一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置

技术领域

本发明属于电机生产技术领域，涉及一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置。

背景技术

齿槽效应，又称槽谐波效应，是指在永磁同步电机、异步电机等交流电机中，由于定子绕组布置在定子铁心的槽内，形成周期性的磁场分布。当转子永磁体在此磁场中运动时，会受到周期性的磁场作用力，产生磁场涡流和转矩脉动，从而导致电机转速波动、噪声增大等不良现象，影响电机的性能。

永磁体的磁通量不均匀会导致磁场分布不均，加剧齿槽效应。在采购永磁体时，同一批次的永磁体表磁一致性通常在3％左右。对于高精度的电机，对齿槽效应的要求较高，需要尽可能降低齿槽效应。采购的永磁体直接组装成电机的定子或转子导致电机的齿槽效应明显。这些问题会影响高精度电机的精确控制和稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置，通过对永磁体进一步的分类，提高磁体表磁一致性，降低电机中的齿槽效应。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置，其特征在于，包括：

磁通量测试单元，所述磁通量测试单元用于测试永磁体的磁通量；

收纳单元，所述收纳单元用于收集归类后的永磁体；

流转单元，所述流转单元与磁通量测试单元和多个收纳单元对应，所述流转单元用于转运永磁体并将永磁体归类；

中控单元，分别与磁通量测试单元和流转单元连接；

其中，多个所述收纳单元分别对应着不同磁通量区间，所述中控单元用户根据磁通量测试单元的数据控制流转单元的位移量将永磁体归类。

进一步的，所述流转单元包括：

上料机构，用于将永磁体转运至转运机构；

转运机构，所述转运机构设有定位治具，所述定位治具用于承载永磁体；

下料机构，用于将定位治具内的永磁体转运至收纳单元；

其中，所述转运机构在上料后用于承载永磁体至磁通量测试单元处测量磁通量并进行分类。

进一步的，所述转运机构包括定位治具、转动盘和步进电机；

所述转动盘水平放置，所述步进电机与中控单元连接用于驱动转动盘转动；

所述定位治具位于转动盘的表面用于固定永磁体，所述定位治具表面设有用于容纳永磁体的通槽。

进一步的，所述定位治具的通槽为铁磁性材料。

进一步的，所述定位治具为铁磁性材料，铁磁性材料的定位治具用于固定永磁体。

进一步的，所述下料机构包括下料气缸和下料推杆，所述下料推杆位于通槽内与下料气缸连接，所述下料气缸固定在转动盘表面，所述下料气缸用于驱动下料推杆做往复运动。

进一步的，所述上料机构包括上料推杆、上料气缸、上料平台和备料竖槽；

所述上料平台表面设有用于容纳永磁体的上料滑槽，所述上料滑槽的位置与定位治具的通槽位置对应；

所述备料竖槽位于上料平台的上方，所述备料竖槽用于排列永磁体，所述备料竖槽内的永磁体在重力的作用下落入上料滑槽内；

所述上料推杆位于上料滑槽内与上料气缸连接，所述上料气缸用于驱动上料推杆在上料滑槽内做往复运动。

进一步的，所述上料滑槽的高度大于一个永磁体的厚度且小于两个永磁体的厚度，所述上料推杆的高度小于一个永磁体的厚度，所述上料气缸用于驱动上料推杆将上料滑槽内的永磁体推至定位治具内。

