技術領域
[0001] 本
發(fā)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(jié)氣隙磁場耦合間距和面積的筒型永磁耦合聯軸器。
背景技術
[0002] 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(yè)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(fā)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(fā)明技術方案。
[0003] 當前，節(jié)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(jié)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(jié)方式落后，大部分風機、泵類采用機械節(jié)流方式調節(jié)，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?？梢酝ㄟ^調節(jié)氣隙實現流量和/或壓力的連續(xù)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(jié)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(jié)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(fā)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(huán)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(yōu)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(jié)，這種系統一般也采用轉速閉環(huán)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(fā)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，采用電力
電子技術來實現對電機的速度調節(jié)，可以有效根據實際工況來自動控制，實現一定的節(jié)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(huán)境要求也比較苛刻，需要空調環(huán)境；高壓環(huán)境下故障率高，安全性差，變頻調速系統需要專業(yè)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---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。
[0004] 同樣，在其他的行業(yè)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(jié)能技術是一個永久的研究和開發(fā)課題。
[0005] 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(fā)的傳動軸耦合驅動和調速技術，主要優(yōu)點表現在：①節(jié)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(huán)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(zhí)行機構和
控制器之外不用電源供電，適用于各種工業(yè)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。
[0006] 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只采用單一的雙永磁耦合組件或軸向金屬導體永磁耦合組件，產品單位體積的功率容量受到一定限制，功率不能做得太大；②永磁耦合及調速器本身不能
自動調節(jié)氣隙間距達到調速目的，必須配置另外的執(zhí)行機構或裝置來實現氣隙間距調節(jié)，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(fā)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產品發(fā)熱部件上的
散熱技術需要改進，散熱技術也是提高永磁耦合裝置的單位體積傳輸功率容量的技術瓶頸，是制造更大功率永磁耦合及調速裝置的重要技術保證，是超大功率永磁耦合及調速器能長期安全運行的技術
支撐之一，據調查，目前在750轉/分條件下，風冷型功率最大只能做到130千瓦左右，在1500轉/分條件下，風冷型功率最大只能做到300千瓦左右，其推廣應用受到很大局限，其主要原因與散熱問題有很大關系；⑤產品中用于調節(jié)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(huán)節(jié)多機構多、機構之間有傳動空隙、可靠性差、調節(jié)執(zhí)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(fā)電廠大型
鍋爐給水泵的調速場合等；⑥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；⑦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應用；⑧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(fā)生。
[0007] 美國
專利NO.5477094公開了一種金屬導體轉盤與
永磁體轉盤耦合構成的軸向磁場金屬導體永磁耦合組件；本
發(fā)明人先前的專利200910148102.7中公開了一種徑向磁場金屬導體永磁耦合組件，通過軸向調節(jié)氣隙磁場的耦合面積達到調節(jié)磁
扭矩實現調節(jié)負載轉速的目的。
[0008] 基于本發(fā)明人在長期的產品應用和研發(fā)實踐中對各種永磁耦合組件的深刻認識，有必要對上述兩種金屬導體永磁耦合技術方案進行創(chuàng)新性融合和集成、取長補短，并結合先進的設計理念、先進的永磁耦合氣隙間距和氣隙耦合面積調節(jié)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、系列化的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積的筒型永磁耦合聯軸器技術方案。依據本發(fā)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(fā)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(jié)能減排、倡導科學發(fā)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(fā)明內容
