超静音滚摆式开关磁阻电机的制作方法

本发明属电机领域，具体涉及一种超静音滚摆式开关磁阻电机。

背景技术：

静音滚摆电机的设想是基于摇椅和婴儿摇篮的启发。摇摆可以促使肌肉放松并令心神快感，例如部分人坐着会抖腿，有条件的地方打打秋千等，疲劳可瞬间瓦解，如婴儿哭了就将摇篮摇摇，或抱于怀中抖抖拍拍，婴儿就安静了。可是，我们发现，不管婴儿摇篮也好，成人摇椅也好，它们都脱离不了摇杆或吊带，靠惯性力作衰减摆动。国内电动摇篮或是手动摇篮，由于尺寸和空间的限制，摇杆或吊带不能过长，因而摇摆频率过高，摆幅短，使婴儿产生恐惧，不舒服，不能很快入睡，恶性循环的结果给婴儿无形中带来严重的伤害。凭惯性作衰减摆动的摇椅，靠人背或脚点发力驱动，同时也衰减了休闲的效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种超静音滚摆式开关磁阻电机，结构简单，成本低廉，无须精密机械加工，运行安全可靠，超低的静音，滚动和摆动方式熔为一体，匹配各种婴儿摇篮、成人摇椅、睡椅、摇床、木马或工业筛等等装备。

本发明的技术解决方案是：该超静音滚摆式开关磁阻电机由定子部分和转子部分构成；所述的定子部分包括底座、集成箱、C型磁铁和励磁线包，平面框形式底座的纵向的两个边作导轨，在导轨的两侧分别安装橡胶弹簧，橡胶弹簧上互为镜像的安装C型磁铁，C型磁铁上安装励磁线包，底座上安装集成箱，集成箱内安装蓄电池和控制器，蓄电池、控制器和励磁线包依电回路方式连接；所述的转子部分包括顶架、弓形摆轮和衘铁，平面框形式的顶架的纵向的两个边上分别叠装弓形摆轮上，弓形摆轮与导轨的配合使摆轮左右滚摆时顶架不能有纵向串动即脱轨，弓形摆轮的两侧安装衘铁，顶架从中心平衡位置向一侧滚动到预设位置或角度时衘铁进入C型磁铁的中间。

其中，底座上位于C型磁铁侧安装摆位检测器，顶架上位于弓形摆轮侧安装摆位探头，摆位探头对应摆位检测器。

其中，顶架从中心平衡位置向一侧滚动到预设位置或角度时衘铁进入C型磁铁的中间，衘铁的最大面积与C型磁铁的最大面积纵向重合。

其中，摆位探头的安装位置是当顶架滚摆至一定位置或角度时，摆位探头进入摆位检测器的扑捉范围。

其中，在顶架的底部安装丝杆，丝杆上安装平衡调节轮，平衡调节轮沿丝杆左右移动调节顶架重心达到滚摆的平稳性确保顶架在静止状态趋向水平。

其中，在衘铁的尖端安装非磁挡块，非磁挡块与橡胶弹簧组成弓形摆轮的防过冲保护器。

其中，衘铁与C型磁铁在纵向有1~2毫米的间隙。

其中，摆位探头对应摆位检测器，摆位探头与摆位检测器之间有2~3毫米间隙。

本发明的原理是:开关磁阻电机的转矩是磁阻性的，其转动原理遵循“磁阻最小原理”，即磁力线总是要沿磁阻最小的路径闭合，弓形摆轮滚摆到一定位置假如10度时，衘铁的尖端部分接近C型磁铁，磁力线通过衘铁的尖端部，磁阻较大，使磁力线产生严重扭曲，扭曲的磁力线产生磁场径向磁拉力，带动弓形摆轮继续摆动，直至衘铁的最大面积与C型磁铁的最大面积轴向重合为止；此时维持励磁线包继续通电，弓形摆轮也不会再前进，如果有外力要驱使弓形摆轮继续前进，为执行“磁阻最小原理”，磁场力会阻止该外力的驱使，摆轮不会前进；当某种原因外力大于磁场力时，由非磁挡块接触橡胶弹簧来阻止滚动；外力是意外因素，正常情况是不存在的；如果衘铁与C型磁铁的轴向重合面在最小与最大之间控制断电，弓形摆轮因重心偏离而向反向滚动；周而复始，很像钟摆一样的工作；调节励磁线包通电和断电的时间，实施摆频与摆幅的控制。

本发明的优点是：

1、本发明解决摇篮和摇椅的摇摆的动力传动问题，结构简单可靠，体积及占空要小，绝对安全可靠，能耗要低，静音，低成本，符合国家有关的安全及技术标准。

2、衔铁与C型磁铁纵向留有1~2毫米的间隙，一方面让衔铁进入C型磁铁中间暨能产生最大磁拉力，另一方面又使衔铁与C型磁铁不发生机械摩檫。

3、单摆是等时性的(即摆长固定摆频不变，且摆弧的轴心是固定的)，滚摆是不等时的(摆幅和摆的边沿停留时间可调，且摆的轴心是水平移动的)；共性是: 单摆与滚摆的质量无关，滚摆在一定的区间与滚摆的质量关系较小，摆频都与摆长有关，即摆俞长，频俞低，弓形摆轮半径大，滚摆频率低，因此滚摆能满足人体的舒适度；滚摆依靠的是重力和惯性努力，电磁力是辅助力，因此耗功小；滚摆除摆轮与导轨光滑滚动接触外，无轴承无风扇，无机械噪音，对称磁极对的通断电属两个单元，没有电磁噪音，滚摆属超静音。

