，附圖中:
[0037]圖1示出典型的現(xiàn)有技術(shù)的電動機，其構(gòu)造有內(nèi)部安裝的定子和外部安裝的轉(zhuǎn)子;
[0038]圖2A示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例構(gòu)造的帶有拉磁極的PPPEM的橫截面圖；
[0039]圖2B在另ー視圖中示出根據(jù)本發(fā)明原理的圖2A中的PPPEM的運行；
[0040]圖2C是圖2A和2B的PPPEM的主要部件的正交的局部剖切圖；
[0041]圖3是本發(fā)明另ー實施例的正交的局部剖切圖，該實施例提供高的齒輪減速比；
[0042]圖4是本發(fā)明另ー實施例的正交的局部剖切圖，該實施例顯示低的齒輪減速比；
[0043]圖5是本發(fā)明另ー替代實施例的正交的局部剖切圖，其中，PPPEM包括外部的偏心安裝的轉(zhuǎn)子環(huán)形齒輪，該齒輪與內(nèi)部的定子齒輪相嚙合；
[0044]圖6是本發(fā)明另ー實施例的正交的局部剖切圖；
[0045]如7A是本發(fā)明另ー替代實施例的正交的局部剖切圖，顯示ー種PPPEM，其外部安裝的定子設(shè)置有環(huán)形齒輪，該齒輪直徑大于內(nèi)部安裝的圓柱形轉(zhuǎn)子芯的直徑，圓柱形轉(zhuǎn)子芯同軸地配裝在ー對特大的轉(zhuǎn)子齒輪上，該轉(zhuǎn)子齒輪與定子齒輪相嚙合。
[0046]圖7B是圖7A的PPPEM的軸向剖視圖，顯示徑向安裝的電磁鐵的布置；
[0047]圖8A是圖7A的PPPEM的正交局部剖切圖，僅是為了方便起見，連同兩種類型的抗齒隙的機構(gòu)一起顯示(如圖8B和8C中詳示)；
[0048]圖SB示出圖8A的可調(diào)整的螺釘抗齒隙的特征；
[0049]圖SC示出圖8A的可調(diào)整的彈簧型抗齒隙的特征；
[0050]圖9A是設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的設(shè)置有管狀的徑向磁體環(huán)的PPPEM的首1J視圖;
[0051]圖9B是圖9A的內(nèi)部轉(zhuǎn)子的剖視詳圖，顯示管狀的徑向磁體環(huán)；
[0052]圖9C是圖9A/B的PPPEM的剖視圖，顯示驅(qū)動根據(jù)本發(fā)明原理的內(nèi)部安裝的行星轉(zhuǎn)子的磁力操作的示范方式；[0053]圖9D是圖9A/B/C的PPPEM的剖視圖，顯示驅(qū)動根據(jù)本發(fā)明原理的徑向磁力操作；
[0054]圖10是PPPEM的剖視圖，借助于舉例，該PPPEM設(shè)置有一種根據(jù)本發(fā)明原理的機構(gòu)，該機構(gòu)用來探測和測量行星轉(zhuǎn)子速度和轉(zhuǎn)動方向、凸輪軸-定子的相對位置，以及轉(zhuǎn)子-定子的定向；
[0055]圖11是本發(fā)明另ー實施例的正交的局部剖切圖，顯示帶有偏心的無齒輪傳動的摩擦轉(zhuǎn)子的PPPEM ；
[0056]圖12A示出本發(fā)明另一實施例中的摩擦PPPEM的正交局部剖切圖；
[0057]圖12B是圖12A的電動機的正交剖視圖，顯示行星轉(zhuǎn)子構(gòu)造的細節(jié)；
[0058]圖13A是設(shè)置有徑向彈簧和管狀軸承件以促進零齒隙的PPPEM另ー實施例的剖切圖和放大的詳圖；
[0059]圖13B是典型的徑向壓縮彈簧的作用的詳圖，壓縮彈簧有助于轉(zhuǎn)子齒輪的齒輪齒和如圖13A所示的定子環(huán)形齒輪之間的有效嚙合；
[0060]圖14是本發(fā)明另ー實施例中的PPPEM的正交剖視圖，該PPPEM利用具有柔性聯(lián)接器的行星轉(zhuǎn)子，以使偏心的轉(zhuǎn)子輸出軸與定子軸線再同軸對齊，以便通過輸出軸進行傳輸;
[0061]圖15A是根據(jù)本發(fā)明另一實施例構(gòu)造的具有E形外形的固定器封裝的電磁鐵的正交詳圖；
[0062]圖15B是圖15A的包括一系列單一、封裝電磁鐵的PPPEM的剖視圖，其徑向地設(shè)置在外部安裝的定子內(nèi)；
[0063]圖15C是正交圖，顯示圖15B的PPPEM的帶有一系列封裝的E形外形電磁鐵的環(huán)形定子細節(jié)；
[0064]圖16是本發(fā)明另ー實施例的剖視圖，該實施例的PPPEM包括帶有內(nèi)部安裝的可轉(zhuǎn)動地附連到偏心可轉(zhuǎn)動的凸輪軸的行星轉(zhuǎn)子，以及與行星轉(zhuǎn)子的接觸位置保持最小距離的外部安裝的定子；
[0065]圖17A是現(xiàn)有技術(shù)電動機的正交圖，電動機通過與現(xiàn)有技術(shù)齒輪箱中的齒輪連接而連接到導螺桿軸上；
[0066]圖17B是根據(jù)本發(fā)明原理的PPPEM的正交局部剖切圖，該PPPEM構(gòu)造有無齒輪傳動的行星轉(zhuǎn)子，用以直接運行導螺桿軸；
[0067]圖18A示出典型的現(xiàn)有技術(shù)U形的固定電磁鐵的總體示意圖；
[0068]圖18B示出典型的現(xiàn)有技術(shù)E形的固定電磁鐵的總體示意圖；
[0069]圖19A和圖19B示出PPPEM的典型的兩級操作，該PPPEM具有一系列U形外形的內(nèi)芯，井根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造；
[0070]圖20A和圖20B示出PPPEM的典型的兩級操作，該PPPEM具有一系列E形外形的內(nèi)芯，井根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造；
[0071]圖21A和21B分別示出現(xiàn)有技術(shù)環(huán)形磁體的前面和背面，顯示軸向定向的各面的相對極；
[0072]圖22示出本發(fā)明另一實施例的正交的剖視圖；
[0073]圖23是本發(fā)明還有另一實施例的正交的局部剖視圖；
[0074]圖24是本發(fā)明另ー實施例的無齒輪傳動的PPPEM的正交的剖視圖；[0075]圖25是本發(fā)明還有另一實施例的正交的局部剖視圖；
[0076]圖26是本發(fā)明優(yōu)選實施例的正交剖視圖。
【具體實施方式】
[0077]參照附圖，圖1示出典型的現(xiàn)有技術(shù)的電動機20的總體示意圖，電動機設(shè)置有有內(nèi)部安裝的定子22和外部安裝的轉(zhuǎn)子24，定子22具有電磁線圈12、14，而轉(zhuǎn)子24包括交替鄰近的標記為北(N)和南(S)的磁極。轉(zhuǎn)子24和定子22的軸同軸在點30處，并在該點30處直接沿著同樣的軸線輸出到驅(qū)動軸(未示出)。
[0078]當現(xiàn)有技術(shù)的電動機20被致動時，根據(jù)相對磁極互相吸引的物理原理，定子22的電磁線圈14處的南(S)磁極各自吸引轉(zhuǎn)子24上的最靠近的北(N)磁極，力圖“曳拉”轉(zhuǎn)子24的北(N)磁極更靠近定子22上與其最靠近的相對磁性的對應(yīng)體。當極性反過來時，線圈12處的北(N)磁極以與定子22上與其相對極性的對應(yīng)體同樣的方式運作。
[0079]曳拉磁力線用S形箭頭26表示。該S形箭頭26企圖伸直，由于磁力線總是趨于沿最短可能路徑移動，因此，造成轉(zhuǎn)子24圍繞轉(zhuǎn)子24和定子22之間固定的共用的中心軸線30轉(zhuǎn)動，并推動轉(zhuǎn)子24沿如箭頭32所示的順時針方向轉(zhuǎn)動。
[0080]霍爾效應(yīng)傳感器34設(shè)置在轉(zhuǎn)子24附近，當現(xiàn)有技術(shù)的電動機20運行時，用以測
量磁通量。
[0081]圖2A示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例構(gòu)造的PPPEM的剖視圖。
[0082]PPPEM36包括:具有定子環(huán)形齒輪40的外部安裝的定子38、由定子包殼44包圍并容納在定子包殼44內(nèi)的一系列徑向安裝的電磁鐵42。PPPEM36還包括具有行星齒輪48的內(nèi)部安裝的行星轉(zhuǎn)子46。PPPEM36的軸線與定子軸線52同軸，即，與輸出軸(未示出)對齊，而轉(zhuǎn)子軸線50偏離很小的程度，用偏心隙54 (相対的箭頭)表示，使得行星轉(zhuǎn)子齒輪48相對于定子齒輪40偏心地設(shè)置。
[0083]應(yīng)注意，為清晰起見，兩軸線50、52用位于轉(zhuǎn)子46中心區(qū)域內(nèi)的放大的點來表示。
[0084]在電磁鐵42的運作過程中，當磁性拉カ被激發(fā)時，通過轉(zhuǎn)子齒輪48在移動的樞轉(zhuǎn)接觸線60 (顯示為用深黑箭頭表示的點)上行星地轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生輸送到輸出軸(未示出)的動力。
[0085]在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，行星轉(zhuǎn)子46和定子38均用軟鐵制造。
[0086]轉(zhuǎn)子齒輪48和定子環(huán)形齒輪40在運行過程中彼此不直接實體地接觸，通過控制和優(yōu)化地減小定子38和行星轉(zhuǎn)子46之間的空氣隙，齒輪40、48僅是用來改善齒輪40、48之間的磁性吸力，在由定子電磁鐵產(chǎn)生的激活磁力的推動力作用下，推動行星轉(zhuǎn)子46順序地從ー個嚙合樞轉(zhuǎn)接觸線60移動到另ー個接觸線(見圖2B)。提供具有高拉伸強度的另ー附加行星齒輪組(未示出)，用以保持轉(zhuǎn)子齒輪48和定子環(huán)形齒輪40之間幾乎不接觸的狀態(tài)，正是該齒輪組產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩并將轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)诫妱訖C輸出軸(未不出)。