[0009] 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(fā)明在以下方面進行了創(chuàng)新設計：①在一個可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積的筒型永磁耦合聯軸器中，對上述兩種結構形式的金屬導體永磁耦合組件進行結構融合和集成設計，以發(fā)揮每種結構形式的永磁耦合組件的優(yōu)勢，取長補短，提高本發(fā)明裝置的單位體積磁扭矩傳輸效率，降低其單位體積發(fā)熱量；②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(fā)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；③給出了系列化的、功能不同的、用于調節(jié)磁扭矩大小或調節(jié)負載轉速的氣隙間距和氣隙耦合面積調節(jié)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(jié)機構組件、無級調節(jié)機構組件、自動無級調節(jié)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(jié)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；④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(jiān)測技術，給出了具有系統運行監(jiān)控、軟啟動模式控制、負載堵轉事件處理和轉速智能調節(jié)功能的智能控制器技術方案，智能控制器與自動調節(jié)機構組件相適配，使可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積的筒型永磁耦合聯軸器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(jiān)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；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(fā)生提供了技術保障。
[0010] 本發(fā)明的具體技術方案如下：
[0011] 一種可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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(jié)、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(jié)、一副永磁耦合轉盤氣隙間距和耦合面積調節(jié)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金屬導體永磁耦合組件，徑向磁場永磁耦合組件為徑向磁場金屬導體永磁耦合組件，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(jié)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(jié)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(jié)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。
[0012] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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(huán)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(huán)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(huán)盤狀的安裝盤的圓環(huán)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金屬導體盤耦合構成軸向磁場金屬導體永磁耦合組件，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金屬導體盤耦合構成徑向磁場金屬導體永磁耦合組件。
[0013] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)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。
[0014] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)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。
[0015] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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(jié)機構為離心式調節(jié)機構，它有四種供分別實施的結構，其一是由至少一副
門閂式
彈簧離心
鎖機構、被動永磁耦合轉盤/轉筒端壁上的非圓形軸孔軸套及相適配的帶有限位機構的非圓形中心短軸組件構成，其二是由至少一副門閂式彈簧離心鎖機構、中心短軸組件、中心轉盤和被動永磁耦合轉盤力矩傳輸滑杠組件構成，其三是由至少一副彈簧離心銷、被動永磁耦合轉盤/轉筒端壁上的非圓形軸孔軸套及相適配的帶有限位機構的非圓形中心短軸組件構成，其四是由至少一副彈簧離心銷、中心短軸組件、中心轉盤和被動永磁耦合轉盤力矩傳輸滑杠組件構成，彈簧離心銷安裝在筒壁上、機籠壁上、中心轉盤上、轉盤/轉筒端壁上、非圓形中心短軸上或中心短軸上的適當
位置，門閂式彈簧離心鎖機構的門閂和彈簧離心鎖分別安裝在永磁耦合組件的背靠背的兩個被動永磁耦合轉盤的對應位置或者被動永磁耦合轉盤與中心轉盤相對應的位置，并設置成能通過傳動軸啟動或堵轉過程中轉速狀態(tài)的不同引起彈簧離心銷或彈簧離心鎖處于不同限位位置狀態(tài)而使永磁耦合氣隙間距和耦合面積自動進行階梯式調整的結構。
[0016] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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(jié)機構為無級調節(jié)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(jié)桿或調節(jié)
