專利名稱：一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器的制作方法
技術領域：
本發明涉及傳動軸耦合驅動技術領域、負載調速技術領域及動力拖動領域，特別 是一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器。
背景技術：
在我們身邊，涉及到傳動軸耦合驅動和調速的領域比比皆是，汽車、火車、輪船和 飛機等各種運輸工具中、幾乎各種工業場合中以及人們生產生活中用到的有動力(常見的 有電機、內燃機)拖動的設備中大都會用到傳動軸耦合驅動和調速技術，相關的技術方案 也林林總總。由于應用領域非常廣泛和繁雜，本發明所涉及的背景技術只側重電機拖動領 域作重點介紹，但不是說其它方面不適用本發明技術方案。當前，節能降耗已成為全社會關注的重點內容之一，而電機系統用電量約占全 球用電量的60%，其中風機、泵類、壓縮機和空調制冷機的用電量分別占全球用電量的 10.4%、20.9%、9.4%和6%。電機系統量大、面廣，節電潛力巨大。從國內來講，現有各類 電機系統總裝機容量約4. 2億千瓦，運行效率比國外先進水平低10—20個百分點，相當于 每年浪費電能約1500億千瓦時。系統匹配不合理，“大馬拉小車”現象嚴重，設備長期低負 荷運行；系統調節方式落后，大部分風機、泵類采用機械節流方式調節，效率比調速方式約 低30%以上。在實際工程設計與應用中，為了保證負荷最大時風機或水泵系統滿足輸出要 求，通常需要按系統的最大輸出能力配備風機水泵系統，而真正實用中，絕大多數情況下并 非需要系統在滿負荷下使用。可以通過調節氣隙實現流量和/或壓力的連續控制，取代原 系統中控制流量和/或壓力的閥門，在電機轉速不變的情況下，調節風機或水泵的轉速，符 合離心負載的比例定律。當輸出流量和/或壓力減少時，電機功率急劇下降，減少了能源 需求，從而大大地節約了能源。目前電機拖動領域常用的技術都存在著很多方面的缺點和 不足，隨著永磁耦合及調速技術的發展，將在許許多多應用領域逐漸退出市場或失去競爭 能力。舉例來說串級調速技術，可以回收轉差功率，但它不適合于鼠籠型異步電機，必須 更換電機；不能實現軟啟動，啟動過程非常復雜；啟動電流大；調速范圍有限；響應慢，不易 實現閉環控制；功率因數和效率低，并隨轉速的調低急劇下降；很難實現同PLC、DCS等控制 系統的配合，對提高裝置的整體自動化程度和實現優化控制無益；同時因控制裝置比較復 雜、諧波污染對電網有較大干擾，進一步限制了它的使用，屬落后技術。電磁轉差離合器調 速技術，通過對電磁離合器勵磁電流的控制實現對其磁極的速度調節，這種系統一般也采 用轉速閉環控制。這種調速系統全部轉差功率都被消耗掉，用增加轉差功率的消耗來換取 轉速的降低，轉差率增大，轉差功率也增大，以發熱形式消耗在轉子電路里，使得系統效率 也隨之降低，這類調速系統存在著調速范圍愈寬，轉差功率愈大，系統效率愈低的問題，控 制裝置也較為復雜，故不值得提倡。液力耦合器調速技術，屬低效調速方式，調速范圍有限， 高速丟轉約5% —10%，低速轉差損耗大，最高可達額定功率的30%以上，精度低、線性度 差、響應慢，啟動電流大，裝置大，不適合改造；容易漏液、維護復雜、費用大，不能滿足提高 裝置整體自動化水平的需要。變頻調速技術，是目前應用比較普遍和相對先進的技術，采用
8電力電子技術來實現對電機的速度調節，可以有效根據實際工況來自動控制，實現一定的 節能效果。但是變頻設備易產生諧波，大功率變頻器對電網的諧波污染非常大，它比較“嬌 貴”、對環境要求也比較苛刻，需要空調環境；高壓環境下故障率高，安全性差，變頻調速系 統需要專業人員維護，而且易損備件時常需要更換，維護費用高，調速范圍小，特別是在其 低速運行時對電機損害大，需要配備相應的變頻電機，對于常用的6000V以上高壓和50千 瓦一10000千瓦型號的變頻器來說，其價格昂貴，且擁有者總成本非常大。同樣，在其他的行業中，傳動軸耦合驅動及負載調速的場合也有著巨大的需求，對 其技術進步的要求也一樣強烈，迫切需要新技術取代傳統技術，如汽車和機械設備上經常 用到的離合器、聯軸器、變速器等等，由于絕大多數為硬聯接或摩擦聯接傳動結構，存在著 效率低、易磨損、可靠性差、不易操控、制造加工組裝困難、設備啟動困難、軸對準要求高、噪 聲和振動大等很多方面的缺點和不足。因此，動力傳輸耦合、調速及節能技術是一個永久的 研究和開發課題。永磁耦合及調速技術是目前最為先進的、正在進一步大力研究和開發的傳動軸耦 合驅動和調速技術，主要優點表現在①節能，可無級調整轉速，調速范圍在0—98%;②結 構簡單；③可靠性高，容易安裝，不怕惡劣環境，壽命長達25年以上；④軟啟動，動力設備完 全在空載下啟動；⑤不怕堵轉，不怕脈沖型負載，機械密封；⑥容忍軸偏心，具有負載隔離， 減低振動、噪聲；⑦延長設備壽命，增長故障周期，減少維護需求；⑧無諧波危害，不傷害動 力設備，不影響電網安全，除執行機構和控制器之外不用電源供電，適用于各種工業級電機 系統及防爆場合；⑨無電磁波干擾；⑩擁有者總成本比較低。還有一個重要的特點是對動 力源設備沒有任何條件要求，只要動力源設備的輸出軸轉動即可工作。目前市場上看到的永磁耦合及調速器，已經得到用戶的認可和好評，例如美國麥 格納驅動公司的相關產品，也是目前全球市場上推出的唯一的、適合電機拖動領域的一種 有大功率型號的永磁耦合及調速器產品，再有就是常見的不能調速的傳動軸雙永磁聯軸器 或耦合器。由于它們受結構和技術方案的局限，致使其產品技術性能有很多不足，需要改 進和克服，它主要有以下幾個方面的不足①只采用單一的永磁耦合組件，永磁耦合的技術 優勢發揮不夠充分，使得產品結構單一，產品單位體積的功率容量不能太大，傳輸效率也較 低；②永磁耦合及調速器本身不能自動調節氣隙間距達到調速目的，必須配置另外的執行 機構或裝置來實現氣隙間距調節，是一種純機械的傳動軸耦合及調速傳動裝置，在目前機 電一體化技術已非常先進和可靠的背景下，非機電一體化的產品已不能適應高可靠性、高 精度、及時跟隨、智能化的要求；③由于受永磁耦合工作原理的局限，永磁耦合驅動的效率 較低，在磁耦合組件的尺寸、氣隙間距、軸轉速和轉速差確定的條件下，單位體積所能提供 的磁轉矩功率還比較小、發熱量較大，致使超大功率的永磁耦合及調速器的設計制造還受 到成本和技術瓶頸的限制；④產品中用于調節氣隙間距的機械傳動機構存在著固有的技術 局限和缺點，特別是對于設有兩組及兩組以上磁耦合轉盤或轉筒單元的系統，其傳動環節 多機構多、機構之間有傳動空隙、可靠性差、調節執行不夠直接、速度較慢等，使得上述產品 不能應用于對調速跟隨性和調速精度要求較高的場合，如發電廠大型鍋爐給水泵的調速場 合等；⑤產品不具備智能自動化和智能控制功能，更談不上對軟啟動及負載異常運行情況 的人性化處理，不能針對不同的負載特性和運行狀況進行個性化參數設置，在很多應用場 合受到很大局限；⑥由于產品結構單一，在許多應用領域受到局限，目前只在電機拖動領域
9應用；⑦產品非一體化整機包裝運輸結構，在產品安裝現場還需要較為復雜的部件、組件安 裝，其結構和部件易受到損傷、損壞，有時還會出現安裝事故，危及人身安全，安裝質量參差 不齊，不能保證整機的質量和技術性能，有必要對產品的結構及其相關聯的一體化組裝機 構進行方案設計，同時從根本上解決安裝過程中的人身安全問題，避免安裝事故的發生。基于本發明人在長期的產品應用和研發實踐中對各種永磁耦合組件的深刻認識， 有必要對雙永磁耦合組件的技術方案進行創新性融合和集成，結合先進的永磁耦合氣隙間 距和氣隙耦合面積調節機構以及先進的傳感器技術、自控和智能化技術，打造一種先進的、 新型的、安裝更便捷和安全的、系列化的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器技術 方案。依據本發明的技術方案可制作成具有不同用途或不同功能的系列產品，以完善和克 服目前永磁耦合及調速器產品的上述不足、缺陷以及相關技術瓶頸的限制，可大大提高永 磁耦合及調速器產品的單位體積所能提供的扭矩傳輸或驅動功率，并提高磁扭矩傳輸或驅 動效率、降低發熱量，有效解決目前永磁耦合及調速器產品在設計和生產過程中存在的多 方面技術問題，在全世界都在努力節能減排、倡導科學發展的背景下，迫切要求對永磁耦合 扭矩傳輸或驅動機理及其技術方案進行革新地構思和重新設計，為更先進、更大功率的永 磁耦合及調速器產品提供重要的、核心的技術支撐和技術方案，以滿足電機拖動系統領域 對先進的、性價比卓越的新型傳動軸永磁耦合驅動和調速系列產品的急需。
發明內容
在上述已公知的傳動軸永磁耦合驅動或調速技術的基礎上，本發明在以下方面進 行了創新設計①發揮雙永磁耦合組件的優勢，提高本發明裝置的單位體積磁扭矩傳輸效 率；②給出了系列化的、功能不同的、用于調節磁扭矩大小或調節負載轉速的氣隙間距和氣 隙耦合面積調節機構組件的設計思想及其技術方案，這些技術方案有轉盤限位機構組件、 扭矩傳輸機構組件、轉盤聯動機構組件、離心式調節機構組件、無級調節機構組件、自動無 級調節機構組件等，它們可單獨實施，也可根據實際功能和技術需要選擇適配的調節機構 組件進行組合實施，為設計系列化的傳動軸永磁耦合驅動和調速產品提供技術支撐；③采 用先進的嵌入式微處理技術、自控技術以及非接觸式位移、轉速、溫度傳感器技術和冷卻液 液位監測技術，給出了具有系統運行監控、軟啟動模式控制、負載堵轉事件處理和轉速智能 調節功能的智能控制器技術方案，智能控制器與自動調節機構組件相適配，使永磁耦合傳 動和調速裝置成為全自動化智能化的系統，不但產品的可操控性有了飛躍的進步，而且大 幅度提高了系統的實時跟隨性能，實現了系統運行過程中的全程監控及智能化控制功能， 并可針對不同的負載特性和運行狀況進行個性化參數設置和控制，滿足了各種應用領域的 技性能要求；④采用先進的散熱技術，打破了永磁耦合組件的系統結構布設方面的局限，可 使發熱部件的散熱問題得到高效處理，大大提高了產品單位體積的功率容量，同時降低了 產品成本；⑤給出了產品的一體化整機包裝運輸安裝結構方案，為保證安裝質量、避免安裝 事故的發生提供了技術保障。