[0087]圖2B在軸向剖視圖中示出根據(jù)本發(fā)明原理的圖2A的PPPEM的運作。
[0088]當PPPEM36被致動時，與轉(zhuǎn)子齒輪48形成一體的行星轉(zhuǎn)子46被磁性地拉向定子環(huán)形齒輪40，行星轉(zhuǎn)子46趨于在電磁鐵42a處的移動接觸樞轉(zhuǎn)線60 (用小的深黑箭頭表示)上以滾動運動方式樞轉(zhuǎn)(在該運行階段，電磁鐵42k和421不投入使用)，以在轉(zhuǎn)子齒輪48上產(chǎn)生滾動運動的力。下一順序的和鄰近的電磁鐵42b用N (=北磁極)標記顯示，該電磁鐵的磁極面向行星轉(zhuǎn)子46，致動該電磁鐵42b以吸引和曳拉行星轉(zhuǎn)子46和一體的轉(zhuǎn)子齒輪48，以使行星轉(zhuǎn)子46繼續(xù)其行星滾動運動。電磁鐵42c現(xiàn)對行星轉(zhuǎn)子46的滾動運動呈較大程度的控制，這是因為電磁鐵42c不斷靠近轉(zhuǎn)子齒輪48，而轉(zhuǎn)子齒輪48現(xiàn)滾動遠離ー個樞轉(zhuǎn)接觸線60，滾動到下一接觸線(箭頭58)，依此類推，持續(xù)地滾動運動而產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩力，該力足以驅(qū)動PPPEM36的輸出軸(未示出)。
[0089]在另ー操作模式中，行星轉(zhuǎn)子46可保持在平衡的穩(wěn)態(tài)中。再參照圖2B，當PPPEM36運行時，通過吸引轉(zhuǎn)子齒輪48朝向轉(zhuǎn)子齒輪48和定子環(huán)形齒輪40之間的移動嚙合的接觸樞轉(zhuǎn)線60 —側(cè)上的電磁鐵,使來自電磁鐵42k和421的磁力(由N-S磁極表不)形成移動的可能的接觸樞轉(zhuǎn)線64、62 (各自用箭頭表示)。同時，來自電磁鐵42b和42c的相等的磁力(由N-S磁極表示)也作用在轉(zhuǎn)子齒輪48上，以吸引其朝向移動的接觸樞轉(zhuǎn)線60另ー側(cè)上的移動的可能的接觸樞轉(zhuǎn)線58、56 (用各自箭頭表示)，從而提供磁力(顯示為N-S磁極)之間的平衡，并因此使轉(zhuǎn)子46保持在平衡的穩(wěn)態(tài)中，以用于需要敏感定位控制的應(yīng)用中。
[0090]圖2C是圖2A/B中PPPEM的主要部件的正交軸向剖視圖，顯示行星轉(zhuǎn)子齒輪48與定子齒輪40嚙合的細節(jié)，由于圍繞環(huán)形定子38徑向地安裝的一系列電磁鐵42a/b/c...k/I的作用，造成了行星轉(zhuǎn)子齒輪48與定子齒輪40的嚙合。當電磁鐵42b和42c —起被激活時，行星轉(zhuǎn)子46被推動而朝向磁性拉力作順時針方向的回轉(zhuǎn)(由N-S磁極表不)，并遠離已經(jīng)停止激活的電磁鐵42a。轉(zhuǎn)子齒輪48移動而以約為1:10的單級比例，行星地嚙合在定子齒輪40上(如前所述)。
[0091]圖3是本發(fā)明還有另一實施例的正交局部剖切圖，該實施例包括PPPEM，該PPPEM具有外部安裝的環(huán)形定子；與主和次級階躍齒輪形成一體的兩級內(nèi)部安裝的行星轉(zhuǎn)子；以及與輸出軸形成一體并提供高的齒輪減速比的齒輪環(huán)。
[0092]PPPEM66包括容納在包殼44內(nèi)的外部安裝的環(huán)形定子38、以及圍繞帶有一體的定子齒輪40的環(huán)形定子38軸向地布置的一系列電磁鐵42b/c。兩級行星轉(zhuǎn)子68沿著轉(zhuǎn)子軸線50同軸地轉(zhuǎn)動，行星轉(zhuǎn)子68的次級階躍齒輪76與較大的行星轉(zhuǎn)子齒輪70形成一體。
[0093]這種兩級階躍齒輪結(jié)構(gòu)是這樣補償偏心度的，即，通過環(huán)形定子38和輸出軸74的同軸定子軸線52，而不是通過偏心的轉(zhuǎn)子軸線50來返回最終的轉(zhuǎn)動動カ輸出。由于與輸出軸74形成一體的輸出軸齒輪環(huán)72直接與次級階躍齒輪76嚙合，所以提供了高的傳動比，例如，傳動比的量級為1:150。
[0094]圖4是本發(fā)明另ー實施例的正交視圖。PPPEM78包括外部安裝的環(huán)形定子38和一體的定子齒輪40，環(huán)形定子38設(shè)置有一系列電磁鉄，諸如42b/c，它們軸向地布置，當PPPEM78運行時，來自轉(zhuǎn)子環(huán)82的主行星轉(zhuǎn)子齒輪80圍繞定子齒輪40回轉(zhuǎn)。同時，與輸出軸73形成一體的行星輸出軸齒輪84與次階躍磁輪86相嚙合，以給定比例向輸出軸73提供旋轉(zhuǎn)運動。應(yīng)注意，定子軸線52與輸出軸73的軸線同軸，以便直接傳輸動力。
[0095]圖5是本發(fā)明另ー替代實施例的大致正交視圖，其中，PPPEM包括外部的與轉(zhuǎn)子齒輪形成一體的行星轉(zhuǎn)子環(huán)，轉(zhuǎn)子齒輪與內(nèi)部設(shè)置的定子相嚙合，該定子與定子齒輪形成一體。
[0096]PPPEM88設(shè)置有外部布置的與轉(zhuǎn)子齒輪92 —體形成的行星環(huán)形轉(zhuǎn)子90，其圍繞定子94所固定的定子軸線52偏心地轉(zhuǎn)動。定子94包括一系列圍繞定子芯96軸向地布置的電磁鐵42。當PPPEM88運行吋，相對于樞轉(zhuǎn)接觸線60成約90度角度地定位的電磁鐵42，推動行星轉(zhuǎn)子齒輪92與在臨時的、移動的嚙合樞轉(zhuǎn)線60上的定子齒輪98相嚙合，并根據(jù)本發(fā)明原理圍圍繞定子94在偏心轉(zhuǎn)子軸線50處轉(zhuǎn)動。輸出動力通過連接到定子軸(未示出)的輸出軸(未示出)遞送，這兩個軸都與定子軸線52對齊。
[0097]圖6是本發(fā)明另ー實施例的大致正交視圖。PPPEM100包括內(nèi)部安裝且居中設(shè)置的定子94，該定子94具有芯96并設(shè)置有齒輪98，齒輪98與中間定位的行星轉(zhuǎn)子環(huán)104的第一內(nèi)齒輪102相嚙合，行星轉(zhuǎn)子環(huán)104的軸線50偏心于定子軸線52。轉(zhuǎn)子環(huán)104設(shè)置有第ニ外齒輪106，齒輪106同時接合和嚙合外部安裝的輸出環(huán)110的輸出環(huán)形齒輪108，輸出環(huán)110的軸線(未示出)同心于定子軸線52，因而當PPPEM100根據(jù)本發(fā)明原理運行時，可將偏心轉(zhuǎn)動カ返回而直接推動驅(qū)動軸(未示出)。
[0098]圖7A是本發(fā)明另ー替代實施例的正交局部剖切圖。
[0099]PPPEM114包括直徑相當大的特大型外部安裝的定子116，其設(shè)置在定子包殼118內(nèi)，并設(shè)置有ー對定子環(huán)形齒輪120。圍繞支承圓形法蘭124—體形成的是ー對內(nèi)部的直徑相當大的特大型行星轉(zhuǎn)子環(huán)形齒輪122。轉(zhuǎn)子環(huán)形齒輪122具有的直徑比轉(zhuǎn)子芯126的直徑大。
[0100]一系列電磁鐵42圍繞定子116徑向地布置，當PPPEM114運行時，電磁鐵賦予行星轉(zhuǎn)子126和轉(zhuǎn)子環(huán)形齒輪122連續(xù)的滾動運動。轉(zhuǎn)子軸線50偏心于定子軸線52，如偏移間隙54所示。
[0101]應(yīng)該注意到，考慮到カ矩、速度，或直徑-厚度之比等方面，轉(zhuǎn)子行星齒輪也可具有行星式的嚙合，該嚙合小于其轉(zhuǎn)子的嚙合，并可結(jié)合合適的體積較小的定子環(huán)形齒輪運行。
[0102]圖7B是圖7A的PPPEM114的局部剖切的軸向視圖，顯示一系列徑向安裝的電磁鐵42的軸向布置外形。定子環(huán)形齒輪120顯示為大尺寸，但這僅是為了示例而已，因為定子環(huán)形齒輪也可具有比轉(zhuǎn)子齒輪直徑小的直徑，齒輪的嚙合如圖7A描述中所解釋。
[0103]圖8A是圖7的PPPEM114的正交剖切圖，僅為了方便起見，PPPEM114顯示為設(shè)置有兩個根據(jù)本發(fā)明另ー實施例的替代類型的抗齒隙機構(gòu)(如圖8B和SC詳示)。PPPEMl 14設(shè)置有至少ー對抗齒隙機構(gòu)128、130，它們圍繞轉(zhuǎn)子法蘭124的軸線設(shè)置在法蘭的外表面上。一種類型的抗齒隙機構(gòu)包括一對可調(diào)的螺釘128。替代地，另ー類型的抗齒隙機構(gòu)是ー對弧形的壓縮彈簧130。在實際做法中，至少ー對中僅ー個機構(gòu)128或另ー個機構(gòu)130會被用來控制或消除行星嚙合的齒隙。
[0104]圖SB是圖8A的帶有轉(zhuǎn)子齒輪122的轉(zhuǎn)子法蘭124的軸向視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明原理的第一種抗齒隙機構(gòu)的布置。壓縮螺釘128可在相應(yīng)的弧形狹槽內(nèi)調(diào)整，狹槽平行于法蘭124的圓周定向，并離轉(zhuǎn)子軸線50等距離?？过X隙機構(gòu)成對布置，以在轉(zhuǎn)動時達到平衡，例如，當由PPPEM (未示出)推動時，沿弧形箭頭132的方向順時針轉(zhuǎn)動。
[0105]圖SC是圖8A的轉(zhuǎn)子的軸向圖，顯示根據(jù)本發(fā)明原理的第二種抗齒隙機構(gòu)的布置。成對的壓縮彈簧130軸向地容納在其相應(yīng)的轉(zhuǎn)子法蘭124的弧形凹槽內(nèi)。由于等距離地定位在轉(zhuǎn)子軸線50的相對側(cè)上，以在轉(zhuǎn)子齒輪122轉(zhuǎn)動時消除行星嚙合的齒隙，因此成對的抗齒隙機構(gòu)130 (以及成對的可調(diào)整螺釘128)可在轉(zhuǎn)子法蘭124上達到平衡。