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(jié)桿或調節(jié)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(jié)桿或調節(jié)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(jié)桿或調節(jié)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(jié)桿或調節(jié)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(jié)桿或調節(jié)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(jié)結構，其中一節(jié)是用于安裝永磁耦合轉盤/轉筒的非圓形軸，另一節(jié)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。
[0017] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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(jié)機構為自動無級調節(jié)機構，它由無級調節(jié)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(huán)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(huán)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(huán)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(huán)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(huán)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(huán)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(jié)機構分別與外部適配的并獨立設置的傳統型的執(zhí)行機構及其相配的控制器構成，無級調節(jié)機構中的調節(jié)桿或調節(jié)手柄與適配的執(zhí)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(jié)結構，其中一節(jié)是用于安裝永磁耦合轉盤/轉筒的非圓形軸，另一節(jié)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(tài)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。
[0018] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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(fā)熱部件、發(fā)
熱機構或發(fā)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(fā)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。
[0019] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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與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。
[0020] 如上所述的可調節(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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。
[0021] 本發(fā)明中，所采用的兩種永磁耦合組件的具體結構及其布設方案在上述公開資料中(中國專利200910148102.7及美國專利NO.5477094)已有詳細闡述，本案中就不再做詳細說明，本案主要是構建兩種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(jié)機構的技術方案、自動調節(jié)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(fā)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。
[0022] 為實現本發(fā)明的目的，依據本發(fā)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(yōu)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(jié)氣隙磁場耦合間距和面積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。
附圖說明
[0023] 圖1為實施例1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。
[0024] 圖2為實施例1在去掉一體化組裝機構并處于堵轉卸載狀態(tài)下的工作原理及結構剖切示意圖。
[0025] 圖3為實施例1的非圓形中心短軸右視圖。
[0026] 圖4為實施例2在軟啟動狀態(tài)下的工作原理及結構剖切示意圖。
[0027] 圖5為實施例2在被動軸堵轉卸載狀態(tài)下的工作原理及結構剖切示意圖。
[0028] 圖6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。
[0029] 圖7為實施例3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。
[0030] 圖8為實施例4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。
[0031] 圖9為實施例4的非圓形中心短軸右視圖。
[0032] 圖10為實施例5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。
[0033] 圖11為實施例5在卸換掉一體化組裝機構后、在圖10所示狀態(tài)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。
[0034] 圖12為實施例6的工作原理及結構剖切示意圖。
[0035] 圖13為實施例6的中心短軸右視圖。
[0036] 圖14為實施例7的工作原理及結構剖切示意圖。
[0037] 圖15為實施例7的智能控制器原理及組成
框圖。
[0038] 圖16為實施例8的工作原理及結構剖切示意圖。
[0039] 圖17為實施例8的非圓形中心短軸右視圖。
[0040] 圖18為實施例9的工作原理及結構剖切示意圖。
[0041] 圖19為實施例9的非圓形中心短軸右視圖。
[0042] 圖20為實施例10的工作原理及結構剖切示意圖。