本發明的具體技術方案如下一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，它為轉筒型或轉盤轉 筒復合型結構，由至少一組軸向磁場永磁耦合組件或/和徑向磁場永磁耦合組件、至少一 副與永磁耦合組件中的主動轉盤相適配的主動永磁耦合轉盤聯軸機構和對應的主動軸聯軸節、至少一副與永磁耦合組件中的被動永磁耦合轉盤相適配的被動永磁耦合轉盤聯軸機 構和對應的被動軸聯軸節、一副永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構以及一副使系 統成一體化整體結構以便包裝運輸和安裝用的一體化組裝機構組成，軸向磁場永磁耦合組 件為軸向磁場雙永磁耦合組件，徑向磁場永磁耦合組件為徑向磁場雙永磁耦合組件，永磁 耦合組件中的主動轉盤通過相適配的主動永磁耦合轉盤聯軸機構與對應的主動軸聯軸節 相聯接，永磁耦合組件中的被動永磁耦合轉盤通過相適配的被動轉盤聯軸機構與對應的被 動軸聯軸節相聯接，在主動轉盤及其相關聯的聯軸機構上或者在被動轉盤及其相關聯的聯 軸機構上設置適配的永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構，設備出廠包裝、運輸與 安裝過程中在主動轉盤及其相關聯的聯軸機構與被動轉盤及其相關聯的聯軸機構之間設 置一體化組裝機構。如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所述的軸 向磁場永磁耦合組件中的兩個相互適配的氣隙磁場耦合盤呈圓盤或圓環盤平面對立狀結 構，其中的軸向磁場永磁體盤由圓盤或圓環盤狀的永磁體安裝盤和相適配的至少一個永磁 體或永磁體組構成，一個永磁體組中的相鄰永磁體在其圓盤或圓環盤狀的安裝盤的圓環周 上呈軸向N、S極性交錯地布設，軸向磁場永磁體盤與適配的軸向磁場永磁體盤以永磁聯軸 節方式耦合構成軸向磁場雙永磁耦合組件，所述的徑向磁場永磁耦合組件中的兩個相互適 配的氣隙磁場耦合盤呈圓筒盤或圓管盤嵌套狀結構，其中的徑向磁場永磁體盤由圓筒盤或 圓管盤狀的永磁體安裝盤和相適配的至少一個永磁體或永磁體組構成，一個永磁體組中的 相鄰永磁體在其圓筒盤或圓管盤狀的安裝盤的圓周上呈徑向N、S極性交錯地布設，徑向磁 場永磁體盤與適配的徑向磁場永磁體盤以永磁聯軸節方式耦合構成徑向磁場雙永磁耦合 組件。如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所述的主 動永磁耦合轉盤聯軸機構由用于安裝永磁耦合組件中的主動永磁耦合轉盤的機籠壁、機籠 端壁、轉筒壁、轉筒端壁中的至少之一、并與對應的主動軸聯軸節相適配連接的部件或聯合 組件構成，在主動永磁耦合轉盤與主動軸聯軸節之間由主動永磁耦合轉盤聯軸機構形成連 接、支撐、力矩傳輸和傳動結構，所述的被動永磁耦合轉盤聯軸機構由用于安裝永磁耦合組 件中的被動永磁耦合轉盤的端壁、端壁上的非圓形軸孔及其軸套、非圓形中心短軸、力矩傳 輸滑杠、中心轉盤及其聯軸節和中心短軸部件或組件中的至少之一、并與對應的被動軸聯 軸節相適配連接的部件或聯合組件構成，在被動永磁耦合轉盤與被動軸聯軸節之間由被動 永磁耦合轉盤聯軸機構形成連接、支撐、力矩傳輸和傳動結構。如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所述的被 動永磁耦合轉盤聯軸機構由用于安裝永磁耦合組件中的被動永磁耦合轉盤的機籠壁、機籠 端壁、轉筒壁、轉筒端壁中的至少之一、并與對應的被動軸聯軸節相適配連接的部件或聯合 組件構成，在被動永磁耦合轉盤與被動軸聯軸節之間由被動永磁耦合轉盤聯軸機構形成連 接、支撐、力矩傳輸和傳動結構，所述的主動永磁耦合轉盤聯軸機構由用于安裝永磁耦合組 件中的主動永磁耦合轉盤的端壁、端壁上的非圓形軸孔及其軸套、非圓形中心短軸、力矩傳 輸滑杠、中心轉盤及其聯軸節和中心短軸部件或組件中的至少之一、并與對應的主動軸聯 軸節相適配連接的部件或聯合組件構成，在主動永磁耦合轉盤與主動軸聯軸節之間由主動 永磁耦合轉盤聯軸機構形成連接、支撐、力矩傳輸和傳動結構。
如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所述的永 磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構為固定限位的或手動無級限位調節的轉盤限位 銷、轉盤限位螺母、帶限位調節螺栓的橫式/縱式凸輪一凸輪槽撥桿或拉線器式限位調節裝置。如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所述的永 磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構為無級調節機構，它有六種供分別實施的結構， 其一是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、與 相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤/轉筒隔離軸承外套或內套、帶凸輪槽的轉盤/轉筒隔 離軸承對應內套或外套、帶與凸輪槽配合的并使其內套或外套做直線位移傳動的凸輪和繞 軸轉動調節桿或調節手柄的凸輪套筒、凸輪套筒的軸隔離軸承及適配的擺動支架組件和/ 或適配的固定支架組件構成，其二是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心 短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤/轉筒隔離軸承外套或內 套、帶滾動/滑動絲母筒的轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套、帶與絲母筒配合的并使絲 母筒做直線位移傳動的滾動/滑動絲母筒螺絲和繞軸轉動調節桿或調節手柄的絲母套筒、 絲母套筒的軸隔離軸承及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其三是由 永磁耦合轉盤/轉筒端壁上的非圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、 與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形軸套相聯接的轉盤/轉筒隔離軸承外套或內套、帶 凸輪槽的轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套、帶與凸輪槽配合的并使其做直線位移傳動 的凸輪和繞軸轉動調節桿或調節手柄的凸輪套筒、凸輪套筒的軸隔離軸承及適配的擺動支 架組件和/或適配的固定支架組件構成，其四是由永磁耦合轉盤/轉筒端壁上的非圓形軸 孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形 軸套相聯接的轉盤/轉筒隔離軸承外套或內套、帶滾動/滑動絲母筒的轉盤/轉筒隔離軸 承對應內套或外套、帶與絲母筒配合的并使其做直線位移傳動的滾動/滑動絲母筒螺絲和 繞軸轉動調節桿或調節手柄的絲母套筒、絲母套筒的軸隔離軸承及適配的擺動支架組件和 /或適配的固定支架組件構成，其五是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心 短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯接的轉盤/轉筒隔離軸承外套 或內套，帶凸輪、齒條或絲杠螺母的轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套，布設在傳動軸一 側并與轉盤/轉筒隔離軸承內套或外套對應適配的設置有凸輪直線位移傳動機構、齒條直 線位移傳動機構或者絲杠螺母直線位移傳動機構和與其適配的調節桿或調節手柄的驅動 機構組件及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其六是由永磁耦合轉盤 /轉筒端壁上的非圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、與相適配轉盤 /轉筒端壁或其上非圓形軸套相聯接的轉盤/轉筒隔離軸承外套或內套，帶凸輪、齒條或絲 杠螺母的轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套，布設在傳動軸一側并與轉盤/轉筒隔離軸 承內套或外套對應適配的設置有凸輪直線位移傳動機構、齒條直線位移傳動機構或者絲杠 螺母直線位移傳動機構和與其適配的調節桿或調節手柄的驅動機構組件及適配的擺動支 架組件和/或適配的固定支架組件構成，所述的背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機 構有五種供分別實施的結構，之一是滾動/滑動絲杠副結構，它由至少一副轉盤/轉筒聯動 滾動/滑動絲杠、轉盤/轉筒端壁上的聯動滾動/滑動螺母及相適配的中心轉盤上的滾動 /滑動絲杠副支撐軸承構成，之二是轉盤/轉筒聯動圓柱形或條型齒條齒輪副結構，它由至少一副相對固定在背靠背相鄰轉盤/轉筒端壁上的齒條、對應適配的齒條過孔及中心轉盤 上的齒條齒輪副傳動齒輪組件構成，之三是橫式轉盤/轉筒聯動凸輪槽撥桿副結構，它由 至少一副固定在兩個轉盤/轉筒端壁上的凸輪、安裝在中心轉盤上的兩端設置有凸輪槽的 并與轉盤/轉筒端壁上的凸輪相適配的橫式轉盤/轉筒聯動凸輪槽撥桿構成，之四是縱式 轉盤/轉筒聯動滑桿撥叉副結構，它由至少一副固定在轉盤/轉筒端壁上的滑槽或滑桿、安 裝在中心轉盤上的兩端設置有滑動凸輪或桿孔并與轉盤/轉筒端壁上的滑槽或滑桿相適 配的縱式轉盤/轉筒聯動滑桿撥叉構成，之五是轉盤/轉筒力矩傳輸滑杠結構，它由至少一 副固定安裝在中心轉盤上的轉盤/轉筒力矩傳輸滑杠及與其滑杠相適配的轉盤/轉筒端壁 上的滑孔及滑孔軸套構成，所述的非圓形中心短軸有兩種供分別實施的結構，一種是通體 均為非圓形結構軸，另一種是兩節結構，其中一節是用于安裝永磁耦合轉盤/轉筒的非圓 形軸，另一節是圓形軸，所述的擺動支架安裝在系統地基、系統基座或系統支架與轉盤/轉 筒隔離軸承相適配的內套或外套之間，所述的固定式支撐架安裝在系統地基、系統基座或 系統支架與傳動軸隔離軸承或伺服電機之間。 