[0106]圖9A是設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明另一實施例的管狀、徑向磁體環(huán)的PPPEM的剖視圖。
[0107]PPPEMl34設(shè)置有外部安裝的環(huán)形定子38，其包含一系列徑向安裝的電磁鐵42a/b/c…j/k/1,并與定子齒輪40形成一體,全部電磁鐵均封裝在外殼包殼44內(nèi)。
[0108]內(nèi)部的偏心安裝的行星轉(zhuǎn)子136包括轉(zhuǎn)子齒輪140，其與座落在轉(zhuǎn)子芯142上的磁性轉(zhuǎn)子環(huán)138 —體形成。轉(zhuǎn)子齒輪140與定子齒輪40相嚙合，并在PPPEM134運行時圍繞偏心轉(zhuǎn)子軸線50轉(zhuǎn)動。管狀的徑向磁體144是轉(zhuǎn)子殼142的一部分，這些徑向磁體144附連到行星轉(zhuǎn)子136，并與轉(zhuǎn)子軸線50同心。應(yīng)注意，北磁極(N)定向成徑向地指向外，而南磁極(S)因此指向轉(zhuǎn)子軸線50。
[0109]當定子電磁鐵42j、42k和421通電時，它們的北磁極(N)指向定子軸線52，同吋，管狀的徑向磁體144定向成使北磁極(N)與定子電磁鐵42j、42k和421的相同磁極之間的形成斥力。因此，產(chǎn)生推力146 (箭頭)，其推動行星轉(zhuǎn)子136在移動的樞轉(zhuǎn)接觸線60上樞轉(zhuǎn)，而行星轉(zhuǎn)子齒輪140和定子環(huán)形齒輪40相嚙合。
[0110]同時地,定子電磁鐵42b、42c和42d在通上電以使其南磁極(S)指向管狀徑向磁體144的相対的北磁極(N)時，會造成磁性吸力。磁性拉カ148作用在與行星轉(zhuǎn)子136形成一體的行星轉(zhuǎn)子齒輪140上。因此，推-拉磁力146、148分別驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子136轉(zhuǎn)動，形成連續(xù)的滾動運動，該滾動移動使行星轉(zhuǎn)子136從移動的樞轉(zhuǎn)接觸線60前進到圍繞定子齒輪40的另ー臨時的嚙合接觸位置。
[0111]圖9B是圖9A的行星轉(zhuǎn)子136的詳細剖視圖，顯示與轉(zhuǎn)子殼體142形成一體的管狀的徑向磁體144，以及如前面參照圖9A所解釋的S和N磁極的定向。管狀的徑向磁體144內(nèi)置到轉(zhuǎn)子殼體142內(nèi)，形成為單件的單元，使給定的磁極圍繞轉(zhuǎn)子殼體142外邊緣構(gòu)造，按照各種應(yīng)用之需要，令所有同樣的磁極向內(nèi)或向外定向。
[0112]圖9C是圖9A/B的行星推-拉電動機的剖視圖，顯示驅(qū)動根據(jù)本發(fā)明原理的內(nèi)部安裝行星轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的磁性力的示范操作方式。
[0113]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，一系列定子電磁鐵42a_l可以任意順序激活。例如，定子電磁鐵42b、42c和42d在圖9C中顯示為被激活，其北磁極(N)指向徑向向外。同時，定子電磁鐵42j、42k和421被激活，其北磁極(N)指向徑向向內(nèi)。磁性力的該種組合(由標以N或S的磁極表示)推動轉(zhuǎn)子136圍繞移動的樞轉(zhuǎn)接觸線60沿順時針方向樞轉(zhuǎn)，其中，轉(zhuǎn)子齒輪140和定子齒輪40臨時達到彼此平衡地嚙合接觸，直到上述電磁鐵42被致動為止。
[0114]同樣地，可利用相同的這樣六個電磁鐵來使轉(zhuǎn)子136逆時針方向轉(zhuǎn)動，其中，定子電磁鐵42j斷開,而42k、421通電,使其北磁極(N)指向徑向向外,而定子電磁鐵42b、42c和42d同時被激活，使其北磁極(N)指向徑向并向內(nèi)。
[0115]在定子電磁鐵42激活的其它的組合和順序中，它們的偶數(shù)個電磁鐵可同時通電，這樣將提供所致動磁極之間的不同角度，以圍繞任何要求的樞轉(zhuǎn)接觸線，諸如移動的樞轉(zhuǎn)接觸線60，以ー種方式或另ー種方式樞轉(zhuǎn)行星轉(zhuǎn)子136，如在PPPEM134的各種應(yīng)用中需要的那樣。
[0116]圖9D是圖9A/B/C的PPPEM的剖視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明原理運作的徑向磁力。
[0117]與傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)電動機不同，即，在現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)動矢量對于轉(zhuǎn)子而言正接近切向轉(zhuǎn)動力，而轉(zhuǎn)子軸線與定子軸線同軸，在本發(fā)明的圖9D所示的PPPEM134中，行星轉(zhuǎn)子136和定子138之間的磁性拉カ146和推力148 (—系列箭頭)是徑向方向的，并產(chǎn)生推拉效果，其中，轉(zhuǎn)動軸線不是轉(zhuǎn)子軸線50 (端部上顯示為一點)，而是接觸線的切線，即，定子齒輪40和轉(zhuǎn)子齒輪140之間的移動的樞轉(zhuǎn)接觸線60 (顯示為一點)。[0118]圖10是根據(jù)本發(fā)明原理的PPPEM的剖視圖，例如，該PPPEM設(shè)置有探測和測量電動機參數(shù)的機構(gòu)，即測量:轉(zhuǎn)子速度和轉(zhuǎn)動方向、凸輪軸-定子的相對位置，以及相對于規(guī)定位置中樞轉(zhuǎn)接觸線的轉(zhuǎn)子-定子的定向。
[0119]PPPEM150包括外部環(huán)形定子38和位于定子殼體44內(nèi)的定子齒輪40，以及與轉(zhuǎn)子齒輪48形成一體的偏心行星轉(zhuǎn)子46。凸輪軸指示器156 (用指向下的大箭頭表示)可轉(zhuǎn)動地附連到與定子軸線52同軸的凸輪軸152，并設(shè)置成最初指向定子38和轉(zhuǎn)子46之間的嚙合接觸點60 (舉例而己)的方向。凸輪軸152例如可轉(zhuǎn)動大約24圈，在同樣的時間內(nèi)，行星轉(zhuǎn)子46卻轉(zhuǎn)過僅ー圈，因此，通過以幾倍于行星轉(zhuǎn)子46速度的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的凸輪軸152，能夠精確地探測和測量轉(zhuǎn)子速度和/或轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向，和/或轉(zhuǎn)子相對于定子38的相對位置。
[0120]單個霍爾效應(yīng)傳感器34設(shè)置在定子38上，當PPPEM150運作吋，該傳感器34用以測量系統(tǒng)內(nèi)的磁通量。至少三個小磁體154a-c定位在緊靠霍爾效應(yīng)傳感器34的凸輪軸指不器156上。當磁體154a和154c相對于磁體154b非對稱定向時,利用光學編碼器、分解器、光電ニ極管傳感器或為本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員公知的任何其它方法，可以高分辨率來測量凸輪軸的速度和轉(zhuǎn)動方向，以及凸輪軸-定子的絕對定向。
[0121]替代地，可提供數(shù)字轉(zhuǎn)換器(未示出)，將指示器156提供的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為方便的數(shù)字形式，可在本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員熟知的標準監(jiān)視器屏上顯示出來。
[0122]圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的正交局部剖切圖。PPPEM160包括外部的無齒輪傳動的摩擦定子164和內(nèi)部安裝的偏心無齒輪傳動的摩擦行星轉(zhuǎn)子162。
[0123]在該摩擦嚙合的概念中，至少ー對摩擦環(huán)158的直徑可略微小于定子內(nèi)直徑，因此，轉(zhuǎn)子-定子的偏心距將會非常小，而轉(zhuǎn)子-定子的氣隙也將非常小。磁性互相作用カ將較強，凸輪軸-轉(zhuǎn)子之比因此較高。
[0124]當PPPEM160運作時，轉(zhuǎn)子162圍繞軸線50偏心地轉(zhuǎn)動，與定子軸線52偏移間隙
54。轉(zhuǎn)子162設(shè)置有至少ー對摩擦環(huán)158。該構(gòu)造使轉(zhuǎn)子-定子之比增加到大約1:100。
[0125]定子164設(shè)置有一系列電磁鐵42,它們圍繞與輸出軸(未不出)同軸的定子軸線52徑向地布置。定子164容納在定子殼體44內(nèi)，定子殼體44也方便地用來容納PPPEM160。
[0126]圖12A示出本發(fā)明還有另ー實施例中的摩擦型PPPEM的正交局部剖切圖。PPPEM166包括外部的摩擦定子164，其設(shè)置有圍繞定子軸線(未示出)徑向地布置的一系列電磁鐵42，其形成PPPEM166的中心線。定子164容納在包殼44內(nèi)，該包殼也用于方便地容納PPPEM166。行星摩擦轉(zhuǎn)子162設(shè)置有至少ー對如PPPEM160那樣的摩擦環(huán)158 (見圖11)。