[0043] 圖21為圖20中的橫式轉盤聯動凸輪槽撥桿副的俯視結構示意圖。
[0044] 圖22為實施例11的工作原理及結構剖切示意圖。
[0045] 圖23為實施例12的工作原理及結構剖切示意圖。
[0046] 圖24為實施例12的非圓形中心短軸右視圖。
[0047] 圖25為實施例13的工作原理及結構剖切示意圖。
[0048] 圖26為實施例13的非圓形中心短軸右視圖。
具體實施方式
[0049] 實施例1
[0050] 如圖1、圖2和圖3所示，它是由兩個內轉筒(50、51)和一個外轉筒(70)構成的轉筒型結構的永磁耦合聯軸器。外轉筒的端壁(80、81)上分別設有軸向磁場金屬導體盤(1、2)、內轉筒的端壁(60、61)上分別設有軸向磁場永磁體盤(35、36)，它們分別對應耦合構成兩個軸向磁場金屬導體永磁耦合組件(401、402)，外轉筒壁(72)的內圓周面(77)設有徑向磁場金屬導體盤(320、321)、內轉筒壁(52、53)的外圓周面(54、55)設有對應的徑向磁場永磁體盤(355、356)，并分別對應耦合構成兩個徑向磁場金屬導體永磁耦合組件(441、442)；
氣隙間距和耦合面積調節(jié)機構為離心式調節(jié)機構，它由四方形中心短軸(125)、設置在內轉筒的端壁(60、61)上的四方形軸孔及其軸套(135、136)、設置在外轉筒壁(72)的內圓周面(77)上的彈簧離心銷(172、173)，設置在四方形中心短軸(125)上的轉盤限位銷(180、181、
182)組成，在軸向磁場金屬導體盤(1、2)的外側分別設置轉盤散熱器(260、261)，在外轉筒端壁(82、70)上設有散熱風孔(264)；外轉筒筒壁(72)與機籠壁(280)合二為一，外轉筒端壁(82、70)與機籠端壁(284)合二為一；在內轉筒端壁(60、61)之間以軸對稱地安裝復合緩沖延遲彈簧(300、301)；一體化組裝機構由軸向永磁耦合組件的轉盤之間設置的一體化組裝螺孔及
螺栓(315、317)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卸掉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，圖2所示給出了卸掉一體化組裝機構后、工作在被動軸堵轉時刻卸載狀態(tài)下的工作原理及結構剖切示意圖；主動永磁耦合轉盤聯軸機構由外轉筒筒壁(72)或機籠壁(280)、外轉筒端壁(82、70)或機籠端壁(284)構成，外轉筒端壁(82、70或284)與主動軸聯軸節(jié)(310)相聯接；被動永磁耦合轉盤聯軸機構由內轉筒端壁(60、61)、端壁(60、61)上的四方形軸軸孔及其軸套(135、136)、四方形中心短軸(125)及其上的轉盤限位銷(180、181、182)組成，四方形中心短軸(125)的外端與適配的被動軸聯軸節(jié)(311)相聯接。
[0051] 本實例的工作原理：在主動軸啟動并帶動外轉筒(70)過程中，永磁耦合組件的轉盤之間產生扭矩，主動轉盤帶動被動轉盤旋轉，被動轉盤帶動四方形中心短軸(125)旋轉；與此同時，彈簧離心銷(172、173)因轉速從0開始升速，離心銷處于彈出狀態(tài)，此時由于永磁耦合組件中的轉盤之間的轉速差較大，轉盤之間會產生排斥力，既兩個內轉筒(50、51)在各自軸向永磁耦合組件(401、402)中的轉盤間排斥力的作用下，推動內轉筒端壁(60、61)促使軸向氣隙間距增大，但又被彈簧離心銷(172、173)限位，形成氣隙間距受限制或自動分級限位的脫開，隨著啟動過程的延續(xù)，永磁耦合組件中的轉盤之間的轉速差逐漸縮小，排斥力變成吸引力，兩個內轉筒(50、51)在各自軸向永磁耦合組件(401、402)中的轉盤間吸引力的作用下，拉動內轉筒端壁(60、61)促使軸向氣隙間距變小，并受到限位銷(180、182)的限位或設定氣隙間距和耦合面積一直以設定的轉速運行下去，此時彈簧離心銷(172、173)因轉速大而使離心銷處于非限位狀態(tài)，同時在內轉筒端壁(60、61)之間安裝用壓簧和拉簧制作而成的復合緩沖延遲彈簧(300、301)還可延緩氣隙間距和耦合面積的調節(jié)速度，達到緩慢軟啟動的目的；圖2所示，當被動軸出現堵轉時，軸向永磁耦合組件中的轉盤之間的轉速差迅速變得最大，軸向永磁耦合組件(401、402)中的轉盤間吸引力迅速變成排斥力，推動內轉筒端壁(60、61)在四方形中心短軸(125)滑動，促使軸向氣隙間距和耦合面積迅速而且不受彈簧離心銷(172、173)的限制達到最大，起到迅速或緊急卸載的目的；當隨后堵轉現象消失時，由于主動軸向磁場金屬導體盤(1、2)一直保持勻速在轉動，排斥力會逐漸變成吸引力，系統會自動進行一個軟啟動過程，從而達到容許堵轉或容忍脈沖負載的目的；另外，在啟動和堵轉過程中，徑向永磁耦合組件(441、442)產生的徑向排斥力或徑向吸引力以及磁扭矩力，因與作用于內轉筒端壁(60、61)的軸向推力和拉力垂直并且它們本身以軸心相向或相反對稱作用，而不會影響氣隙調節(jié)過程。自然風冷轉盤散熱器(260、261)是為軸向磁場金屬導體盤(1、2)進行散熱處理而設置，以保證系統能正常工作；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(fā)裝置可正常工作。
[0052] 特別指出：本發(fā)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。
[0053] 實施例2
[0054] 如圖4和圖5所示，它是由兩個內轉筒(550、551)和一個外轉筒(570)構成的轉筒型結構的永磁耦合聯軸器。外轉筒的端壁(580、581)上分別設有軸向磁場金屬導體盤(510、511)、內轉筒的端壁(560、561)上分別設有軸向磁場永磁體盤(535、536)，它們分別對應耦合構成兩個軸向磁場金屬導體永磁耦合組件，外轉筒壁(572)的內圓周面(577)設有徑向磁場金屬導體盤(850、851)、內轉筒壁(552、553)的外圓周面(554、555)徑向磁場永磁體盤(855、856)，并分別對應耦合構成徑向磁場金屬導體永磁耦合組件；氣隙間距和耦合面積調節(jié)機構為離心式調節(jié)機構，它由轉盤力矩傳輸滑杠(666，667)，內轉筒的端壁(560、561)上的滑杠孔及其軸套(563、564)、設在中心轉盤(590)上的兩副彈簧離心銷(672、673)和設在被動永磁耦合轉盤與中心轉盤相對應位置的兩副門閂式彈簧離心鎖機構(674、675)以及設置在轉筒力矩傳輸滑杠(666，667)端部的限位螺母(685、686)組成；主動永磁耦合轉盤聯軸機構由外轉筒筒壁(572)和外轉筒端壁(570)構成，外轉筒端壁(570)與主動軸聯軸節(jié)(810)相聯接；被動永磁耦合轉盤聯軸機構由內轉筒端壁(560、561)、端壁(560、561)上的滑杠孔及其軸套(563、564)、轉盤力矩傳輸滑杠(666，667)、中心轉盤(590)、中心轉盤聯軸器(593)及中心短軸(620)構成，中心短軸(620)的外端與適配的被動軸聯軸節(jié)(811)相聯接；在軸向磁場金屬導體盤(510、511)的外側分別設置轉盤散熱器(760、761)和散熱風孔(763、764)，轉盤散熱器也可以是