如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所述的永 磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構為自動無級調節機構，它由無級調節結構、伺服 電機及其相關聯機構、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，有 九種供分別實施的結構，其一是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心短軸、 轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶凸輪槽的轉 盤隔離軸承對應內套或外套、設有與凸輪槽配合的并使其內套或外套做直線位移傳動的凸 輪套筒軸、驅動凸輪套筒軸做旋轉運動的筒型或盤環型旋轉伺服電機、伺服電機筒軸與中 心短軸隔離軸承、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件，其二是由背 靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒 端壁相聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶滾動/滑動絲母筒的轉盤隔離軸承對應內套或外 套、設有與絲母筒配合的并使絲母筒做直線位移傳動的滾動/滑動絲母筒螺絲、驅動絲母 筒螺絲做旋轉運動的筒型或盤環型旋轉伺服電機、伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸承、控 制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其三是由轉盤/轉筒非圓形 軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形軸套 相聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶凸輪槽的轉盤隔離軸承對應內套或外套、設有與凸輪 槽配合的并使其內套或外套做直線位移傳動的凸輪套筒軸、驅動凸輪套筒軸做旋轉運動的 筒型或盤環型旋轉伺服電機、伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸承、控制器及適配的擺動支 架組件和/或適配的固定支架組件構成，其四是由轉盤/轉筒非圓形軸孔和軸套、非圓形中 心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形軸套相聯的轉盤隔離軸承 外套或內套、帶滾動/滑動絲母筒的轉盤隔離軸承對應內套或外套、設有與絲母筒配合的 并使絲母筒做直線位移傳動的滾動/滑動絲母筒螺絲、驅動絲母筒螺絲做旋轉運動的筒型 或盤環型旋轉伺服電機、伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸承、控制器及適配的擺動支架組 件和/或適配的固定支架組件構成，其五由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、 中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶與 直線伺服電機輸出筒軸聯接螺孔和螺絲的轉盤隔離軸承對應內套或外套、設有與轉盤隔離 軸承對應內套或外套相適配聯接螺孔并與之相聯接使其做直線位移傳動的直線運動筒軸、
13驅動筒軸做直線運動的筒型或盤環型直線伺服電機、直線伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸 承、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其六由轉盤/轉筒非 圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形 軸套相聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶與直線伺服電機輸出筒軸聯接螺孔和螺絲的轉盤 隔離軸承對應內套或外套、設有與轉盤隔離軸承對應內套或外套相適配的聯接螺孔并與之 相聯接使其做直線位移傳動的直線運動筒、驅動筒軸作直線運動的筒型或盤環型直線伺服 電機、直線伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸承、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配 的固定支架組件構成，其七是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心短軸、轉 盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤隔離軸承外套或內套，帶凸輪、齒條或絲 杠螺母的轉盤隔離軸承對應內套或外套，布設在傳動軸一側并與轉盤隔離軸承內套或外套 對應適配的設置有使凸輪直線位移傳動機構、使齒條直線位移傳動機構或者使絲杠螺母直 線位移傳動機構的直線伺服電機、旋轉伺服電機或直交軸旋轉伺服電機、控制器及適配的 擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其八是由轉盤/轉筒非圓形軸孔和軸套、 非圓形中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形軸套相聯的轉盤 隔離軸承外套或內套，帶凸輪、齒條或絲杠螺母的轉盤隔離軸承對應內套或外套，布設在傳 動軸一側并與轉盤隔離軸承內套或外套對應適配的設置有使凸輪直線位移傳動機構、使齒 條直線位移傳動機構或者使絲杠螺母直線位移傳動機構的直線伺服電機、旋轉伺服電機或 直交軸式伺服電機、控制器適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其九是 由所述無級調節機構分別與外部適配的并獨立設置的傳統型的執行機構及其相配的控制 器構成，無級調節機構中的調節桿或調節手柄與適配的執行機構的輸出機構相聯接，所述 的背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構有五種供分別實施的結構，之一是滾動/滑 動絲杠副結構，它由至少一副轉盤/轉筒聯動滾動/滑動絲杠、轉盤/轉筒端壁上的聯動 滾動/滑動螺母及相適配的中心轉盤上的滾動/滑動絲杠副支撐軸承構成，之二是轉盤/ 轉筒聯動圓柱形或條型齒條齒輪副結構，它由至少一副相對固定在背靠背相鄰轉盤/轉筒 端壁上的齒條、對應適配的齒條過孔及中心轉盤上的齒條齒輪副傳動齒輪組件構成，之三 是橫式轉盤/轉筒聯動凸輪槽撥桿副結構，它由至少一副固定在兩個轉盤/轉筒端壁上的 凸輪、安裝在中心轉盤上的兩端設置有凸輪槽的并與轉盤/轉筒端壁上的凸輪相適配的橫 式轉盤/轉筒聯動凸輪槽撥桿構成，之四是縱式轉盤/轉筒聯動滑桿撥叉副結構，它由至 少一副固定在轉盤/轉筒端壁上的滑槽或滑桿、安裝在中心轉盤上的兩端設置有滑動凸輪 或桿孔并與轉盤/轉筒端壁上的滑槽或滑桿相適配的縱式轉盤/轉筒聯動滑桿撥叉構成， 之五是轉盤/轉筒力矩傳輸滑杠結構，它由至少一副固定安裝在中心轉盤上的轉盤/轉筒 力矩傳輸滑杠及與其滑杠相適配的轉盤/轉筒端壁上的滑孔及滑孔軸套構成，所述的非圓 形中心短軸有兩種供分別實施的結構，一種是通體均為非圓形結構軸，另一種是兩節結構， 其中一節是用于安裝永磁耦合轉盤/轉筒的非圓形軸，另一節是圓形軸，所述的擺動支架 安裝在系統地基、系統基座或系統支架與轉盤/轉筒隔離軸承相適配的內套或外套之間， 所述的固定式支撐架安裝在系統地基、系統基座或系統支架與傳動軸隔離軸承或伺服電機 之間，所述控制器為刻度盤型控制器、數顯控制器或智能控制器，刻度盤型控制器由控制刻 度盤、控制旋鈕或按鍵、控制器輸入輸出接口、電機電源單元、電機控制單元、PLC可編程控 制器接口單元及其相適配的控制電路和外圍單路、電源開關、電源保險及控制器外殼組成，數顯控制器由嵌入式微處理器單元、顯示器單元、操作鍵盤單元、控制器輸入輸出接口、電 機電源單元、控制器電源電路單元、電源開關、電源保險及控制器外殼組成，智能控制器由 嵌入式微處理器、顯示器單元、操作鍵盤單元、至少一路且至少一種傳感器及其適配的輸入 接口、至少一路開關量輸入/輸出接口單元、至少一路模擬量輸入/輸出接口單元、至少一 個或至少一種通用或非標數據通訊接口單元、電機電源單元、控制器電源電路單元、電源開 關、電源保險及控制器外殼等構成，傳感器有四種供配用，第一種是用于直接或間接檢測永 磁耦合氣隙間距和耦合面積的位移傳感器，第二種是用于檢測主動或被動傳動軸轉速的傳 感器，第三種是用于傳感永磁耦合組件溫度的溫度傳感器，第四種是用于傳感冷卻水水位 的液位傳感器，通用或非標數據通訊接口單元有485接口、現場總線接口、互聯網接口、局 域網接口、無線通訊接口或專用非標接口，用于所述各種傳感器獲取的狀態信息采集和處 理、操作鍵盤輸入命令處理、顯示器輸出信息處理、伺服電機電源時序和幅值處理及所述各 種接口單元輸入輸出信息處理并完成系統數據計算、事件分析處理和數據存儲的嵌入式微 處理器單元分別通過相應數據總線與所述各對應單元端口相接駁，控制器電源電路為控制 器中的每個電路單元提供工作電源并與相應單元的電源輸入端相接駁，受控于嵌入式微處 理器單元并為伺服電機提供相適配伺服驅動電源的伺服電機電源的控制線通過數據總線 與嵌入式微處理器單元的相應端口相接駁。如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所述的永 磁耦合組件的非永磁體轉盤的非氣隙磁場耦合的一側和/或與永磁耦合組件相聯接的發 熱部件、發熱機構或發熱組件上安裝、固定、制作或配裝相適合的散熱器、散熱片、旋轉熱導 管散熱器、水冷組件或組合式綜合技術散熱組件，或者在發熱部件或組件上制作設置、鑲 嵌、焊接、嵌入或置入旋轉熱導管的吸熱段，通過旋轉熱導管的輸送段把熱量引出到裝置外 部適當位置設置的旋轉熱導管冷卻段進行散熱處理，旋轉熱導管冷卻段上設置散熱片、散 熱器或水冷組件，組合式綜合技術散熱組件是采用三種既風冷技術部件、旋轉熱導管技術 組件和水冷技術系統之中至少含有其中兩種技術結構的綜合散熱組件，在對應于散熱器或 散熱片的散熱通風通道部件上設置通風口、風孔或散熱介質路徑。