[0127]提供偏心凸輪軸170 (見圖13A中的細節(jié))和管狀軸承件176，來維持行星摩擦轉(zhuǎn)子162和定子164的軸線50、52 (見圖11)之間的偏心間隙54 (見圖11)，并還在偏心凸輪軸170和行星摩擦轉(zhuǎn)子162轉(zhuǎn)動過程中減小摩擦，當PPPEM166運作時，偏心凸輪軸170和行星摩擦轉(zhuǎn)子162是主要轉(zhuǎn)動元件。這些轉(zhuǎn)動元件各以不同速度轉(zhuǎn)動,但它們都是動態(tài)平衡的。
[0128]偏心凸輪軸170具有雙D截面外形，其滑動地配合軸承填料座178處的內(nèi)雙D開ロ。該特殊機構(gòu)使凸輪軸170和軸承座保持在同一定向，但允許轉(zhuǎn)子162朝向定子164的徑向運動，以產(chǎn)生傳遞行星嚙合轉(zhuǎn)矩所需的摩擦接觸。
[0129]PPPEM166還設(shè)置有至少ー對軸向安裝的徑向壓縮彈簧172，該彈簧被預加載，以對于特定的轉(zhuǎn)矩傳遞所需的理想摩擦カ而言，確保在預定載荷下有效的轉(zhuǎn)子-定子的嚙合。該至少ー對壓縮彈簧172分別配裝于容納在偏心凸輪軸170內(nèi)的匹配的彈簧靴元件174，以在轉(zhuǎn)子162和定子164之間的移動的樞轉(zhuǎn)接觸線60處(見圖12B)將壓カ施加到行星摩擦轉(zhuǎn)子162上，該壓カ隨行星摩擦轉(zhuǎn)子162的轉(zhuǎn)動而變化。封裝壓縮彈簧172和彈簧靴元件174的是軸承件座178，其在行星摩擦轉(zhuǎn)子162轉(zhuǎn)動過程中使壓縮彈簧172保持徑向地定向。
[0130]圖12B是圖12A電動機的正交局部剖切圖，顯示轉(zhuǎn)子構(gòu)造的細節(jié)。PPPEM166顯示為設(shè)置有兩個轉(zhuǎn)動元件:偏心凸輪軸170和帶有至少ー對摩擦環(huán)158的行星摩擦轉(zhuǎn)子162。凸輪軸170偏心地安裝，以使行星摩擦轉(zhuǎn)子162在規(guī)定間隙54處(見圖11)與摩擦定子164的定子軸線52 (見圖11)偏離。偏心凸輪軸170還使形成為轉(zhuǎn)子軸線50 (見圖11)的轉(zhuǎn)動中心線保持在離定子軸線52的規(guī)定偏離處(見圖11)。兩個轉(zhuǎn)動元件170、162可彼此獨立地和以不同速度自由地轉(zhuǎn)動。
[0131]提供管狀的軸承件176，用以減小兩者之間的轉(zhuǎn)動摩擦力。如圖12A所示，可見ー對壓縮彈簧172，其外形可容納在偏心凸輪軸170內(nèi)。注意，移動的樞轉(zhuǎn)接觸線60位于行星摩擦轉(zhuǎn)子162和定子164之間，行星摩擦轉(zhuǎn)子162和定子僅通過摩擦環(huán)158相接觸。其它元件在前面參照圖12A描述過。
[0132]圖13A是PPPEM另ー實施例的剖視和放大詳圖，該PPPEM設(shè)置有齒輪、徑向彈簧和促進零齒隙的管狀軸承件。
[0133]PPPEM180包括與內(nèi)部定子齒輪40形成一體的外部安裝的環(huán)形齒輪38，PPPEM180設(shè)置有一系列封裝在定子包殼44內(nèi)的電磁鐵42。行星齒輪電動機180還包括與行星轉(zhuǎn)子齒輪48形成一體的內(nèi)部安裝的軟鋼行星轉(zhuǎn)子190，以及居中地安裝在行星轉(zhuǎn)子190內(nèi)的管狀軸承件176。借助于圖示的行星轉(zhuǎn)子齒輪48和定子齒輪40之間的偏心關(guān)系，移動的嚙合樞轉(zhuǎn)線60 (在該軸向視圖中顯示為一點)表示行星轉(zhuǎn)子齒輪48和定子齒輪40之間最接近的靠攏。
[0134]管狀軸承件176在詳細的放大圖中顯示為含有軸承186，其被限制在分別為內(nèi)壁和外壁182和184之間。偏心凸輪軸170設(shè)置有至少ー對壓縮彈簧172，彈簧分別安裝在倒置的T形彈簧靴元件174上，彈簧靴元件174通過固定填料座178保持就位。
[0135]—對彈簧靴兀件174定向成囿于凸輪軸170和固定填料座178內(nèi)，通過一對壓縮彈簧172的彈簧力，將徑向推力朝向內(nèi)軸承外殼182作用。設(shè)置小間隙192，以便于壓縮彈簧172伸展，彈簧172沿著行星轉(zhuǎn)子190所作的行星運動的路徑在任何嚙合樞轉(zhuǎn)線上施加正向力，例如，在行星轉(zhuǎn)子齒輪48上的嚙合樞轉(zhuǎn)線60。
[0136]在PPPEM180運作時，當行星轉(zhuǎn)子齒輪48例如與典型的嚙合樞轉(zhuǎn)線60處的定子環(huán)形齒輪40完全嚙合時，成對壓縮彈簧172的向下徑向伸展運動和彈簧靴元件174生成的運動，促進齒隙為零。
[0137]圖13B是成對的典型的徑向壓縮彈簧172中一個彈簧作用的簡化示意圖(見圖13A和詳圖)。如箭頭188所示，壓縮彈簧172連同行星轉(zhuǎn)子190—起朝向定子齒輪40自由地移動，以消除齒輪嚙合所造成的可能的齒隙，并在齒輪接合和嚙合時，調(diào)整齒輪40、48之間的偏心度。
[0138]圖14是本發(fā)明另ー實施例中的PPPEM的剖視圖，該PPPEM使用具有柔性聯(lián)接器的行星轉(zhuǎn)子，以與轉(zhuǎn)子輸出軸與定子軸線同軸對齊，以便直接傳輸動力。
[0139]PPPEM200包括外部安裝的無齒輪傳動的定子164，定子設(shè)置有安裝在線圈芯196上的一系列電磁鐵42。一系列電磁鐵42圍繞形成PPPEM200中心線的定子軸線52徑向地布置。
[0140]內(nèi)部安裝的無齒輪傳動的行星轉(zhuǎn)子162設(shè)置有至少ー對弾性體摩擦環(huán)158，以建立起恒定的滾動力，臨時顯示為無齒輪傳動的行星轉(zhuǎn)子162和無齒輪傳動的定子164之間的樞轉(zhuǎn)接觸線62。偏心的轉(zhuǎn)子軸線50經(jīng)過偏心的凸輪軸168，但對準成遇到和連接到傾斜的聯(lián)接桿202，轉(zhuǎn)子軸線50通過轉(zhuǎn)子法蘭204，并然后通過第一柔性聯(lián)接器206a。
[0141]聯(lián)接桿202和輸出軸74之間的連接是通過第二柔性聯(lián)接器206b實現(xiàn)的，該第二柔性聯(lián)接器206b使PPPEM200的軸線從偏心轉(zhuǎn)子軸線50通過PPPEM200近端處的凸輪軸169恢復，顯示為與定子軸線52和輸出軸74對齊。輸出軸74的中心線因此與定子軸線52同軸，輸出軸74沿著兩者之間的公共軸線接受直接的動カ傳輸。
[0142]柔性聯(lián)接器206a/b的整個機構(gòu)和連接桿202有利地容納在管狀軸承件176內(nèi)，該管狀軸承件176同軸地設(shè)置在行星的無齒輪傳動的轉(zhuǎn)子162內(nèi)，以減小移動零件之間的摩擦。柔性聯(lián)接器206a/b可以是為本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員熟知的任何類型。
[0143]圖15A是帶有根據(jù)本發(fā)明另ー實施例構(gòu)造的一體的E形外形內(nèi)芯的固定封裝的電磁鐵的正交詳圖。
[0144]單個電磁鐵208包括纏繞在E形外形的殼體210的中心臂212上的繞組214。
[0145]應(yīng)該指出的是，電磁鐵芯總體上可構(gòu)造成C形、U形或E形外形，這為本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員所公知，以適應(yīng)不同數(shù)量的線圈繞組，從不同應(yīng)用中可能需要的磁通量中產(chǎn)生較大或較小的轉(zhuǎn)矩動力。這對于本發(fā)明的PPPEM各種實施例也是如此。
[0146]圖15B是圖15A的包括一系列封裝電磁鐵的PPPEM的剖視圖，該PPPEM徑向地設(shè)置在外部安裝的定子內(nèi)。
[0147]PPPEM220可以是齒輪型的(見圖2 )或是摩擦型的(見圖11)，PPPEM220根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造，并包括如圖15A詳細所示的一系列電磁鐵單元208。諸如電磁鐵208的一系列封裝的電磁鐵優(yōu)化了環(huán)形定子216的體積，通過將電磁鐵封裝在E形外形的軟金屬殼體210內(nèi)而容納下更多的電磁鐵繞組214。當PPPEM220被致動時，這有利于集中來自兩個磁極的磁通量朝向電磁鐵的一個激活面，例如，中心臂212，盡可能近地靠近行星轉(zhuǎn)子218。行星轉(zhuǎn)子218顯示在軸向剖視圖中，以圖示轉(zhuǎn)子軸線50和定子軸線52之間的偏心關(guān)系。
[0148]圖15C是圖15B的PPPEM220的正交圖，顯示帶有一系列封裝的E形外形的電磁鐵208的環(huán)形定子216的細節(jié)。
[0149]圖15B的環(huán)形定子216顯不有一系列固定封裝(holder-encased)的電磁鐵208,它們與行星轉(zhuǎn)子218的中心線成一定角度地布置在環(huán)形定子216內(nèi)(見圖15B)，但與轉(zhuǎn)子軸線50同軸并由轉(zhuǎn)子軸線50限定(見圖15B)。固定封裝的電磁鐵208以一定角度布置在環(huán)形定子216內(nèi)，主要是為了在使用行星齒輪時減小本發(fā)明典型PPPEM內(nèi)的嵌齒效應(yīng)。
[0150]圖16是本發(fā)明另ー實施例的剖視圖，其包括帶有內(nèi)部安裝的行星轉(zhuǎn)子的PPPEM。
[0151]PPPEM222包括外部安裝的環(huán)形定子164 (顯示為設(shè)置在外殼包殼44內(nèi))；一系列圍繞環(huán)形定子164布置的電磁鐵42 ;以及內(nèi)部設(shè)置的行星轉(zhuǎn)子224。行星轉(zhuǎn)子224可轉(zhuǎn)動地固定在與轉(zhuǎn)子軸線50同軸的凸輪軸(未示出)上。環(huán)形定子軸線52與此偏離最小偏離間隙54，該間隙根本不允許轉(zhuǎn)子-定子的直接接觸，就如最小間隙226所反映的那樣。當PPPEM222根據(jù)本發(fā)明原理運作吋，PPPEM222的輸出效率大大地提高。