进一步的，所述收纳单元包括收纳竖槽和收纳平台；

所述收纳平台表面设有凹槽，所述收纳竖槽位于所述收纳平台的下方，所述收纳竖槽与凹槽连接，所述收纳竖槽用于容纳永磁体。

进一步的，所述收纳竖槽内设有缓冲弹簧；

所述收纳平台上滑动安装有限位滑块，所述限位滑块设有限位推杆位于凹槽内，所述限位推杆可位于凹槽内往复滑动，所述限位滑块与收纳平台之间设有复位弹簧；

所述凹槽的入口处设有导向斜坡，所述限位块靠近滑槽的入口一端设有导向斜面；

其中，当永磁体进入凹槽时，永磁体在导向斜坡和导向斜面的引下穿过凹槽进入收纳竖槽内。

进一步的，所述收纳竖槽的侧边设有可视窗口，所述收纳竖槽外设有光电传感器，所述光电传感器位于收纳竖槽的的竖槽的底端与可视窗口对应，所述光电传感器用于满料监控提示。

应用本发明的技术方案，相对于现有技术具有以下优点：

1.磁通量测试单元能够有效地对永磁体的磁通量进行测试，精确测量每个永磁体的磁通量值，确保筛选出的永磁体满足表磁一致性要求。

2.收纳单元和流转单元的设置使得筛选过程自动化程度较高，可以降低人工干预的可能性，提高生产效率。

3.通过中控单元对磁通量测试单元和流转单元的控制，可以实现永磁体的自动分类和归类，使得不同磁通量区间的永磁体得到合理利用，降低了齿槽效应，提高了电机性能。

3.转运机构、上料机构和下料机构的设计使得永磁体在整个筛选过程中能够得到稳定的传输与定位，保证了筛选过程的精确性和可靠性。

4.采用铁磁性材料制作的定位治具和通槽，可以使永磁体在传输过程中保持稳定，防止因永磁体之间磁力相互作用而产生的误差。

5.上料滑槽和上料推杆的设计可以确保永磁体在上料过程中的稳定性，避免因永磁体叠加而导致的筛选误差。

6.收纳竖槽内设置缓冲弹簧和限位推杆，可以减轻永磁体在收纳过程中受到的冲击力，避免因永磁体受损而影响电机性能。

发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。

图1是本发明一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置的示意图；

图2是本发明一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置的转盘示意图；

图3是本发明一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置的上料机构使用示意图；

图4是本发明一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置的上料机构爆炸图；

图5是本发明一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置的收纳单元局部示意图；

图6是本发明一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置的收纳单元示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考附图1所示，一种直驱电机永磁体表磁一致性分类筛选装置，其特征在于，包括：

磁通量测试单元100，所述磁通量测试单元100用于测试永磁体的磁通量；

收纳单元200，所述收纳单元200用于收集归类后的永磁体；

流转单元，所述流转单元与磁通量测试单元100和多个收纳单元200对应，所述流转单元用于转运永磁体并将永磁体归类；

中控单元，分别与磁通量测试单元100和流转单元连接；

其中，多个所述收纳单元200分别对应着不同磁通量区间，所述中控单元用户根据磁通量测试单元100的数据控制流转单元的位移量将永磁体归类。

永磁体的生产端大多通过对生产工艺的标准化实现对永磁体表磁一致性的把控，但是出厂的表磁误差仍然有3％左右。这种误差对于高速或高精度的电机来说，是不可忽视的，会形成较明显的齿槽效应，影响高精度电机的精确控制和稳定运行。对于采购的永磁体，进行进一步的分类，通过测量永磁体的磁通量将永磁体分成多组。提高每组永磁体表磁的一致性，在组装电机时，每个电机的永磁体均来自同一组，即通过提高永磁体表磁的一致性，降低了电机的齿槽效应。提高了电机的精度和运行的稳定性。

使用时，流转单元携带永磁体经过磁通量测试单元100。磁通量测试单元100测出待测永磁体的磁通量。同时不同收纳单元200分别对应不同的磁通量区间，收纳单元200的数量根据精度要求设置，收纳单元200越多对应着磁通量区间越小，表磁一致性越高。中控单元根据磁通量测试单元100反馈的测量数据，驱动流转单元将永磁体转运至对应的磁通量区间的收纳单元200内。

本实施案例中，所述流转单元包括：

上料机构300，用于将永磁体转运至转运机构400；

转运机构400，所述转运机构400设有定位治具420，所述定位治具420用于承载永磁体；

下料机构500，用于将定位治具420内的永磁体转运至收纳单元200；

其中，所述转运机构400在上料后用于承载永磁体至磁通量测试单元100处测量磁通量并进行分类。

磁通量测试单元100和收纳单元200的位置相对固定不动，磁通量测试单元100的位置信息、收纳单元200的位置信息和对应的磁通量区间提前录入中控单元，上料机构300将永磁体转运至转运机构400，转运机构400携带永磁体至磁通量测试单元100处测试磁通量，然后中控单元依据磁通量测试结果驱动转运机构400将永磁体转运至对应的收纳单元200处，然后下料机构500将永磁体从转运机构400转移至收纳单元200，完成永磁体的分类。

参考附图2所示，本实施案例中，所述转运机构400包括定位治具420、转动盘410和步进电机；

所述转动盘410水平放置，所述步进电机与中控单元连接用于驱动转动盘410转动；

所述定位治具420位于转动盘410的表面用于固定永磁体，所述定位治具420表面设有用于容纳永磁体的通槽。采用转动盘410作为转运载具，相比采用直线模组或环形模组的方式，占地面积更小、效率更高、成本更低易推广。定位治具420位于转动盘410的表面用于固定永磁体。所述磁通量测试单元100的位置信息、收纳单元200的位置信息转换为角度信息提前录入中控单元。步进电机根据位置信息驱动转动盘410转动制定的角度完成永磁体磁通量的测量和分类。

本实施案例中，所述定位治具420为铁磁性材料，铁磁性材料的定位治具420用于固定永磁体。为了避免永磁体在离心力的作用下从定位治具420中飞出，所述定位治具420的通槽为铁磁性材料，通过永磁体的磁力固定自身，能有效避免永磁铁在转动盘410的旋转式飞出。