如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所述的一 體化組裝機構，是指本裝置出場調試和測試之后安裝的并在本裝置出廠包裝、運輸與安裝 過程中安裝在主動轉盤及其相關聯的聯軸機構與被動轉盤及其相關聯的聯軸機構之間的 便于整體包裝、運輸和安裝的一體化組裝機構，它有五種供分別實施的結構，其一是設置在 主動軸一側的主動轉盤/轉筒端壁與被動轉盤/轉筒端壁組件之間的一體化組裝用螺桿組 件，其二是設置在主動軸一側的主動轉盤/轉筒端壁與中心短軸組件或非圓形中心短軸之 間的一體化組裝用螺桿組件，其三是是設置在主動轉盤/轉筒壁或機籠壁與被動轉盤/轉 筒壁組件與主動轉盤/轉筒筒壁之間的一體化組裝用螺桿組件，其四是設置在被動軸一側 的被動轉盤/轉端壁組件與主動轉盤/轉筒端壁之間的一體化組裝用螺桿組件，其五是設 置在被動軸一側的中心短軸組件或非圓形中心短軸與主動轉盤/轉筒端壁或筒壁之間的 一體化組裝用“螺桿聯接帽”式組件，在輸入聯軸器及其相連接的部件和輸出聯軸器及其相 連的部件之間用一體化組裝機構組件聯接固定起來，在設備安裝之收尾工作過程中且設備 運行調試之前再逐一替代或卸掉一體化組裝機構組件。如上所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，本裝置的外部設置有防塵罩或設置具有安全防護和防止磁場泄露的機籠或機殼，它們只與本裝置最 外部的、主動轉盤部分和被動轉盤部分其中之一相聯接的組件相聯接，或者與適配的散熱 組件或散熱系統融合為一體式結構，或者把機籠、機殼或防塵罩設置或融合在另外給本裝 置、電機或負載設置的基座或基架、支架或支座上，支架或支座為臥式結構或者立式結構。本發明中，所采用的雙永磁耦合組件的具體結構及其布設方案屬于公知技術，本 案中就不再做詳細說明，本案主要是構建雙永磁耦合組件相互融合或集成的技術方案、永 磁耦合氣隙磁場的氣隙間距和耦合面積調節機構的技術方案、自動調節控制和智能控制技 術方案、系統散熱技術方案以及便于本發明裝置進行整體包裝、運輸和安裝的一體化組裝 機構的技術方案，并對一些典型的、有代表性的或能說明方案設計思想的具體技術方案進 行了具體實施例說明。為實現本發明的目的，依據本發明的技術方案，在保持永磁耦合及調速技術所具 有的前述十多項優點的前提下，克服和解決目前公知技術中存在的不足、缺陷和問題，設計 一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，它必將為永磁耦合及調速裝置的系列產品帶 來巨大的、飛躍式的技術進步。
圖1為實施例1在安裝有一體化組裝機構并處于最小氣隙間距和最大耦合面積時 的工作原理及結構剖切示意圖。圖2為實施例1在卸換掉一體化組裝機構并處于最大氣隙間距和最小耦合面積時 的工作原理及結構剖切示意圖。圖3為實施例2在安裝有一體化組裝機構時的工作原理及結構剖切示意圖。圖4為實施例2的非圓形中心短軸右視圖。圖5為實施例3在安裝有一體化組裝機構并處于最小氣隙間距和最大耦合面積時 的工作原理及結構剖切示意圖。圖6為實施例3在卸換掉一體化組裝機構后、在圖10所示狀態基礎上轉盤旋轉90 度并處于最大氣隙間距和最小耦合面積時的工作原理及結構剖切示意圖。圖7為實施例4的工作原理及結構剖切示意圖。
圖8為實施例4的中心短軸右視圖。
圖9為實施例5的工作原理及結構剖切示意圖。
圖10為實施例5的智能控制器原理及組成框圖。
圖11為實施例6的工作原理及結構剖切示意圖。
圖12為實施例6的非圓形中心短軸右視圖。
圖13為實施例7的工作原理及結構剖切示意圖。
圖14為實施例7的非圓形中心短軸右視圖。
圖15為實施例8的工作原理及結構剖切示意圖。
圖16為圖15中的橫式轉盤聯動凸輪槽撥桿副的俯視結構示意圖。
圖17為實施例9的工作原理及結構剖切示意圖。
圖18為實施例10的工作原理及結構剖切示意圖。
圖19為實施例10的非圓形中心短軸右視圖。
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圖20為實施例11的工作原理及結構剖切示意圖。圖21為實施例11的非圓形中心短軸右視圖。
具體實施例方式實施例1如圖1和圖2所示，它由軸向磁場永磁體盤(1001、1002)與軸向磁場永磁體盤 (1035,1036)分別相耦合構成軸向磁場雙永磁耦合組件(1001和1035、1002和1036)以 背靠背布設的轉盤型結構的永磁耦合聯軸器，另外，還有外轉筒壁(1072)的內圓周面設有 徑向磁場永磁體盤(1350、1351)、內轉筒壁(1050、1051)的外圓周面設有徑向磁場永磁體 盤(1355、1356)，并分別對應耦合構成徑向磁場雙永磁耦合組件；主動永磁耦合轉盤聯軸 機構由機籠壁(1280)和機籠端壁(1284)構成，機籠端壁(1284)與主動軸聯軸節(1310) 相聯接；被動永磁耦合轉盤聯軸機構由轉盤端壁(1060、1061)、轉盤端壁上的滾動絲杠副 螺母(1154、1155)、滾動絲杠副絲杠(1152、1153)、圖中未示出的轉盤端壁(1060,1061)上 的滑杠孔及其軸套和轉盤力矩傳輸滑杠、中心轉盤(1090)、中心轉盤聯軸器(1093)及中心 短軸(1120)構成，中心短軸(1120)的外端與適配的被動軸聯軸節(1311)相聯接；氣隙間 距和耦合面積調節機構為無級調節機構，它由背靠背相鄰永磁耦合轉盤的聯動機構、中心 短軸(1120)、轉盤隔離軸承(1201)、與相適配轉盤端壁(1060)相聯的轉盤隔離軸承外套 (1202)、帶凸輪槽(1204)的轉盤隔離軸承內套(1203)、帶有與凸輪槽(1204)配合的并使其 內套(1203)做直線位移傳動的凸輪(1206)和繞軸轉動調節桿(1207)的凸輪套筒(1205)、 凸輪套筒(1205)的軸隔離軸承(1208)及安裝在轉盤隔離軸承內套(1203)與地基之間的 擺動支架(1477)組件構成，其中的背靠背相鄰永磁耦合轉盤的聯動機構是滾動絲杠副結 構，它由軸對稱的兩副轉盤聯動滾動絲杠副絲杠(1152、1153)、轉盤端壁上的滾動絲杠副螺 母(1154、1155)及相適配的中心轉盤(1090)上的滾動絲杠副支撐軸承(1101)構成；一體 化組裝機構由設置在主動聯軸節(1310)與中心轉盤(1090)之間對應適配的螺孔及長螺栓 (1316、1315)組成，在系統出廠調試之后包裝之前安裝上，在設備安裝過程的最后階段再逐 一用適配的短螺絲(1317、1319)替換掉長螺栓(1316、1315)即完成了一體化組裝機構的使 命，它不影響系統結構和系統功能；設有散熱風孔(1263、1264)。本實例的工作原理當轉動調節桿(1207)時，帶動凸輪套筒(1205)轉動，凸輪 套筒(1205)上的凸輪(1206)與轉盤隔離軸承內套(1203)上的凸輪槽(1204)配合并使 轉盤隔離軸承內套(1203)做直線位移傳動，轉盤隔離軸承內套(1203)帶動轉盤隔離軸承 (1201)、轉盤隔離軸承外套(1202)及轉盤端壁(1060)做直線位移傳動，轉盤端壁(1060) 上的滾動絲杠副螺母(1154)帶動滾動絲杠副絲杠(1152)轉動，由于每副滾動絲杠副上的 兩段絲杠(1152、1153)呈反向螺紋設計，滾動絲杠副絲杠(1152、1153)在中心轉盤(1090) 上的滾動絲杠副支撐軸承(1101、1102)的支撐下，滾動絲杠副絲杠(1153)帶動轉盤端壁 (1061)上的滾動絲杠副螺母(1155)及其轉盤端壁(1061)做相向或相反方向的直線位移運 動，使背靠背設置的永磁耦合組件中的氣隙磁場間距同時得到相同的調節，從而達到無級 調節磁扭矩和負載轉速的目的。擺動支架(1477) —方面對氣隙調節機構起到定位防止轉 動并跟隨轉盤隔離軸承內套(1203)做直線位移擺動，另一方面對被動轉盤系統起到支撐 作用。
需要指出的是，本實施例也包括把實施例中的主動軸與被動軸進行倒置或互換地 反向使用，倒置或互換后的本發裝置可正常工作，這一點適用于本發明的所有實施方案和 實施例；另外本發明中類似于轉盤隔離軸承內套(1203)上的凸輪槽(1204)與凸輪套筒 (1205)上的凸輪(1206)配合均呈對應適配設置，并且在轉盤隔離軸承內套(1203)和凸輪 套筒(1205)上可軸心對稱地設置多副“凸輪槽一凸輪”傳動機構，以便可靠、順暢工作。實施例2如圖3和圖4所示，它是由一個內轉筒(1550)和一個外轉筒(1570)相互嵌套構 成的筒型結構的永磁耦合聯軸器。軸向磁場雙永磁耦合組件由外轉筒的端壁(1580)上的 軸向磁場永磁體盤(1510)和內轉筒端壁(1561)上的軸向磁場永磁體盤(1535)構成；兩 組徑向磁場雙永磁耦合組件由外轉筒壁(1572)的內圓周面(1577)上的徑向磁場永磁體盤 (1820,1821)和內轉筒壁(1552)的外圓周面(1554)上的對應徑向磁場永磁體盤(1855、 1856)耦合構成；主動永磁耦合轉盤聯軸機構由外轉筒壁(1572)和外轉筒的端壁(1580) 構成，外轉筒的端壁(1580)與主動軸聯軸節(1810)相聯接；被動永磁耦合轉盤聯軸機構由 內轉筒端壁(1560、1561)、內轉筒端壁(1560、1561)上的非圓形軸孔和軸套(1635、1636)、 四方形中心短軸(1625)構成，四方形中心短軸(1625)的外端與被動軸聯軸節(1811)相聯 接；氣隙間距和耦合面積調節機構為無級調節機構，它由內轉筒端壁(1560、1561)、內轉筒 端壁(1560、1561)上的四方形軸孔和軸套(1635、1636)、安裝在四方形中心短軸(1625)適 當位置的限位銷(1682)、四方形中心短軸(1625)的四方形段(1627)和圓形段(1626)、轉 盤隔離軸承(1701)、與轉盤端壁(1560)相聯的轉盤隔離軸承外套(1702)、帶凸輪槽(1704) 的并安裝在圓形段(1626)上的轉盤隔離軸承內套(1703)、帶有與凸輪槽(1704)配合的 并使其內套(1703)做直線位移傳動的凸輪(1706)和繞軸轉動調節桿(1707)的凸輪套筒 (1705)、凸輪套筒(1705)的軸隔離軸承(1708)及安裝在轉盤隔離軸承內套(1703)與地 基之間的圖中未示出的擺動支架組件構成；一體化組裝機構由設置在主動聯軸節(1810) 與內轉筒端壁(1561)之間對應適配的螺孔及長螺栓(1816、1815)組成，在系統出廠調試 之后包裝之前安裝上，在設備安裝過程的最后階段再逐一用適配的短螺絲替換掉長螺栓 (1816,1815)即完成了一體化組裝機構的使命，它不影響系統結構和系統功能；在外轉筒 壁(1572)和外轉筒的端壁(1580)上及其外表面上設有散熱風孔(1763、1764)。本實例的工作原理與實施1相比較不同之處在于，其一是采用了轉筒型結構、使 系統結構更簡單；其二是無級調節機構采用非圓形中心短軸結構，也使氣隙間距和耦合面 積調節機構的結構更簡單、可靠。當轉動調節桿(1707)時，帶動凸輪套筒(1705)在四方形 中心短軸(1625)的圓形段(1626)上轉動，凸輪套筒(1705)上的凸輪(1706)與安裝在圓形 段(1626)上的轉盤隔離軸承內套(1703)上的凸輪槽(1704)配合并使轉盤隔離軸承內套 (1703)在圓形段(1626)上做直線位移傳動，轉盤隔離軸承內套(1703)帶動轉盤隔離軸承 (1701)、轉盤隔離軸承外套(1702)做相應的直線位移傳動，并帶動轉筒端壁(1560、1561) 和內轉筒(1550)在四方形中心短軸(1625)的四方形段(1627)上做相應的直線位移滑動， 永磁耦合組件中的氣隙磁場間距和耦合面積同時得到相應的調節，從而達到無級調節磁扭 矩和負載轉速的目的；限位銷(1682)可用來設定和限制最小氣息間距和最大耦合面積的 作用。同時轉筒端壁(1560、1561)與四方形中心短軸(1625)的四方形段(1627)之間還具 有扭矩傳輸功能，實現內轉筒(1550)帶動四方形中心短軸(1625)轉動的目的。