[0152]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，行星轉(zhuǎn)子224由鐵磁性材料制造，諸如軟鐵、鎳、鈷、鐵素體等，該種材料具有高的導磁率，以用于定子磁場內(nèi)。
[0153]圖17A是現(xiàn)有技術(shù)電動機的正交圖，該電動機通過現(xiàn)有技術(shù)的齒輪箱連接到導螺桿軸。現(xiàn)有技術(shù)電動機20連接到齒輪箱230，并通過法蘭234連接以驅(qū)動導螺桿軸232，導螺桿軸232提供輸出動力，就如本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員所公知的那樣。導螺桿軸232如轉(zhuǎn)動箭頭238所示地轉(zhuǎn)動?？梢苿拥穆菽?36沿著導螺桿軸232長度側(cè)向地移動，根據(jù)導螺桿軸232的轉(zhuǎn)動方向(順時針方向或逆時針方向)，螺母236可沿任一方向移動。
[0154]圖17B是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的帶有無齒輪傳動的行星轉(zhuǎn)子以引導導螺桿軸操作的PPPEM的正交局部剖切圖。
[0155]PPPEM240包括外部安裝的具有一系列電磁鐵42 (見圖11)的定子164，并具有內(nèi)部安裝的行星轉(zhuǎn)子162，行星轉(zhuǎn)子162帶有至少ー個弾性體的摩擦環(huán)158。行星轉(zhuǎn)子162對固定附連的可轉(zhuǎn)動的導螺桿軸232提供直接的控制，該導螺桿軸232具有可側(cè)向移動的螺母236，并在遠端處可轉(zhuǎn)動地附連在球接頭242上。
[0156]行星轉(zhuǎn)子162無齒輪傳動地、一體地連接到導螺桿軸232，這樣，行星轉(zhuǎn)子162的轉(zhuǎn)動可致使導螺桿軸232直接轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動箭頭238)，無需如現(xiàn)有技術(shù)中所采用的通過齒輪箱230連接到齒輪(圖17A)。導螺桿軸232的遠端包括球接頭242，用以錨固導螺桿軸232，同時繼續(xù)允許旋轉(zhuǎn)運動，當電動機240運行時，可移動的螺母236沿著導螺桿軸232的固定長度可沿任ー軸向方向(箭頭228)自由地移動。導螺桿軸232的轉(zhuǎn)動方向，以及由此發(fā)生的可移動螺母236的側(cè)向運動方向，直接依賴于轉(zhuǎn)子162的順時針方向或逆時針方向的轉(zhuǎn)動(箭頭238)。
[0157]圖17A/B所示的本發(fā)明是對現(xiàn)有技術(shù)電動機的改進，并可用于帶有需要雙向前后運動的可移動元件的裝置，諸如照相機中的變焦透鏡、廣告顯示屏的可移動部分等。這些可移動元件連接到可移動的螺母236，因此當PPPEM240運作時，可移動元件隨螺母一起移動。
[0158]圖18A示出典型的現(xiàn)有技術(shù)U形固定電磁鐵的大致的示意圖，其在鐵磁性內(nèi)芯上的兩個臂纏繞兩個電線圈，圖18A示出當電線圈通電時通過內(nèi)芯和相關(guān)電樞的生成磁通量的流線和極性。
[0159]現(xiàn)有技術(shù)的電磁鐵250包括U形外形的鐵磁性內(nèi)芯246，內(nèi)芯246有分別纏繞在極性臂252a和252b (分別顯示為N =北極；S =南極)上的電線圈244a和244b，于是，它們的極性是相對地被充磁。提供電樞248，以讓磁場在閉合回路中以箭頭254所示方向流動。
[0160]圖18B示出典型的現(xiàn)有技術(shù)的E形固定電磁鐵的大致的示意圖，其在鐵磁性內(nèi)芯上的三個臂纏繞三個電線圈，圖18B示出當電線圈通電時通過內(nèi)芯和相關(guān)電樞的生成磁通量的流線和極性。
[0161]現(xiàn)有技術(shù)的電磁鐵260包括E形外形的鐵磁性內(nèi)芯256，內(nèi)芯256有分別交替地纏繞在三個鄰近極性臂252b、252a和252b (分別顯示為S =南極；N =北極；S =南極)上的電線圈244a和244b，于是，它們的極性在S-N-S (或可供選擇地是N-S-N)之間交替地變化。提供電樞248，以讓磁場在閉合回路中流動，但不像圖18A的U形外形電磁鐵中的流動，E形外形電磁鐵260內(nèi)的磁流動線路遵循如箭頭254所示的雙路徑。[0162]圖19A和19B分別示出根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的PPPEM的典型的第一步和第二步操作。PPPEM262設(shè)置有外部安裝的環(huán)形定子264，它的定子軸線52形成PPPEM262的輸出軸(未示出)的中心線并與其同軸。內(nèi)部安裝的行星轉(zhuǎn)子266包括具有一體的轉(zhuǎn)子芯272的管狀軟鐵的徑向環(huán)278。轉(zhuǎn)子軸線50相對于環(huán)形定子264的中心線偏心。
[0163]環(huán)形定子264設(shè)置有一系列帶有U形外形的內(nèi)芯246的電磁鐵268 (諸如圖19A中的268c/d，還舉例來說，圖19B中的268e)，它們在ー個內(nèi)芯臂252c上構(gòu)造有北磁極(N)，在另ー個內(nèi)芯臂252d上構(gòu)造有南磁極(S)。環(huán)形定子264內(nèi)所有的電磁鐵268都設(shè)置在定子280內(nèi)。PPPEM262封裝在電動機外殼280內(nèi)，該外殼280也用作環(huán)形定子264的殼體。
[0164]現(xiàn)特別地參照圖19A，環(huán)形定子264包括一系列12個電磁鐵，舉例來說，電磁鐵268c的磁極性在U形外形內(nèi)芯246的ー個臂252c上顯示為N (北極)(見圖18A)，而在第ニ個臂252d上，磁極性顯示為S (南極)，這樣，電磁鐵268c和鄰近的電磁鐵268d串聯(lián)地連接，但它們的線圈繞組270c和270d分別在U形外形內(nèi)芯246的各個臂上形成相対的磁極性。
[0165]在第一歩操作中，當PPPEM262運作吋，電磁鐵268c和268d (雖然磁極性相反)一前一后地工作(在同一 U形外形內(nèi)芯246上，見圖18A)，相對于凸輪軸(未示出，但與偏心轉(zhuǎn)子軸線50同軸)的轉(zhuǎn)動運動以60度樞轉(zhuǎn)增量，推動行星轉(zhuǎn)子266轉(zhuǎn)動，根據(jù)拉カ沿轉(zhuǎn)動方向離開第一移動的樞轉(zhuǎn)線60a。
[0166]現(xiàn)參照圖19B，電磁鐵268d的磁極性現(xiàn)顯示為S (南極)，而電磁鐵268e的磁極性現(xiàn)顯示為N (北扱)，它們具有相吸的管狀軟鐵環(huán)278，軟鐵環(huán)278從第一移動的樞轉(zhuǎn)線60a(見圖19A)移動到其后的第二樞轉(zhuǎn)線60b，從第一移動的樞轉(zhuǎn)線60a轉(zhuǎn)過大約30度。
[0167]電磁線圈270d通過其繞組串聯(lián)地連接到具有北磁極(N)的線圈270e，并對行星轉(zhuǎn)子266形成新的推動カ以繼續(xù)其滾動?？偸怯兄辽賰蓚€鄰近的電磁鐵268串聯(lián)連接一起運作，通過在U形外形內(nèi)芯246的各個臂252d/e上形成相対的磁極性來拉動行星轉(zhuǎn)子266(見圖18A)。
[0168]圖20A和20B不出根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的具有一系列E形外形的電磁鐵芯的PPPEM的典型的兩步式操作。在圖20A/B的PPPEM282中，諸如電磁鐵284c/d/e那樣的ー組線圈286c/d/e被同時激活，其中，三個線圈286c/d/e的平均吸引矢量總是保持垂直于轉(zhuǎn)子半徑，并以平衡方式朝向臨時的滾動運動樞轉(zhuǎn)接觸線60a定向。
[0169]現(xiàn)特別地參照圖20A，PPPEM282包括外部安裝的環(huán)形定子264，其帶有一系列諸如284c/d/e的電磁鐵，電磁鐵設(shè)置有圍繞環(huán)形定子264的中心軸線52布置的E形外形的內(nèi)芯256 (見圖18B);以及內(nèi)部設(shè)置的行星轉(zhuǎn)子266，其具有磁鐵芯272，磁鐵芯與彼此等距離徑向布置的六個臂274構(gòu)造成一體。PPPEM282容納在電動機外殼280內(nèi)，而行星轉(zhuǎn)子266設(shè)置有與行星轉(zhuǎn)子266形成一體的管狀軟鐵徑向環(huán)278。
[0170]PPPEM282設(shè)置有線圈繞組286c/d/e，它們串聯(lián)地連接，例如，使得中間內(nèi)芯臂(標以S =南扱)的磁極性與兩個鄰近端部內(nèi)芯臂(標以N =北扱)的磁極性相対。適用于環(huán)形定子264內(nèi)的電磁鐵284c/d/e的構(gòu)造原理也同樣適用于三個一組的其它電磁鐵284。
[0171]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，環(huán)形定子264設(shè)置有12個電磁鐵284，但也可使用具有E形外形內(nèi)芯256 (見圖18B)的任何數(shù)量的電磁鉄。接觸樞轉(zhuǎn)線60a在圖中顯示為設(shè)置在相對于PPPEM282的軸向剖視圖中的六點鐘的位置，因此，PPPEM282操作中的第一步是，利用行星轉(zhuǎn)子環(huán)278上的磁性吸力來激活電磁鐵284c/d/e，以便樞轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)動行星轉(zhuǎn)子266，行星轉(zhuǎn)子環(huán)278有利地用軟鐵制成。