沖壓成型的、與轉盤/轉筒端壁成一體的凸起筋、凸起條或風葉；為了簡化示意圖，圖中未給出設置在主動軸聯軸節(jié)(810)和外轉筒端壁(570)與內轉筒的端壁(561)之間的一體化組裝機構，它由適配的螺孔及長螺栓組成，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；當然，在內轉筒端壁(560、561)之間也可安裝用壓簧和拉簧制作而成的復合緩沖延遲彈簧以延緩氣隙間距和耦合面積的調節(jié)速度，達到緩慢軟啟動的目的。
[0055] 本實例的工作原理：本實施例給出了另一種彈簧離心銷(672、673)和一種門閂式彈簧離心鎖機構(674、675)兩種實現氣隙間距和耦合面積調節(jié)的離心式調節(jié)機構，在產品設計中只選用一種結構即可，這里主要是想說明技術方案的多樣性，它們均是利用啟動狀態(tài)下或堵轉狀態(tài)下，不同的
離心力的作用，使它們自動具有兩個氣隙間距和耦合面積限位位置，其工作原理與實施例1類同。另外還有兩點與實施例1不同之處：其一是采用了“轉盤力矩傳輸滑杠---中心轉盤---中心短軸”結構的被動永磁耦合轉盤聯軸機構；其二是設置一體化組裝機構的部件和位置不同。
[0056] 實施例3
[0057] 如圖6和圖7所示，它由軸向磁場金屬導體盤(1001、1002)與軸向磁場永磁體盤(1035、1036)分別相耦合構成軸向磁場金屬導體永磁耦合組件(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金屬導體盤(1350、1351)、內轉筒壁(1052、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金屬導體永磁耦合組件；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(jié)(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(jié)(1311)相聯接；氣隙間距和耦合面積調節(jié)機構為無級調節(jié)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(jié)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(jié)(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替換掉長螺栓(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；設有轉盤散熱器(1260、1261)及散熱風孔(1263、
1264)。
[0058] 本實例的工作原理與實施例1和2的工作原理不同之處在于，氣隙間距和耦合面積調節(jié)機構采用無級調節(jié)機構取代了實施例1和2中的離心式調節(jié)機構所發(fā)生的工作原理變化。當轉動調節(jié)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)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(jié)，從而達到無級調節(jié)磁扭矩和負載轉速的目的。擺動支架(1477)一方面對氣隙調節(jié)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。
[0059] 特別指出，本發(fā)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---凸輪”傳動機構，以便可靠、順暢工作。
[0060] 實施例4
[0061] 如圖8和圖9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。軸向磁場金屬導體永磁耦合組件由外轉筒的端壁(1580)上的軸向磁場金屬導體盤(1510)和內轉筒端壁(1561)上的軸向磁場永磁體盤(1535)構成；兩組徑向磁場金屬導體永磁耦合組件由外轉筒壁(1572)的內圓周面(1577)上的徑向磁場金屬導體盤(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(jié)(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(jié)(1811)相聯接；氣隙間距和耦合面積調節(jié)機構為無級調節(jié)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(jié)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(jié)(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(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)轉筒散熱器(1770)。
[0062] 本實例的工作原理與實施3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(jié)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(jié)機構的結構更簡單、可靠。當轉動調節(jié)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(jié)，從而達到無級調節(jié)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。
[0063] 實施例5
[0064] 如圖10和圖11所示，大體上與實施例3相同，參見實施例3，二者不同之處在于氣隙間距和耦合面積調節(jié)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(jié)機構為自動無級調節(jié)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)，能把氣隙間距和耦合面積調節(jié)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(jié)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(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(jié)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11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。
[0065] 實施例6
[0066] 如圖12和圖13所示，大體上與實施例3相同，參見實施例3，二者不同之處在于氣隙間距和耦合面積調節(jié)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(jié)機構為自動無級調節(jié)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(jié)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。