特別指出本發明中的非圓形中心短軸可以是四方形、五邊形、六邊形、花形軸或 花鍵軸(花鍵軸也是對非圓形傳動軸的傳統稱謂)，凡是能滑動且傳輸扭矩的、軸對稱的、 有邊棱的幾何形狀的軸均可用作非圓形中心短軸，本案中只選用最簡單的四方形中心短軸 只是作示例說明而已。實施例3如圖5和圖6所示，大體上與實施例1相同，參見實施例1，二者不同之處在于氣隙 間距和耦合面積調節機構中的轉盤隔離軸承內套及使其做直線位移傳動的機構有所不同， 本實施例的氣隙間距和耦合面積調節機構為自動無級調節機構，它的轉盤隔離軸承內套設 計為帶安裝螺孔和螺絲(2214)的隔離軸承內套(2213)，使隔離軸承內套(2213)做直線位 移傳動的機構設計成由套裝在中心短軸(2120)上的盤型直線伺服電機(2215)及其筒形輸 出軸(2216)、筒形輸出軸(2216)的內軸套(2219)、筒形輸出軸(2216)內軸套(2219)的隔 離軸承(2217、2218)以及直線伺服電機(2215)控制器(2480)構成，隔離軸承內套(2213) 通過安裝螺孔和螺絲(2214)與盤型直線伺服電機(2215)的筒形輸出軸(2216)相聯接； 在直線伺服電機(2215)與本裝置的地基之間設置有固定式支撐架(2478)，固定式支撐架 (2478)能把氣隙間距和耦合面積調節機構整體支撐著而且不影響永磁耦合組件、氣隙間距 和耦合面積調節機構和中心短軸或非圓形中心短軸正常工作，固定式支撐架(2478)還對 被動轉盤系統機構起到支撐和固定的作用；支撐架(2478)上設置有控制器(2480)，控制器 (2480)由控制刻度盤(2481)、控制旋鈕(2482)、控制器輸入輸出接口(2483)構成，控制器 內部還包含電機電源單元、電機控制單元或PLC可編程控制器及其相適配的外圍器件和組 件等；本實施例是一種全自動刻度盤式永磁耦合調速裝置，控制器(2480)在設定操作下為 直線伺服電機(2215)提供電源和控制信號，直線伺服電機(2215)驅動輸出筒形軸(2216) 做直線位移傳動，帶動隔離軸承內套(2213)做直線位移傳動，從而達到無級調節磁扭矩和 負載轉速的目的；固定式支撐架(2478)還對被動轉盤系統機構起到支撐和固定的作用。圖 5中還給出了轉盤力矩傳輸滑杠(2166和2167)及其對應轉盤上的過孔(2165)，安裝到轉 盤(2060、2061)上、滑杠軸孔及其軸套(2169、2168)設置到中心轉盤(2090)上的一種設計 方案，而且它的長短可根據需求進行設計。實施例4如圖7和圖8所示，大體上與實施例1相同，參見實施例1，二者不同之處在于氣隙 間距和耦合面積調節機構中的轉盤隔離軸承內套及使其做直線位移傳動的機構有所不同， 本實施例的氣隙間距和耦合面積調節機構為自動無級調節機構，它的轉盤隔離軸承內套設 計為帶內滾動絲筒(2724)的隔離軸承內套(2713)，使隔離軸承內套(2713)做直線位移傳 動的機構設計成由套裝在中心短軸(2620)上的盤型旋轉伺服電機(2725)及其輸出筒形轉 軸(2726)、輸出筒形轉軸(2726)的外端部設置有與隔離軸承內套(2713)上的內滾動絲筒 (2724)相適配的外滾珠絲筒(2729)、筒形輸出軸(2726)的隔離軸承(2727)以及旋轉伺服 電機(2725)控制器(2980)構成，隔離軸承內套(2713)通過其上的內滾動絲筒(2724)與 盤型旋轉伺服電機(2725)的筒形輸出轉軸(2726)上的外滾珠絲筒(2729)相嚙合聯接；在 旋轉伺服電機(2725)與本裝置的地基之間設置有固定式支撐架(2978)，支撐架(2978)上 設置有旋轉伺服電機(2725)控制器(2980)，控制器(2980)由數字顯示單元(2984)、鍵盤 單元(2985)、控制器輸入輸出接口(2983)、控制器外殼等組成，控制器(2980)內部還包含電機電源單元、電機控制單元或嵌入式單片機系統單元等；本實施例是一種全自動數字式 永磁耦合調速裝置，控制器(2980)在設定操作下為旋轉伺服電機(2725)提供電源和控制 信號，旋轉伺服電機(2725)驅動輸出筒形轉軸(2726)做旋轉傳動，通過滾動絲筒副(2729、 2724)帶動隔離軸承內套(2713)做直線位移傳動，從而達到無級調節磁扭矩和負載轉速的 目的；固定式支撐架(2978)還對被動轉盤系統機構起到支撐和固定的作用。實施例5如圖9和圖10所示，基本上與實施例3相同，二者不同之處在于氣隙間距和耦合 面積調節機構中的背靠背相鄰永磁耦合轉盤的聯動機構的不同，本實施例中采用的是轉盤 聯動圓柱形齒條齒輪副結構，它由兩副相對固定在背靠背相鄰轉盤端壁(3060、3061)上的 齒條(3153和3154、3155和3156)、對應適配的齒條過孔(3157,3158)及中心轉盤(3090) 上的齒條齒輪副傳動齒輪(3115、3116)組件構成，當轉盤隔離軸承外套(3212)及轉盤端壁 (3060)在直線伺服電機(3215)驅動下做直線位移傳動時，帶動轉盤端壁(3060)上的齒條 (3153,3155)也做相應的直線位移傳動，齒條(3153,3155)分別帶動傳動齒輪(3115,3116) 轉動，傳動齒輪(3115、3116)再分別帶動轉盤端壁(3061)上的齒條(3154、3156)及其轉盤 端壁(3061)做相向或相反方向的直線位移運動，使背靠背設置的永磁耦合組件中的氣隙 磁場間距同時得到相同的調節，從而達到無級調節磁扭矩和負載軸或負載轉速的目的。本 實施例的其它機械系統的工作原理和結構闡述參見實施例3，只不過相對應的部件標號增 加1000即可。另外，本實施例是一種全自動智能型永磁調速裝置。在直線伺服電機(3235)與本 裝置的地基之間設置有固定式支撐架(3478)，支撐架(3478)上設置有智能控制器(3480)， 從外部看智能控制器(3480)，它由圖文顯示器單元(3484)、鍵盤單元(3485)、輸入輸出接 口組件(3492)、傳感器及控制接線端子(3494)等構成，如圖10所示為智能控制器(3480) 的電路構成及工作原理框圖，它由嵌入式微處理器單元、圖文顯示器單元、鍵盤單元、位移 傳感器及其接口單元、主動軸轉速傳感器及其接口單元、被動軸轉速傳感器及其接口單元、 用于監測發熱轉盤或部件溫度的溫度傳感器及其接口單元、冷卻液位傳感器接口單元、多 路開關量輸入輸出接口單元、多路模擬量輸入輸出接口單元、通用或非標數據通訊接口組 件、傳感器及控制接線端子單元、電機電源單元、控制器電源電路及控制器外殼等構成，控 制器電源電路為控制器中的每個電路單元提供工作電源，電機電源單元為適配的伺服電機 提供驅動電源和控制信號；嵌入式微處理器通過對上述直接的或間接的系統工作狀態傳 感信號和數據的采集、計算和分析，結合存儲的系統參數和歷史數據、實時操作命令和接口 通訊數據，使智能控制器具有系統自檢、工作狀態自學習和自適應、工作狀態實時監控、事 件獲取及應急處理、故障報警及人性化的人機操作界面等功能，控制和驅動適配的伺服電 機智能化工作，使永磁調速裝置成為先進的、魯棒化的、智能化的傳動軸耦合驅動和調速系 統。實施例6如圖11和圖12所示它是由以“軸向磁場永磁體盤一軸向磁場永磁體盤”依次 順序布設三組軸向磁場雙永磁耦合組件(3501和3535、3502和3536、3503和3537)和三 組徑向磁場雙永磁耦合組件構成的轉筒型結構的永磁耦合聯軸器；主動永磁耦合轉盤聯 軸機構由外轉筒壁(3572)，外轉筒端壁(3570)構成，外轉筒端壁(3570)與主動軸聯軸節(3810)相聯接；被動永磁耦合轉盤聯軸機構由轉盤端壁(3560、3561、3562)、轉盤端壁上 的四方軸軸孔(3630、3631、3632)及其一體化轉盤四方軸軸套(3638)及四方形中心短軸 (3625)構成，四方形中心短軸(3625)的外端與適配的被動軸聯軸節(3811)相聯接；氣隙 間距和耦合面積調節機構為自動無級調節機構，它由四方中心短軸(3625)、轉盤隔離軸承 (3711)、與轉盤四方軸軸套(3638、3712)做成一體化的并套裝在四方中心短軸(3625)四方 形段(3627)上、帶電機軸聯接安裝孔(3714)的隔離軸承內套(3713)、設置在四方中心短軸 (3625)上方一側的直線伺服電機(3715)及智能控制器(3980)構成，直線伺服電機(3715) 的輸出拉桿軸(3716)與隔離軸承內套(3713)相聯接，直線伺服電機(3715)安裝在固定 支撐架(3978)上，隔離軸承外套(3712)與地基之間設置左右擺動式支撐架/桿(3977)， 直線伺服電機(3715)和固定式支撐架(3978)與中心短軸圓形段(3626)之間由隔離軸承 (3717)進行隔離，固定支撐架(3978)的中部適當位置設置有智能控制器(3980)，智能控 制器(3980)的原理及組成同實施例5中一樣；圖11是本實施例拆卸掉一體化組裝機構的 剖切示意圖。氣隙間距和耦合面積調節機構的工作原理控制器控制并驅動直線伺服電機 (3715)工作，伺服電機的輸出軸(3716)做左右直線運動，輸出軸(3716)帶動隔離軸承內 套(3713)在中心短軸圓形段(3626)上左右滑動，同時帶動轉盤隔離軸承(3711)和一體化 的隔離軸承外套(3712)在四方中心短軸(3625)四方形段(3627)上左右滑動，隔離軸承外 套(3712)帶動永磁體轉盤(3535、3536、3537)做相應的左右位移、永磁耦合組件中的氣隙 磁場間距得到相應的調節，從而達到無級調節磁扭矩和負載軸或負載轉速的目的；在工作 過程中永磁體轉盤(3535、3536、3537)通過一體化的隔離軸承外套(3712)與四方中心短軸 (3625)的四方形段(3627)適配完成磁扭矩傳輸功能。