[0172]圖19A/B和圖20A/B中所示本發(fā)明實施例之間的主要差別是，對于前述圖中的電磁鐵268，使用U形外形的內(nèi)芯246 (見圖18A)，而對圖20A/B中的電磁鐵使用E形外形的內(nèi)芯256 (見圖18B)。兩個圖之間的其它特征基本上相同，但在操作中有一些差別，這將在下文中解釋，因為本發(fā)明各個實施例中使用的電磁鐵內(nèi)芯246、256的外形特征不同。
[0173]在嚙合齒輪用于PPPEM282的情形中，行星轉(zhuǎn)子266的運動導致在定子齒輪和轉(zhuǎn)子齒輪(未示出)之間的樞轉(zhuǎn)接觸線(諸如60a)上的臨時嚙合。但是PPPEM282也可以是無齒輪傳動的，而是用設(shè)置有摩擦環(huán)158 (見圖11)的摩擦型的行星轉(zhuǎn)子162來運作。
[0174]參照圖20B，第二樞轉(zhuǎn)線276b現(xiàn)建立在定子264和行星轉(zhuǎn)子266之間的五點鐘位置。電磁鐵284c將停止激活，一點鐘位置的電磁鐵284f將同時被激活，以繼續(xù)行星轉(zhuǎn)子266的樞轉(zhuǎn)滾動運動。應(yīng)注意，在該第二步中，電磁鐵284d/e/f現(xiàn)被激活。進ー步的運動將導致相應(yīng)電磁鐵在順序的運行系列中繼續(xù)被激活和停止激活。
[0175]圖21A和21B分別示出現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形磁體290的前面288a和背面288b，顯示出各個面的相対的軸向定向的磁極性(N和S)。環(huán)形磁體290可以是環(huán)形或圓柱形磁體，但它們都具有軸向定向的磁化，并被相當普遍地采用，因為它們比徑向磁體的生產(chǎn)成本便宜得多。在特殊應(yīng)用中，可選擇徑向定向的磁力線，該面的環(huán)形磁體可用于構(gòu)造改進的PPPEM，其組合了帶有根據(jù)本發(fā)明原理的推-拉優(yōu)點的傳統(tǒng)的環(huán)形磁體。
[0176]圖22示出PPPEM的剖視的正交圖，該PPPEM包括外部安裝的帶有一系列電磁鐵的環(huán)形定子，電磁鐵有根據(jù)本發(fā)明另ー實施例構(gòu)造的纏繞在軸向定向的U形外形的內(nèi)芯上的繞組。
[0177]PPPEM300包括外部安裝的帶有一系列電磁鐵250的定子294，電磁鐵有纏繞在U形外形的內(nèi)芯246上的繞組270a/b，這些都封裝在定子殼體44內(nèi)，殼體44方便地也用作容納PPPEM300的電動機外殼。內(nèi)部設(shè)置的行星轉(zhuǎn)子296由傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形磁體290形成，環(huán)形磁體290軸向地定向，并在帶有磁通量導向件292a/b的各個面288a/b (見圖21A/B)上被封裝。
[0178]當對電磁鐵250a給予與磁通量導向件292a/b和轉(zhuǎn)子環(huán)形磁體290的磁極極性相反的磁極性時，可緊靠磁通量導向件292a/b和轉(zhuǎn)子環(huán)形磁體290的磁極來操作定子電磁鐵250a/b。這產(chǎn)生沿向下方向曳拉轉(zhuǎn)子環(huán)形磁體290的吸力。
[0179]同時，電磁鐵250b設(shè)置在PPPEM300的上部，如圖22所示位于轉(zhuǎn)子環(huán)形磁體290的上方，電磁鐵250b被賦予了與磁通量導向件292a/b和轉(zhuǎn)子環(huán)形磁體290的磁極極性相同的磁極性。向下作用的磁斥力和磁吸カ之和，推動一系列的樞轉(zhuǎn)運動，這導致在輸出軸(未示出)上形成轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩可在PPPEM300的功率范圍之內(nèi)在許多應(yīng)用中投入使用。
[0180]圖23是本發(fā)明還有另一實施例的正交局部剖切圖。圖23示出帶有與定子環(huán)形齒輪314形成一體的外部安裝的定子318的PPPEM302，當PPPEM302運作時，環(huán)形齒輪314與行星轉(zhuǎn)子齒輪312相嚙合。帶有U形外形內(nèi)芯的電磁鐵250串聯(lián)地布置在定子318內(nèi)并封裝在殼體44內(nèi)。
[0181]內(nèi)部安裝的行星轉(zhuǎn)子316設(shè)置有轉(zhuǎn)子齒輪312，并通過歐氏(Oldham)轉(zhuǎn)子板306、中間板308附連到歐氏聯(lián)接裝置304，最后連接到歐氏輸出軸310。歐氏輸出軸310與定子軸線52同軸(見圖2)，定子軸線52形成PPPEM302的中心線，使轉(zhuǎn)子軸線320之間的偏移恢復到與輸出軸310處的定子軸線52同軸。行星轉(zhuǎn)子316包括設(shè)置有磁通量導向件292a/b的軸向的環(huán)形磁體290。顯示在圖23中的其它特征如同以前參照圖22所描述的那些特征。
[0182]圖24是本發(fā)明還有另一實施例中的無齒輪傳動的PPPEM的正交剖視圖。PPPEM322設(shè)置有外部安裝的具有一系列電磁鐵42的定子164、內(nèi)部設(shè)置的無齒輪傳動的行星轉(zhuǎn)子162，還設(shè)置有抗齒隙機構(gòu)(見圖13A/B)，而且包括現(xiàn)有技術(shù)的軸向環(huán)形磁體290，其在兩個面上封裝有一對磁通量導向件292a/b。PPPEM322的其它特征和元件類似于圖11所示本發(fā)明實施例中所示的特征和元件。
[0183]圖24中所示實施例的主要特征是改進的抗齒隙機構(gòu)，該抗齒隙機構(gòu)是這樣運行的，即，使用軸向的環(huán)形磁體290 (帶有或不帶有磁通量導向件292a/b，該磁通量導向件292a/b剛性地連接到行星轉(zhuǎn)子162并是行星轉(zhuǎn)子162的一部分)，借助行星轉(zhuǎn)子162和環(huán)形定子164之間的吸力，向下方向曳拉行星轉(zhuǎn)子162,軸向環(huán)形磁體290會在由軟鐵材料制造的行星轉(zhuǎn)子162和環(huán)形定子164之間提供吸力。
[0184]圖25是本發(fā)明另ー實施例的正交局部剖視圖。圖25示出PPPEM324，PPPEM324構(gòu)造有多個相當薄的U形外形的電磁鐵內(nèi)芯臂332a (N極)和332b (S極)，它們軸向地布置在外部環(huán)形定子326的寬的內(nèi)側(cè)背襯面330上，以容納多個N和S磁極332a/b，從而磁性地轉(zhuǎn)動內(nèi)部設(shè)置的軟金屬的轉(zhuǎn)子環(huán)328。轉(zhuǎn)子環(huán)328可由其它鐵磁性材料制造，這些材料為本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員所熟知，但這里首選材料是軟鐵。
[0185]圖26是本發(fā)明一優(yōu)選實施例的正交剖視圖。圖26示出PPPEM334，PPPEM334包括外部安裝的定子336，定子336帶有定子齒輪338和定子電磁鐵340，電磁鐵340圍繞與PPPEM334的輸出軸的軸線同軸的中心定子軸線52 (見圖2)串聯(lián)地徑向布置。偏移的轉(zhuǎn)子凸輪軸342設(shè)置有抗齒隙機構(gòu)344，其可以是為本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員熟知的任何類型，但較佳地是如圖13A中詳細所示的ー對壓縮彈簧172。
[0186]內(nèi)部的行星轉(zhuǎn)子346裝備有第一轉(zhuǎn)子環(huán)形齒輪312，其與移動的接觸樞轉(zhuǎn)線60處的定子齒輪338嚙合接觸。第二轉(zhuǎn)子環(huán)形齒輪348與輸出環(huán)形齒輪350嚙合，將行星轉(zhuǎn)子的偏心轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為輸出軸352的同心的輸出轉(zhuǎn)動，例如，其約為1:20的輸出減速級。這樣，因此，凸輪軸342是實施軸編碼器、分解器和/或制動器的完美之地。
[0187]環(huán)288附連到凸輪軸342并用作光電斷路器傳感器353的斷路器，以便探測樞轉(zhuǎn)接觸線60對于電磁鐵340的相對定向。第二組的行星齒輪348和350可用于減速力矩的放大，或可用于使輸出軸352與由環(huán)形定子軸線52限定的定子中心線同心(見圖2)。
[0188]使抗齒隙機構(gòu)344的ー對壓縮彈簧172 (見圖13A中的詳圖)被加載而用于轉(zhuǎn)子環(huán)形齒輪312和348，以嚙合定子環(huán)形齒輪338和輸出齒輪350而形成兩級抗齒隙機構(gòu)。
[0189]應(yīng)該注意到，PPPEM334具有三個主轉(zhuǎn)動元件:
[0190]I)帶有一體的齒輪312、348的行星轉(zhuǎn)子346，齒輪312、348在定子齒輪338上以行星模式轉(zhuǎn)動；
[0191]2)偏心的轉(zhuǎn)子凸輪軸342，其以比行星轉(zhuǎn)子346的速度高許多的速度轉(zhuǎn)動(例如，偏心的轉(zhuǎn)子凸輪軸342將以比行星轉(zhuǎn)子346的速度快15或30倍的速度轉(zhuǎn)動)；以及