[0067] 實施例7
[0068] 如圖14和圖15所示，基本上與實施例5相同，二者不同之處在于氣隙間距和耦合面積調節(jié)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(jié)，從而達到無級調節(jié)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5，只不過相對應的部件標號增加1000即可。
[0069] 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(3215)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15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(jiān)測發(fā)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(tài)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(tài)
自學習和自適應、工作狀態(tài)實時監(jiān)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。
[0070] 實施例8
[0071] 如圖16和圖17所示，由以“軸向磁場金屬導體盤---軸向磁場永磁體盤”依次順序布設三組軸向磁場金屬導體永磁耦合組件(3501和3535、3502和3536、3503和3537)和三組徑向磁場金屬導體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(jié)(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(jié)(3811)相聯接；氣隙間距和耦合面積調節(jié)機構為自動無級調節(jié)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7中的一樣；在最左邊的外轉筒的端壁(3503)上設置風葉散熱器(3760)，在外轉筒端壁(3501、3502)背側設置轉筒組合式綜合技術散熱組件(3775、3776)，它由旋轉熱導管(3777、3778)和相適配的散熱片構成，每一根旋轉熱導管的吸熱段分別鑲嵌在發(fā)熱的外轉筒端壁(3501、3502)上，通過輸送段把熱量引導轉子筒外側，在旋轉熱導管的冷卻段設置散熱片，可大大提高散熱效率，同時可把不方便安裝散熱組件的熱量引到適合散熱的地方進行散熱處理；圖16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(jié)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(jié)，從而達到無級調節(jié)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。
[0072] 實施例9
[0073] 如圖18和圖19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金屬導體盤(4020)與軸向磁場永磁體盤(4035)相耦合構成軸向磁場金屬導體永磁耦合組件，還設有由徑向磁場金屬導體盤(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金屬導體永磁耦合組件；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(fā)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(jié)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(jié)，從而達到無級調節(jié)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。
[0074] 實施例10
[0075] 如圖20和圖21所示，本實施例與實施例2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(jié)機構方面，它為自動無級調節(jié)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(jié)，從而達到無級調節(jié)磁扭矩和負載軸或負載轉速的目的。
[0076] 實施例11
[0077] 如圖22所示，本實施例與實施例10基本相同，不同之處在于氣隙間距和耦合面積調節(jié)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10。
[0078] 實施例12
[0079] 如圖23和圖24所示，本實施例中的永磁組件布設和組成結構與實施例9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磁場金屬導體永磁耦合組件(6011和6036、6010和6035)，用交直軸電機(6215)---齒輪(6220)齒條(6219)傳動調節(jié)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(jié)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。
[0080] 實施例13
[0081] 如圖25和圖26所示，本實施例中的永磁組件布設和組成結構與實施例8基本相同，不同之處在于本實施例的采用實施例5中介紹的盤型直線伺服電機結構的調節(jié)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、7218)以及直線伺服電機(7215)控制器(7480)取代了實施例8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25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。
[0082] 上述實施例1至13僅僅給出了本發(fā)明技術方案的幾個特例結構的具體實施例，試圖說明本發(fā)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(fā)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(tài)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。
[0083] 本發(fā)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(fā)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(fā)明專利的權利約束和保護之內。