實施例7如圖13和圖14所示，它是由一個內轉筒(4050)和一個外轉筒(4070)相互嵌套 構成的筒型結構的永磁耦合聯軸器。設置有一組由軸向磁場永磁體盤(4020)與軸向磁 場永磁體盤(4035)相耦合構成軸向雙永磁耦合組件，還設有由徑向磁場永磁體盤(4340、 4341、4342、4343)分別與徑向磁場永磁體盤(4355、4356)內外側相耦合構成的四組徑向 磁場雙永磁耦合組件；由于三個內轉筒端壁(4060、4061、4062)之間是一體的剛性連接， 它們左面兩個非圓形軸軸孔軸套(4131、4132)可以不與內轉筒端壁(4060)的非圓形軸軸 孔軸套(4130)和隔離軸承內套(4212)做成一體的，即可推拉一個內轉筒端壁(4060)達 到同時推拉三個內轉筒端壁及內轉筒位移的目的；在內轉筒的端壁(4061、4062)上設置 風葉散熱器(4270、4271、4272)及散熱風孔(4273)，在內轉筒壁(4054)中及內轉筒端壁 (4060)外側適配地嵌入和設置轉筒組合式綜合技術散熱組件(4276、4275)，它由旋轉熱導 管(4276)和相適配的散熱片(4275)構成，每一根旋轉熱導管的吸熱段分別嵌入發熱的內 轉筒壁(4054)中，通過輸送段把熱量引導內轉筒外側，在旋轉熱導管的冷卻段設置散熱片 (4275)；氣隙磁場的氣隙間距和耦合面積調節機構的工作原理控制器控制并驅動旋轉伺 服電機(4215)工作，伺服電機的滾動/滑動絲杠輸出軸(4216)做正反旋轉運動，滾動/絲 杠輸出軸(4216)與隔離軸承外套(4213)上設置的滾動/滑動絲杠螺母適配傳動，帶動隔 離軸承外套(4213)左右滑動，同時帶動轉盤隔離軸承(4211)和隔離軸承內套(4212)在四 方中心短軸(4125)四方形段(4127)上左右滑動，隔離軸承內套(4212)帶動內轉筒(4050) 做相應的左右位移、永磁耦合組件中的氣隙磁場間距和耦合面積得到相應的調節，從而達到無級調節磁扭矩和負載軸或負載轉速的目的；在工作過程中內轉筒通過非圓形軸軸孔軸 套(4131,4132)和隔離軸承內套(4212)與四方中心短軸(4125)的四方形段(4127)適配 完成磁扭矩傳輸功能。實施例8如圖15和圖16所示，本實施例與實施例1具有同樣的永磁耦合組件構成及結 構，不同之處在于氣隙間距和耦合面積調節機構方面，它為自動無級調節機構，其構成及 其工作機理是兩套能使背靠背轉盤相向或相反方向聯動的橫式轉盤聯動凸輪槽撥桿副 (4662、4618、4664、4665、4565、4566 及 4663、4619)、轉盤力矩傳輸滑杠(4666,4667),內 轉筒的端壁(4560、4561)上的滑杠孔軸套(4595、4596)、中心短軸(4620)、轉盤隔離軸承 (4711)、與端壁(4560)相聯接的隔離軸承外套、帶凸輪槽(4714)的隔離軸承內套(4713)、 帶有與凸輪槽(4714)配合的并使其內套(4713)做直線位移傳動的凸輪(4716)和傳動 齒輪(4720)的凸輪套筒(4721)、凸輪套筒(4721)的隔離軸承(4717)、設置在中心短軸 (4620)上方一側的旋轉伺服電機(4715)、伺服電機(4715)的輸出軸上設置與凸輪套筒 (4721)上的傳動齒輪(4720)相適配嚙合傳動的齒輪(4719)、伺服電機(4715)安裝在固定 支撐架(4978)上，伺服電機(4715)和固定式支撐架(4978)與中心短軸(4620)之間由隔 離軸承(4718)進行隔離，伺服電機的輸出軸齒輪(4719)做正反旋轉運動，帶動凸輪套筒 (4721)上的傳動齒輪(4720)并使凸輪套筒(4721)和凸輪(4716)做反正旋轉運動，凸輪 (4716)帶動設有凸輪槽(4714)的隔離軸承內套(4713)、轉盤隔離軸承(4711)及與之相聯 的轉盤(4560)做左右直線位移運動，轉盤(4560)通過橫式轉盤聯動凸輪槽撥桿副使對應 適配的相鄰背靠背設置的轉盤(4561)同時做相向或相反方向聯動，使永磁耦合組件中的 氣隙磁場間距和耦合面積得到相應的調節，從而達到無級調節磁扭矩和負載軸或負載轉速 的目的。實施例9如圖17所示，本實施例與實施例8基本相同，不同之處在于氣隙間距和耦合面 積調節機構中由兩套能使背靠背轉盤相向或相反方向聯動的縱式轉盤聯動滑桿撥叉副 (5065、5066、5118、5067、5068)代替了橫式轉盤聯動凸輪槽撥桿副，工作機理參見上述各個 實施例及實施例8。實施例10如圖18和圖19所示，本實施例中的永磁組件布設和組成結構與實施例7基本相 同，不同之處在于本實施例的內轉筒(6050)的端壁與外轉筒筒壁(6072)的端部(6086)之 間、內轉筒(6050)的筒壁(6053)的端部與外轉筒端壁(6080)的外緣(6088)之間各增設 了一組軸向雙永磁耦合組件(6011和6036、6010和6035)，用交直軸電機(6215)-—齒輪 (6220)齒條(6219)傳動調節組件取代了實施例9中的平行軸電機(4215)—滾動/滑動 絲杠副(4216、4219)傳動調節組件，本實施例去掉了散熱機構。工作機理參考上述各實施 例。實施例11如圖20和圖21所示，本實施例中的永磁組件布設和組成結構與實施例6基本 相同，不同之處在于本實施例的采用實施例3中介紹的盤型直線伺服電機結構的調節組 件，即用盤型直線伺服電機(7215)、筒形輸出軸(7216)內軸套(7219)的隔離軸承(7217、
227218)以及直線伺服電機(7215)控制器(7480)取代了實施例6中的直線伺服電機(3715) 及輸出拉桿軸(3716)組件，筒形輸出軸(7216)與隔離軸承內套(7213)相聯接；另一個不 同點是，本實施例的圖20所示，在主動轉盤系的筒壁(7282)與被動轉盤系的隔離軸承外套 (7212)之間設置了一體化組裝機構(7312、7313、7314)，設備安裝完成過程中卸掉一體化 組裝機構(7312、7313、7314)即可。工作機理參考上述各實施例。上述實施例1至13僅僅給出了本發明技術方案的幾個特例結構的具體實施例， 試圖說明本發明可以排列組合出很多種不同結構的方案，還可構建出很多個具體的、簡單 的或復雜的產品技術方案進行實施，比如在實際的設計中為了秉承軸對稱原則，在實施中 只會設置一種對稱結構轉盤力矩傳輸滑杠結構，而不會是像實施例5中給出的有長有短的 不對稱的轉盤力矩傳輸滑杠結構設計，實施例圖示是為了減少方案闡述篇幅又能說明設計 思想而為之；又如，加上各種適配外殼、防塵罩或支架做成水平或立式安裝方式的應用實施 例；加上散熱組件，甚至再增加上水冷系統等應用實施例可依據本發明技術方案給出很多 實施例；再如，采用各種各類不同的系統狀態傳感器，也可衍生出很多實施例，而且單說位 移傳感器就有很多種，也可采用內置有光柵位移傳感器或位移編碼器的伺服電機等等。另 外，為了說明或指出某一結構或部件的設計方案的多樣性及闡述的方便，本《說明書》和本 案的《權利要求書》案中多處使用了標點符號“/”，它代表“或者”的意思。本發明并不局限于所給出的實施例，但它們可起到舉一反三、拋磚引玉的目的，可 為具體的更多的產品系列型號的設計提供技術方案，只要其它的任何未背離本發明技術方 案的實質所作的改變、修飾、替代、組合及簡化，都應受到本發明專利的權利約束和保護之 內。
權利要求
一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，它為轉筒型或轉盤轉筒復合型結構，由至少一組軸向磁場永磁耦合組件或/和徑向磁場永磁耦合組件、至少一副與永磁耦合組件中的主動轉盤相適配的主動永磁耦合轉盤聯軸機構和對應的主動軸聯軸節、至少一副與永磁耦合組件中的被動永磁耦合轉盤相適配的被動永磁耦合轉盤聯軸機構和對應的被動軸聯軸節、一副永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構以及一副使系統成一體化整體結構以便包裝運輸和安裝用的一體化組裝機構組成，軸向磁場永磁耦合組件為軸向磁場雙永磁耦合組件，徑向磁場永磁耦合組件為徑向磁場雙永磁耦合組件，永磁耦合組件中的主動轉盤通過相適配的主動永磁耦合轉盤聯軸機構與對應的主動軸聯軸節相聯接，永磁耦合組件中的被動永磁耦合轉盤通過相適配的被動轉盤聯軸機構與對應的被動軸聯軸節相聯接，在主動轉盤及其相關聯的聯軸機構上或者在被動轉盤及其相關聯的聯軸機構上設置適配的永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構，設備出廠包裝、運輸與安裝過程中在主動轉盤及其相關聯的聯軸機構與被動轉盤及其相關聯的聯軸機構之間設置一體化組裝機構。
2.如權利要求1所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所 述的軸向磁場永磁耦合組件中的兩個相互適配的氣隙磁場耦合盤呈圓盤或圓環盤平面對 立狀結構，其中的軸向磁場永磁體盤由圓盤或圓環盤狀的永磁體安裝盤和相適配的至少一 個永磁體或永磁體組構成，一個永磁體組中的相鄰永磁體在其圓盤或圓環盤狀的安裝盤的 圓環周上呈軸向N、S極性交錯地布設，軸向磁場永磁體盤與適配的軸向磁場永磁體盤以永 磁聯軸節方式耦合構成軸向磁場雙永磁耦合組件，所述的徑向磁場永磁耦合組件中的兩個 相互適配的氣隙磁場耦合盤呈圓筒盤或圓管盤嵌套狀結構，其中的徑向磁場永磁體盤由圓 筒盤或圓管盤狀的永磁體安裝盤和相適配的至少一個永磁體或永磁體組構成，一個永磁體 組中的相鄰永磁體在其圓筒盤或圓管盤狀的安裝盤的圓周上呈徑向N、S極性交錯地布設， 徑向磁場永磁體盤與適配的徑向磁場永磁體盤以永磁聯軸節方式耦合構成徑向磁場雙永 磁耦合組件。
3.如權利要求1所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所 述的主動永磁耦合轉盤聯軸機構由用于安裝永磁耦合組件中的主動永磁耦合轉盤的機籠 壁、機籠端壁、轉筒壁、轉筒端壁中的至少之一、并與對應的主動軸聯軸節相適配連接的部 件或聯合組件構成，在主動永磁耦合轉盤與主動軸聯軸節之間由主動永磁耦合轉盤聯軸機 構形成連接、支撐、力矩傳輸和傳動結構，所述的被動永磁耦合轉盤聯軸機構由用于安裝永 磁耦合組件中的被動永磁耦合轉盤的端壁、端壁上的非圓形軸孔及其軸套、非圓形中心短 軸、力矩傳輸滑杠、中心轉盤及其聯軸節和中心短軸部件或組件中的至少之一、并與對應的 被動軸聯軸節相適配連接的部件或聯合組件構成，在被動永磁耦合轉盤與被動軸聯軸節之 間由被動永磁耦合轉盤聯軸機構形成連接、支撐、力矩傳輸和傳動結構。