[0192]3)帶有一體的內(nèi)部環(huán)形齒輪350的輸出軸352，其以比行星轉(zhuǎn)子346的速度低許多的速度轉(zhuǎn)動。[0193]行星轉(zhuǎn)子346是被電磁鐵340推動的元件，其將在某方向上的給定轉(zhuǎn)矩以給定速度傳輸?shù)捷敵鲚S352的第二輸出行星嚙合齒輪348、350。偏心的凸輪軸342欲將行星轉(zhuǎn)子346保持在給定的偏移處以及相對于環(huán)形定子軸線52平行的定向。由于偏心的凸輪軸342以幾倍于行星轉(zhuǎn)子346速度的速度轉(zhuǎn)動，所以，它是放置任何類型傳感器的最佳元件，或用于指示位置或速度，或用于容納固定的制動器，這是非常低轉(zhuǎn)矩的制動器(例如，制動器保持的轉(zhuǎn)矩將比最大轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩減小15倍)。
[0194]光學絕對編碼器由墊圈板288和大約八個光電斷路器傳感器353構(gòu)成，利用該光學絕對編碼器來識別轉(zhuǎn)子-定子的相對位置，尤其是，轉(zhuǎn)子樞轉(zhuǎn)接觸線60相對于定子電磁鐵340的磁極的相對位置。
[0195]墊圈板288與偏心的凸輪軸342可轉(zhuǎn)動地固定，其中，光電斷路器353固定地連接到包括電動機后蓋板354的定子包殼44。
[0196]正如本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員所熟知的，給定樞轉(zhuǎn)接觸線相對電磁鐵的相對位置，對于以最大カ矩和/或最大效率推動行星轉(zhuǎn)子346的電磁鐵的最佳致動是關(guān)鍵的(例如，在順時針方向或逆時針方向)。
[0197]因此，將會認識到，本文所述和附圖中圖示的裝置，僅是為了示例而進行了闡述，可作出本發(fā)明的許多其它變化、修改和應(yīng)用。針對本發(fā)明的某些特殊實施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解到，這樣的描述并不意圖限制，因為現(xiàn)在進ー步的修改已為本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員所明白，因此，本發(fā)明意欲涵蓋如此的各種修改，只要它們落入本文描述、附圖和附后權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種行星式推-拉電動機(下文中稱作:“PPPEM”)，其包括: 固定安裝在所述PPPEM的中心軸線上的環(huán)形定子，其中，所述中心軸線限定所述環(huán)形定子的中心線； 行星轉(zhuǎn)子，其布置成磁性地可移動，且可轉(zhuǎn)動地安裝在相對于所述環(huán)形定子中心線偏心的轉(zhuǎn)子軸線上； 圍繞所述環(huán)形定子中心線徑向地安裝的一系列電磁鐵，當所述ー系列電磁鐵被激活時，在所述行星轉(zhuǎn)子的磁場作用下產(chǎn)生徑向磁力， 傳動裝置，其傳遞所述偏心的行星轉(zhuǎn)子軸線的轉(zhuǎn)動，直接將動カ傳遞給所述PPPEM的輸出軸， 其中，當所述ー系列電磁鐵被激活時，便產(chǎn)生了徑向的推-拉磁力，磁性地推動所述行星轉(zhuǎn)子，使其與所述一系列電磁鐵中的至少ー個電磁鐵靠近地徑向接觸，這樣，所述行星轉(zhuǎn)子依次從所述靠近的切向接觸樞轉(zhuǎn)到鄰近的切向接觸，從而使所述行星轉(zhuǎn)子實現(xiàn)圍繞所述偏心轉(zhuǎn)子軸線的連續(xù)的滾動運動，并形成轉(zhuǎn)動カ矩，如此的運動被轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動運動，當利用所述轉(zhuǎn)動傳動裝置將該轉(zhuǎn)動施加到所述PPPEM的所述輸出軸上時,該轉(zhuǎn)動運動提供從所述PPPEM輸出的動カ源。
2.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述環(huán)形定子和所述行星轉(zhuǎn)子是無齒輪的。
3.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述環(huán)形定子包括有內(nèi)齒的定子環(huán)形齒輪，所述行星轉(zhuǎn)子包括有齒的轉(zhuǎn)子齒輪，它們彼此嚙合并用作行星齒輪組。
4.如權(quán)利要求2所述的PP.PEM，其特征在于，所述無齒輪的行星轉(zhuǎn)子徑向地加載在所述環(huán)形定子上，并設(shè)置有零齒隙的摩擦驅(qū)動機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子圍繞所述環(huán)形定子的內(nèi)表面以偏心運動的方式轉(zhuǎn)動，通過設(shè)置在所述行星轉(zhuǎn)子的外表面上并定位成與所述轉(zhuǎn)子軸線同軸的至少ー個摩擦環(huán)，所述行星轉(zhuǎn)子與所述環(huán)形定子切向地摩擦接觸。
6.如權(quán)利要求2所述的PPPEM，其特征在于，所述PPPEM是行星式摩擦電動機，其包括內(nèi)部安裝的、摩擦的行星轉(zhuǎn)子，行星轉(zhuǎn)子與外部安裝的無齒輪的定子接觸，所述行星轉(zhuǎn)子在近端直接連接到導螺桿，并在遠端連接到球接頭，允許所述行星轉(zhuǎn)子和附連的導螺桿自由轉(zhuǎn)動，所述導螺桿設(shè)置有安裝在其上的可移動螺母，以使所述可移動的螺母被推進而沿著所述導螺桿的長度朝任一方向移動。
7.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸線徑向加載在所述定子上，這樣，拉カ曳拉所述行星轉(zhuǎn)子朝向所述定子，以確保在所述行星轉(zhuǎn)子和所述定子裝備有有齒齒輪時齒隙為零。
8.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子齒輪安裝在設(shè)置有抗齒隙機構(gòu)的法蘭上。
9.如權(quán)利要求8所述的PPPEM，其特征在于，所述抗齒隙機構(gòu)包括平衡的成對壓縮彈簧。
10.如權(quán)利要求8所述的PPPEM，其特征在干，所述抗齒隙機構(gòu)包括平衡的成對螺桿和相關(guān)的鎖定螺母。
11.如權(quán)利要求8所述的PPPEM，其特征在于，所述抗齒隙機構(gòu)包括平衡的成對徑向磁體環(huán)，其在所述行星轉(zhuǎn)子和所述定子之間產(chǎn)生恒定的吸力。
12.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，與徑向轉(zhuǎn)子磁體互相作用的一系列徑向定向的電磁鐵產(chǎn)生所述推-拉磁力，所述推-拉磁力產(chǎn)生矢量，該矢量徑向地朝向內(nèi)并圍繞所述轉(zhuǎn)子軸線朝向外。
13.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子軸線相對于所述定子的軸線平行地定向，但具有徑向自由度。
14.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子軸線朝向所述定子徑向地加載，以在所述PPPEM不運行時使所述行星轉(zhuǎn)子保持不工作。
15.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子軸線徑向地加載在所述定子上，以在所述行星轉(zhuǎn)子和所述定子之間形成給定的摩擦力。
16.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述徑向加載包括管狀的軸承件。
17.如權(quán)利要求16所述的PPPEM，其特征在于，所述管狀的軸承件包括: 壓縮彈簧； 由所述壓縮彈簧驅(qū)動的彈簧靴元件； 偏心的轉(zhuǎn)子凸輪軸，用于容納所述壓縮彈簧和彈簧靴元件；以及 可轉(zhuǎn)動地限制在所述管狀軸承件的內(nèi)管和外管內(nèi)的軸承，將所述凸輪軸、所述壓縮彈簧和所述彈簧靴元件容納在所述管狀軸承件的中空內(nèi)芯內(nèi)， 其中，當所述壓縮彈簧壓縮安裝在所述凸輪軸內(nèi)的所述彈簧靴元件時，徑向力施加在所述行星轉(zhuǎn)子齒輪上，以與所述定子的環(huán)形齒輪有效地形成無齒隙的齒輪-齒環(huán)嚙合。
18.如權(quán)利要求16所述的PPPEM，其特征在于，所述管狀的軸承件包括: 偏心的轉(zhuǎn)子凸輪軸； 一對連接到相應(yīng)成對法蘭上的柔性聯(lián)接器；以及 通過相應(yīng)的法蘭安裝在所述成對的柔性連接器之間的連接桿， 其中，當所述行星轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，所述轉(zhuǎn)子軸線移動而與所述定子軸線同軸，所述PPPEM提供通過所述輸出軸輸出的直接動カ。
19.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述拉カ曳拉所述行星轉(zhuǎn)子朝向所述定子并產(chǎn)生兩者之間給定的摩擦力。
20.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，僅一部分包括所述PPPEM。
21.如權(quán)利要求20所述的PPPEM，其特征在于，所述部分具有在所述定子上的所述徑向安裝的電磁鐵中的至少兩段，同時實質(zhì)上將所述行星傳動比保持為與全部的所述PPPEM —樣。
22.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述PPPEM具有約為1:4的低傳動比。
23.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述PPPEM具有約為1:500的高傳動比。