4、滚摆式开关磁阻电机的应用会给摇篮和摇椅带来革命性的变化，它不仅取消了摇杆、吊带和动力源，如电动机、电磁铁等，同时为摇篮、摇椅的外形人性化、优美化增设了空间，由于摇篮外周边没有固定部件，摇篮上部没有吊带，消除了碰撞的隐患，婴儿的安全性有极大的提高，静音加秋千式的可调摇摆，给宝宝获得安静入睡和智力增长的环境；成人摇椅变为靠背可调式自动摇摆睡椅，使人获得极舒服的休息，养足精力提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的摆轮静止中间状态结构示意图。

图2为图1的摆轮右摆10⁰状态示意图。

图3为图1的摆轮右摆20⁰状态示意图。

图4为图1的俯视示意图。

图5为图1的衔铁示意图。

图6为摇篮静止状态示意图。

图7为摇篮工作状态示意图。

图8为摇篮俯视示意图。

图9为摇篮摇摆时推手状态示意图。

图10为摇篮移动时推手状态示意图。

图11为摇篮进入电梯时推手状态示意图。

图中：1弓形摆轮，2顶架，3衔铁，4摆位探头，5平衡调节轮，6导轨，7底座，8集成箱，9摆位检测器，10 C型磁铁，11励磁线包，12橡胶弹簧，13丝杆，14非磁挡块。

具体实施方式

如图1-5所示，该超静音滚摆式开关磁阻电机由定子部分和转子部分构成；所述的定子部分包括底座7、集成箱8、C型磁铁10和励磁线包11，平面框形式底座7的纵向的两个边作导轨6，在导轨6的两侧分别安装橡胶弹簧12，橡胶弹簧12上互为镜像的安装C型磁铁10，C型磁铁10上安装励磁线包11，底座7上安装集成箱8，集成箱8内安装蓄电池和控制器，蓄电池、控制器和励磁线包11依电回路方式连接；

所述的转子部分包括顶架2、弓形摆轮1和衘铁3，平面框形式的顶架2的纵向的两个边上分别叠装弓形摆轮1上，弓形摆轮1与导轨6的配合使摆轮左右滚摆时顶架2不能有纵向串动即脱轨，弓形摆轮1的两侧安装衘铁3，顶架2从中心平衡位置向一侧滚动到预设位置或角度时衘铁3进入C型磁铁10的中间。

其中，底座4上位于C型磁铁10侧安装摆位检测器9，顶架2上位于弓形摆轮1侧安装摆位探头4，摆位探头4对应摆位检测器9。

其中，顶架2从中心平衡位置向一侧滚动到预设位置或角度时衘铁3进入C型磁铁10的中间，衘铁3的最大面积与C型磁铁10的最大面积纵向重合。

其中，摆位探头4的安装位置是当顶架滚摆至一定位置或角度时，摆位探头4进入摆位检测器9的扑捉范围。

其中，在顶架2的底部安装丝杆13，丝杆13上安装平衡调节轮5，平衡调节轮5沿丝杆13左右移动调节顶架2重心达到滚摆的平稳性确保顶架在静止状态趋向水平。

其中，在衘铁的尖端安装非磁挡块14，非磁挡块14与橡胶弹簧12组成弓形摆轮1的防过冲保护器。

其中，衘铁3与C型磁铁10在纵向有1~2毫米的间隙。

其中，摆位探头4对应摆位检测器9，摆位探头4与摆位检测器9之间有2~3毫米间隙。

如图6-11所示，摇篮采用超静音滚摆式开关磁阻电机为底盘，滚摆电机的顶架长70公分、宽50公分，底座设四个脚轮，并安装有活动推手，推手上设有一对旋转定位的撑脚(摇篮摆动时作为架空方向轮稳定底盘用)，摇篮上长110公分、宽60公分、下长80*50公分、篮高60公分，成倒矩锥状；该摇篮摆频20~40次/分钟(可调)，水平摆幅最大20公分，垂直摆幅最大8公分，摆角+-18度；摇篮调节平衡轮使顶架在水平位置，接通电源，选定摆频，用手压一下器具的纵向边缘，使器具滚动倾斜即松手，睡椅则可缩腿再伸直，器具会持续滚摆直至断电，或者用手扶住器具边缘迫其停摆；手碰脚触摇篮停摆，卡篮停摆，摇摆时人为用脚塞入蓝底与底盘之间没有明显的压痛感，摇篮在偏离中心5公分(未装平衡调节轮)仍可工作。