4.如權利要求1所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征在于，所 述的被動永磁耦合轉盤聯軸機構由用于安裝永磁耦合組件中的被動永磁耦合轉盤的機籠 壁、機籠端壁、轉筒壁、轉筒端壁中的至少之一、并與對應的被動軸聯軸節相適配連接的部 件或聯合組件構成，在被動永磁耦合轉盤與被動軸聯軸節之間由被動永磁耦合轉盤聯軸機 構形成連接、支撐、力矩傳輸和傳動結構，所述的主動永磁耦合轉盤聯軸機構由用于安裝永 磁耦合組件中的主動永磁耦合轉盤的端壁、端壁上的非圓形軸孔及其軸套、非圓形中心短軸、力矩傳輸滑杠、中心轉盤及其聯軸節和中心短軸部件或組件中的至少之一、并與對應的 主動軸聯軸節相適配連接的部件或聯合組件構成，在主動永磁耦合轉盤與主動軸聯軸節之 間由主動永磁耦合轉盤聯軸機構形成連接、支撐、力矩傳輸和傳動結構。
5.如權利要求1、2、3或4所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征 在于，所述的永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構為固定限位的或手動無級限位調 節的轉盤限位銷、轉盤限位螺母、帶限位調節螺栓的橫式/縱式凸輪一凸輪槽撥桿或拉線 器式限位調節裝置。
6.如權利要求1、2、3或4所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征 在于，所述的永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構為無級調節機構，它有六種供分 別實施的結構，其一是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心短軸、轉盤/轉 筒隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤/轉筒隔離軸承外套或內套、帶凸輪槽的 轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套、帶與凸輪槽配合的并使其內套或外套做直線位移傳 動的凸輪和繞軸轉動調節桿或調節手柄的凸輪套筒、凸輪套筒的軸隔離軸承及適配的擺動 支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其二是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯 動機構、中心短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤/轉筒隔離 軸承外套或內套、帶滾動/滑動絲母筒的轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套、帶與絲母筒 配合的并使絲母筒做直線位移傳動的滾動/滑動絲母筒螺絲和繞軸轉動調節桿或調節手 柄的絲母套筒、絲母套筒的軸隔離軸承及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件 構成，其三是由永磁耦合轉盤/轉筒端壁上的非圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤/ 轉筒隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形軸套相聯接的轉盤/轉筒隔離軸承 外套或內套、帶凸輪槽的轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套、帶與凸輪槽配合的并使其 做直線位移傳動的凸輪和繞軸轉動調節桿或調節手柄的凸輪套筒、凸輪套筒的軸隔離軸承 及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其四是由永磁耦合轉盤/轉筒端 壁上的非圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端 壁或其上非圓形軸套相聯接的轉盤/轉筒隔離軸承外套或內套、帶滾動/滑動絲母筒的轉 盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套、帶與絲母筒配合的并使其做直線位移傳動的滾動/滑 動絲母筒螺絲和繞軸轉動調節桿或調節手柄的絲母套筒、絲母套筒的軸隔離軸承及適配的 擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其五是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒 的聯動機構、中心短軸、轉盤/轉筒隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯接的轉盤/轉 筒隔離軸承外套或內套，帶凸輪、齒條或絲杠螺母的轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套， 布設在傳動軸一側并與轉盤/轉筒隔離軸承內套或外套對應適配的設置有凸輪直線位移 傳動機構、齒條直線位移傳動機構或者絲杠螺母直線位移傳動機構和與其適配的調節桿或 調節手柄的驅動機構組件及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其六是 由永磁耦合轉盤/轉筒端壁上的非圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤/轉筒隔離軸 承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形軸套相聯接的轉盤/轉筒隔離軸承外套或內套， 帶凸輪、齒條或絲杠螺母的轉盤/轉筒隔離軸承對應內套或外套，布設在傳動軸一側并與 轉盤/轉筒隔離軸承內套或外套對應適配的設置有凸輪直線位移傳動機構、齒條直線位移 傳動機構或者絲杠螺母直線位移傳動機構和與其適配的調節桿或調節手柄的驅動機構組 件及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，所述的背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構有五種供分別實施的結構，之一是滾動/滑動絲杠副結構，它由至少一 副轉盤/轉筒聯動滾動/滑動絲杠、轉盤/轉筒端壁上的聯動滾動/滑動螺母及相適配的 中心轉盤上的滾動/滑動絲杠副支撐軸承構成，之二是轉盤/轉筒聯動圓柱形或條型齒條 齒輪副結構，它由至少一副相對固定在背靠背相鄰轉盤/轉筒端壁上的齒條、對應適配的 齒條過孔及中心轉盤上的齒條齒輪副傳動齒輪組件構成，之三是橫式轉盤/轉筒聯動凸輪 槽撥桿副結構，它由至少一副固定在兩個轉盤/轉筒端壁上的凸輪、安裝在中心轉盤上的 兩端設置有凸輪槽的并與轉盤/轉筒端壁上的凸輪相適配的橫式轉盤/轉筒聯動凸輪槽撥 桿構成，之四是縱式轉盤/轉筒聯動滑桿撥叉副結構，它由至少一副固定在轉盤/轉筒端壁 上的滑槽或滑桿、安裝在中心轉盤上的兩端設置有滑動凸輪或桿孔并與轉盤/轉筒端壁上 的滑槽或滑桿相適配的縱式轉盤/轉筒聯動滑桿撥叉構成，之五是轉盤/轉筒力矩傳輸滑 杠結構，它由至少一副固定安裝在中心轉盤上的轉盤/轉筒力矩傳輸滑杠及與其滑杠相適 配的轉盤/轉筒端壁上的滑孔及滑孔軸套構成，所述的非圓形中心短軸有兩種供分別實施 的結構，一種是通體均為非圓形結構軸，另一種是兩節結構，其中一節是用于安裝永磁耦合 轉盤/轉筒的非圓形軸，另一節是圓形軸，所述的擺動支架安裝在系統地基、系統基座或系 統支架與轉盤/轉筒隔離軸承相適配的內套或外套之間，所述的固定式支撐架安裝在系統 地基、系統基座或系統支架與傳動軸隔離軸承或伺服電機之間。
7.如權利要求1、2、3或4所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特 征在于，所述的永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構為自動無級調節機構，它由無 級調節結構、伺服電機及其相關聯機構、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定 支架組件構成，有九種供分別實施的結構，其一是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯 動機構、中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤隔離軸承外套或內 套、帶凸輪槽的轉盤隔離軸承對應內套或外套、設有與凸輪槽配合的并使其內套或外套做 直線位移傳動的凸輪套筒軸、驅動凸輪套筒軸做旋轉運動的筒型或盤環型旋轉伺服電機、 伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸承、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架 組件，其二是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心短軸、轉盤隔離軸承、與 相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶滾動/滑動絲母筒的轉盤隔離 軸承對應內套或外套、設有與絲母筒配合的并使絲母筒做直線位移傳動的滾動/滑動絲母 筒螺絲、驅動絲母筒螺絲做旋轉運動的筒型或盤環型旋轉伺服電機、伺服電機筒軸與中心 短軸隔離軸承、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其三是由 轉盤/轉筒非圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁 或其上非圓形軸套相聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶凸輪槽的轉盤隔離軸承對應內套或 外套、設有與凸輪槽配合的并使其內套或外套做直線位移傳動的凸輪套筒軸、驅動凸輪套 筒軸做旋轉運動的筒型或盤環型旋轉伺服電機、伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸承、控制 器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其四是由轉盤/轉筒非圓形軸 孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓形軸套相 聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶滾動/滑動絲母筒的轉盤隔離軸承對應內套或外套、設 有與絲母筒配合的并使絲母筒做直線位移傳動的滾動/滑動絲母筒螺絲、驅動絲母筒螺 絲做旋轉運動的筒型或盤環型旋轉伺服電機、伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸承、控制器 及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其五由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構、中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤隔離軸 承外套或內套、帶與直線伺服電機輸出筒軸聯接螺孔和螺絲的轉盤隔離軸承對應內套或外 套、設有與轉盤隔離軸承對應內套或外套相適配聯接螺孔并與之相聯接使其做直線位移傳 動的直線運動筒軸、驅動筒軸做直線運動的筒型或盤環型直線伺服電機、直線伺服電機筒 軸與中心短軸隔離軸承、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成， 其六由轉盤/轉筒非圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉 筒端壁或其上非圓形軸套相聯的轉盤隔離軸承外套或內套、帶與直線伺服電機輸出筒軸聯 接螺孔和螺絲的轉盤隔離軸承對應內套或外套、設有與轉盤隔離軸承對應內套或外套相適 配的聯接螺孔并與之相聯接使其做直線位移傳動的直線運動筒、驅動筒軸作直線運動的筒 型或盤環型直線伺服電機、直線伺服電機筒軸與中心短軸隔離軸承、控制器及適配的擺動 支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其七是由背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯 動機構、中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁相聯的轉盤隔離軸承外套或內 套，帶凸輪、齒條或絲杠螺母的轉盤隔離軸承對應內套或外套，布設在傳動軸一側并與轉盤 隔離軸承內套或外套對應適配的設置有使凸輪直線位移傳動機構、使齒條直線位移傳動機 構或者使絲杠螺母直線位移傳動機構的直線伺服電機、旋轉伺服電機或直交軸旋轉伺服電 機、控制器及適配的擺動支架組件和/或適配的固定支架組件構成，其八是由轉盤/轉筒 非圓形軸孔和軸套、非圓形中心短軸、轉盤隔離軸承、與相適配轉盤/轉筒端壁或其上非圓 形軸套相聯的轉盤隔離軸承外套或內套，帶凸輪、齒條或絲杠螺母的轉盤隔離軸承對應內 套或外套，布設在傳動軸一側并與轉盤隔離軸承內套或外套對應適配的設置有使凸輪直線 位移傳動機構、使齒條直線位移傳動機構或者使絲杠螺母直線位移傳動機構的直線伺服電 機、旋轉伺服電機或直交軸式伺服電機、控制器適配的擺動支架組件和/或適配的固定支 架組件構成，其九是由所述無級調節機構分別與外部適配的并獨立設置的傳統型的執行機 構及其相配的控制器構成，無級調節機構中的調節桿或調節手柄與適配的執行機構的輸出 機構相聯接，所述的背靠背相鄰永磁耦合轉盤/轉筒的聯動機構有五種供分別實施的結 構，之一是滾動/滑動絲杠副結構，它由至少一副轉盤/轉筒聯動滾動/滑動絲杠、轉盤/ 轉筒端壁上的聯動滾動/滑動螺母及相適配的中心轉盤上的滾動/滑動絲杠副支撐軸承構 成，之二是轉盤/轉筒聯動圓柱形或條型齒條齒輪副結構，它由至少一副相對固定在背靠 背相鄰轉盤/轉筒端壁上的齒條、對應適配的齒條過孔及中心轉盤上的齒條齒輪副傳動齒 輪組件構成，之三是橫式轉盤/轉筒聯動凸輪槽撥桿副結構，它由至少一副固定在兩個轉 盤/轉筒端壁上的凸輪、安裝在中心轉盤上的兩端設置有凸輪槽的并與轉盤/轉筒端壁上 的凸輪相適配的橫式轉盤/轉筒聯動凸輪槽撥桿構成，之四是縱式轉盤/轉筒聯動滑桿撥 叉副結構，它由至少一副固定在轉盤/轉筒端壁上的滑槽或滑桿、安裝在中心轉盤上的兩 端設置有滑動凸輪或桿孔并與轉盤/轉筒端壁上的滑槽或滑桿相適配的縱式轉盤/轉筒聯 動滑桿撥叉構成，之五是轉盤/轉筒力矩傳輸滑杠結構，它由至少一副固定安裝在中心轉 盤上的轉盤/轉筒力矩傳輸滑杠及與其滑杠相適配的轉盤/轉筒端壁上的滑孔及滑孔軸套 構成，所述的非圓形中心短軸有兩種供分別實施的結構，一種是通體均為非圓形結構軸，另 一種是兩節結構，其中一節是用于安裝永磁耦合轉盤/轉筒的非圓形軸，另一節是圓形軸， 所述的擺動支架安裝在系統地基、系統基座或系統支架與轉盤/轉筒隔離軸承相適配的內 套或外套之間，所述的固定式支撐架安裝在系統地基、系統基座或系統支架與傳動軸隔離軸承或伺服電機之間，所述控制器為刻度盤型控制器、數顯控制器或智能控制器，刻度盤型 控制器由控制刻度盤、控制旋鈕或按鍵、控制器輸入輸出接口、電機電源單元、電機控制單 元、PLC可編程控制器接口單元及其相適配的控制電路和外圍單路、電源開關、電源保險及 控制器外殼組成，數顯控制器由嵌入式微處理器單元、顯示器單元、操作鍵盤單元、控制器 輸入輸出接口、電機電源單元、控制器電源電路單元、電源開關、電源保險及控制器外殼組 成，智能控制器由嵌入式微處理器、顯示器單元、操作鍵盤單元、至少一路且至少一種傳感 器及其適配的輸入接口、至少一路開關量輸入/輸出接口單元、至少一路模擬量輸入/輸出 接口單元、至少一個或至少一種通用或非標數據通訊接口單元、電機電源單元、控制器電源 電路單元、電源開關、電源保險及控制器外殼等構成，傳感器有四種供配用，第一種是用于 直接或間接檢測永磁耦合氣隙間距和耦合面積的位移傳感器，第二種是用于檢測主動或被 動傳動軸轉速的傳感器，第三種是用于傳感永磁耦合組件溫度的溫度傳感器，第四種是用 于傳感冷卻水水位的液位傳感器，通用或非標數據通訊接口單元有485接口、現場總線接 口、互聯網接口、局域網接口、無線通訊接口或專用非標接口，用于所述各種傳感器獲取的 狀態信息采集和處理、操作鍵盤輸入命令處理、顯示器輸出信息處理、伺服電機電源時序和 幅值處理及所述各種接口單元輸入輸出信息處理并完成系統數據計算、事件分析處理和數 據存儲的嵌入式微處理器單元分別通過相應數據總線與所述各對應單元端口相接駁，控制 器電源電路為控制器中的每個電路單元提供工作電源并與相應單元的電源輸入端相接駁， 受控于嵌入式微處理器單元并為伺服電機提供相適配伺服驅動電源的伺服電機電源的控 制線通過數據總線與嵌入式微處理器單元的相應端口相接駁。
8.如權利要求1、2、3或4所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征 在于，所述的永磁耦合組件的非永磁體轉盤的非氣隙磁場耦合的一側和/或與永磁耦合組 件相聯接的發熱部件、發熱機構或發熱組件上安裝、固定、制作或配裝相適合的散熱器、散 熱片、旋轉熱導管散熱器、水冷組件或組合式綜合技術散熱組件，或者在發熱部件或組件上 制作設置、鑲嵌、焊接、嵌入或置入旋轉熱導管的吸熱段，通過旋轉熱導管的輸送段把熱量 引出到裝置外部適當位置設置的旋轉熱導管冷卻段進行散熱處理，旋轉熱導管冷卻段上設 置散熱片、散熱器或水冷組件，組合式綜合技術散熱組件是采用三種既風冷技術部件、旋轉 熱導管技術組件和水冷技術系統之中至少含有其中兩種技術結構的綜合散熱組件，在對應 于散熱器或散熱片的散熱通風通道部件上設置通風口、風孔或散熱介質路徑。
9.如權利要求1、2、3或4所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征 在于，所述的一體化組裝機構，是指本裝置出場調試和測試之后安裝的并在本裝置出廠包 裝、運輸與安裝過程中安裝在主動轉盤及其相關聯的聯軸機構與被動轉盤及其相關聯的聯 軸機構之間的便于整體包裝、運輸和安裝的一體化組裝機構，它有五種供分別實施的結構， 其一是設置在主動軸一側的主動轉盤/轉筒端壁與被動轉盤/轉筒端壁組件之間的一體化 組裝用螺桿組件，其二是設置在主動軸一側的主動轉盤/轉筒端壁與中心短軸組件或非圓 形中心短軸之間的一體化組裝用螺桿組件，其三是是設置在主動轉盤/轉筒壁或機籠壁與 被動轉盤/轉筒壁組件與主動轉盤/轉筒筒壁之間的一體化組裝用螺桿組件，其四是設置 在被動軸一側的被動轉盤/轉端壁組件與主動轉盤/轉筒端壁之間的一體化組裝用螺桿組 件，其五是設置在被動軸一側的中心短軸組件或非圓形中心短軸與主動轉盤/轉筒端壁或 筒壁之間的一體化組裝用“螺桿聯接帽”式組件，在輸入聯軸器及其相連接的部件和輸出聯軸器及其相連的部件之間用一體化組裝機構組件聯接固定起來，在設備安裝之收尾工作過 程中且設備運行調試之前再逐一替代或卸掉一體化組裝機構組件。
10.如權利要求1、2、3或4所述的一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，其特征 在于，本裝置的外部設置有防塵罩或設置具有安全防護和防止磁場泄露的機籠或機殼，它 們只與本裝置最外部的、主動轉盤部分和被動轉盤部分其中之一相聯接的組件相聯接，或 者與適配的散熱組件或散熱系統融合為一體式結構，或者把機籠、機殼或防塵罩設置或融 合在另外給本裝置、電機或負載設置的基座或基架、支架或支座上，支架或支座為臥式結構 或者立式結構。
全文摘要
一種可調節永磁扭矩的筒型永磁耦合聯軸器，它為轉筒型或轉盤轉筒復合型結構，由至少一組軸向磁場雙永磁耦合組件或/和徑向磁場雙永磁耦合組件、至少一副與永磁耦合組件中的主動轉盤相適配的主動永磁耦合轉盤聯軸機構和對應的主動軸聯軸節、至少一副與永磁耦合組件中的被動永磁耦合轉盤相適配的被動永磁耦合轉盤聯軸機構和對應的被動軸聯軸節、一副永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節機構以及一副使系統成一體化整體結構以便包裝運輸和安裝用的一體化組裝機構組成。本發明適用于傳動軸耦合驅動技術領域、負載調速技術領域及動力拖動領域。
文檔編號H02K51/00GK101997396SQ20091016231
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月11日 優先權日2009年8月11日
發明者余亞莉, 林貴生 申請人:余亞莉