24.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子包括與所述定子齒輪嚙合接觸的主行星齒輪，以及與所述主行星齒輪形成一體的次級階躍齒輪，其與一體地連接到輸出軸上的輸出環(huán)形齒輪行星地嚙合接觸，這樣，當所述PPPEM運行吋，所述次級階躍齒輪起到減速器的作用，于是使所述定子軸線和所述轉(zhuǎn)子軸線之間的偏移減到最小，以直接對與所述定子中心軸線對齊的所述輸出軸提供高的傳動比。
25.如權(quán)利要求24所述的PPPEM，其特征在于，與輸出環(huán)形齒輪行星地嚙合接觸的所述次級階躍齒輪，一體地容納三個轉(zhuǎn)動元件，包括所述行星轉(zhuǎn)子、所述偏心的凸輪軸，以及所述輸出軸，分別能以不同速度轉(zhuǎn)動。
26.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述定子和所述行星轉(zhuǎn)子用作行星齒輪組，但兩者之間無任何接觸，所述定子和所述行星轉(zhuǎn)子在運動學上由至少ー對附加的行星嚙合的齒輪支承，以保持非接觸的狀態(tài)。
27.如權(quán)利要求26所述的PPPEM，其特征在干，當所述定子電磁鐵被激活時，所述非接觸的狀態(tài)加強了所述定子和所述行星轉(zhuǎn)子之間的磁吸力和/或磁斥力。
28.如權(quán)利要求26所述的PPPEM，其特征在于，所述至少一對附加的行星嚙合的齒輪產(chǎn)生并傳遞所述PPPEM的輸出轉(zhuǎn)矩，以提供所述動カ輸出。
29.如權(quán)利要求26所述的PPPEM，其特征在于，所述至少一對附加的行星嚙合的齒輪由高拉伸強度的材料組成。
30.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子包括軟金屬部分。
31.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子包括至少ー個永磁鐵。
32.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子還包括一系列徑向管狀磁體，其中，所有類似的磁極類似地定向在向外方向和朝向所述行星轉(zhuǎn)子軸線的方向中的一個。
33.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子包括單件、同質(zhì)的徑向磁體。
34.如權(quán)利要求33所述的PPPEM，其特征在于，所述徑向磁體形成為管子。
35.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子形成為管狀環(huán)。
36.如權(quán)利要求35所述的PPPEM，其特征在于，所述管狀環(huán)包括軸向磁體，它的磁面指向為緊靠U形的電磁鐵。
37.如權(quán)利要求36所述的PPPEM，其特征在于，所述軸向磁體的所述磁面定向在向外的徑向方向上，以使從其中發(fā)出的磁通流與所述U形電磁鐵的芯臂內(nèi)的磁通徑向地匯合。
38.如權(quán)利要求36所述的PPPEM，其特征在于，所述軸向磁通設(shè)置有磁性彎頭導向件，以引導從所述軸向磁體的面發(fā)出的磁通流朝向向外的徑向方向，以與所述U形電磁鐵的芯臂內(nèi)的磁通徑向地匯合。
39.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，還包括內(nèi)部安裝的輸出階躍齒輪。
40.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，還包括外部安裝的輸出階躍齒輪。
41.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，當同時激活所述推拉カ時，所述推拉力能精確地控制所述行星轉(zhuǎn)子在穩(wěn)態(tài)中和穩(wěn)態(tài)附近的位置，所述穩(wěn)態(tài)是瞄準目標、跟蹤目標和充當目標的從屬時的狀態(tài)。
42.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星嚙合齒輪具有的直徑大于所述行星轉(zhuǎn)子的直徑。
43.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星嚙合齒輪具有的直徑小于所述行星轉(zhuǎn)子的直徑。
44.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述行星轉(zhuǎn)子和所述定子提供給定的輸出轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩根據(jù)與它們相關(guān)的齒輪的直徑變化。
45.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸和相關(guān)的凸輪軸包括兩個獨立的輸出軸元件，其中ー個的轉(zhuǎn)動速度不同于另ー個的轉(zhuǎn)動速度。
46.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸包括負載輸出軸，其以相對慢的速度轉(zhuǎn)動。
47.如權(quán)利要求45所述的PPPEM，其特征在于，所述相關(guān)的凸輪軸以相對高的速度轉(zhuǎn)動。
48.如權(quán)利要求45所述的PPPEM，其特征在于，所述相關(guān)的凸輪軸接納附加的裝置，該裝置選自以下的至少ー個:低轉(zhuǎn)矩的電動制動器、光學編碼器/分解器，以及兩者的組合。
49.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在干，同時作用的推力和拉カ推動所述行星轉(zhuǎn)子，以順時針方向和逆時針方向之一轉(zhuǎn)動。
50.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，當兩個相對設(shè)置的電磁線圈同時作用時，在兩個相對設(shè)置的電磁線圈之間使用串聯(lián)連接。
51.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，當兩個相對設(shè)置的電磁線圈同時作用時，在兩個相對設(shè)置的電磁線圈之間使用并聯(lián)連接。
52.如權(quán)利要求1所 述的PPPEM，其特征在于，在電動機運行過程中，所述一系列電磁鐵中的至少ー個磁極被激活，以優(yōu)化電動機不同的變化的任務(wù)，包括:速度變化模式、荷載變化模式，以及節(jié)能模式。
53.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，還包括: 可轉(zhuǎn)動地連接到所述凸輪軸上的指示器，所述凸輪軸與所述定子軸線同軸； 安裝在所述定子上的霍爾效應(yīng)傳感器；以及 至少ー個永磁鐵，其安裝在所述凸輪軸上，靠近所述霍爾效應(yīng)傳感器， 其中，當所述PPPEM運行時，所述指示器測量所述凸輪軸和所述電磁鐵之間的相對位置、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度和方向，以及所述PPPEM的磁通量。
54.如權(quán)利要求1所述的PPPEM，其特征在于，還包括: 聯(lián)接桿； ー對柔性聯(lián)接器，它們附連在所述聯(lián)接桿的各端； 管狀軸承件，用以容納所述聯(lián)接桿和所述成對的柔性聯(lián)接器， 其中，所述成對的柔性聯(lián)接器中的ー個通過法蘭在所述轉(zhuǎn)子偏離軸線處的ー個法蘭連接到所述轉(zhuǎn)子，所述成對的柔性聯(lián)接器中的另ー個沿著與所述定子軸線對齊的中心軸線連接到所述輸出軸。
55.如權(quán)利要求1所述的PPPEM,其特征在于,所述一系列的電磁鐵包括:將電磁鐵封裝在鐵磁性売子內(nèi)，這樣，當激活所述PPPEM時，將來自兩個磁極的磁通集中朝向各個所述固定電磁鐵的工作面，盡量靠近所述行星轉(zhuǎn)子。
56.如權(quán)利要求55所述的PPPEM，其特征在于，所述固定電磁鐵通過由所述定子形成的外殼連接在鄰近的成對的電磁鐵內(nèi)，其中，在所述成對電磁鐵中的ー個電磁鐵中，南極(S極)向內(nèi)定向，在所述成對電磁鐵中的另ー個電磁鐵中，北極(N極)向內(nèi)定向，它們以交替順序定向，以便磁性地轉(zhuǎn)動所述行星轉(zhuǎn)子并運行所述PPPEM。
57.如權(quán)利要求55所述的PPPEM，其特征在于，所述固定電磁鐵設(shè)置有軟鐵芯，該軟鐵芯選自以下中的至少ー個:C形外形的內(nèi)芯、U形外形的內(nèi)芯，以及E形外形的內(nèi)芯。
58.一種帶有推-拉極的PPPEM，其包括:定子，其包括與定子齒輪成一體的內(nèi)部安裝的定子，所述定子具有一系列電磁鐵，它們圍繞定子中心線徑向地設(shè)置；以及 行星轉(zhuǎn)子，其包括與轉(zhuǎn)子環(huán)齒輪成一體的外部安裝的轉(zhuǎn)子環(huán)，所述轉(zhuǎn)子環(huán)和轉(zhuǎn)子環(huán)齒輪相對于所述定子中心線偏心地設(shè)置， 其中，當所述ー系列的電磁鐵依次被激活時，所述轉(zhuǎn)子環(huán)被徑向推拉磁力推動而圍繞連續(xù)的一系列移動的切向接觸線滾動，這些移動的切向接觸線由所述轉(zhuǎn)子環(huán)形齒輪和所述定子齒輪之間臨時的、順序的嚙合接觸形成，這樣，所述行星轉(zhuǎn)子環(huán)圍繞所述定子的內(nèi)圓周前迸，形成連續(xù)的滾動運 動，提供從所述PPPEM輸出的動カ源。
【文檔編號】H02K37/10GK103444062SQ201280013573
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月16日
【發(fā)明者】S·萊文, A·萊文 申請人:概念及設(shè)計有限公司