本实施案例中，所述下料机构500包括下料气缸510和下料推杆520，所述下料推杆520位于通槽内与下料气缸510连接，所述下料气缸510固定在转动盘410表面，所述下料气缸510用于驱动下料推杆520做往复运动。所述下料机构500固位于转动盘410表面与定位治具420同步运动。当转动盘410转动至收纳单元200处时，下料气缸510启动驱动下料推杆520将定位治具420的通槽内的永磁体推至收纳单元200内，完成下料动作。采用下料气缸510和下料推杆520的结构相比于机械手下料的方式，成本更低，占地面积更小、响应速度更快。

参考附图3-4所示，本实施案例中，所述上料机构300包括上料推杆310、上料气缸320、上料平台330和备料竖槽340；

所述上料平台330表面设有用于容纳永磁体的上料滑槽331，所述上料滑槽331的位置与定位治具420的通槽位置对应；

所述备料竖槽340位于上料平台330的上方，所述备料竖槽340用于排列永磁体，所述备料竖槽340内的永磁体在重力的作用下落入上料滑槽331内；

所述上料推杆310位于上料滑槽331内与上料气缸320连接，所述上料气缸320用于驱动上料推杆310在上料滑槽331内做往复运动。

永磁体具有磁性，不同的永磁体之间会产生吸引或排斥的磁力。因永磁体具有磁力，若采用机械手臂抓取进行上料，需要在备料时将没个永磁体单独放置，这种上料方式效率低下且占地面积较大。

备料时将永磁体按照一个方向互相吸引置于备料竖槽340内，备料竖槽340内中最底端的永磁体位于上料平台330表面的上料滑槽331内。上料时上料气缸320启动，上料推杆310将上料滑槽331内的永磁体推入转动盘410定位治具420的通槽内，完成上料。上料气缸320复位后，上料推杆310同步复位，备料竖槽340内永磁体在重力的作用下下落，即完成自动补料。本上料机构300结构简单稳定、占地面积较少、成本低廉易推广。

本实施案例中，所述上料滑槽331的高度大于一个永磁体的厚度且小于两个永磁体的厚度，所述上料推杆310的高度小于一个永磁体的厚度，所述上料气缸320用于驱动上料推杆310将上料滑槽331内的永磁体推至定位治具420内。因备料竖槽340中的永磁体互相吸引，为了避免在永磁体上料时存在连带效应影响磁通量测试结果。备料竖槽340中最底端的永磁铁落入上料滑槽331内，上料时，上料推杆310在上料气缸320的驱动下伸出，因上料推杆310的高度小于一个永磁体的厚度，固上料推杆310只与最下方的永磁体接触。又因为上料滑槽331的高度大于一个永磁体的厚度且小于两个永磁体的厚度，备料竖槽340下方第二个永磁体未完全落入上料滑槽331内，备料竖槽340限制第二个永磁体的自由度，达到每一次上料推杆310上料只会推出一个永磁体的目的。避免永磁体之间因为磁力互相吸引出现连带上料的情况。确保上料动作的稳定性和效率。

参考附图5-6所示，本实施案例中，所述收纳单元200包括收纳竖槽210和收纳平台；

所述收纳平台表面设有凹槽220，所述收纳竖槽210位于所述收纳平台的下方，所述收纳竖槽210与凹槽220连接，所述收纳竖槽210用于容纳永磁体。当测量完永磁体的磁通量后，转动盘410驱动永磁体至对应的磁通量区间的收纳单元200，下料气缸510启动驱动下料推杆520将定位治具420内的永磁体推入收纳平台的凹槽220内，永磁体进入凹槽220内并在重力的作用下落入收纳竖槽210内完成收纳。

本实施案例中，所述收纳竖槽210内设有缓冲弹簧260；

所述收纳平台上滑动安装有限位滑块230，所述限位滑块230设有限位推杆240位于凹槽220内，所述限位推杆240可位于凹槽220内往复滑动，所述限位滑块230与收纳平台之间设有复位弹簧250；

所述凹槽220的入口处设有导向斜坡221，所述限位块靠近滑槽的入口一端设有导向斜面241；

其中，当永磁体进入凹槽220时，永磁体在导向斜坡221和导向斜面241的引下穿过凹槽220进入收纳竖槽210内。

所述收纳平台上设有限位滑槽，所述限位滑块230通过限位滑槽滑动安装在收纳平台上，所述限位滑槽用于限制限位滑块230的自由度，所述收纳平台设有凸起，所述限位滑块230与所述凸起之间设有复位弹簧250。

所述限位推杆240用于阻挡收纳凹槽220内的永磁体在缓冲弹簧260弹力的作用下溢出。限位滑槽与限位滑块230配合，通过限位推杆240干涉收纳竖槽210内永磁体向上运动。

当下料气缸510驱动下料推杆520伸出将定位治具420滑槽内的永磁体推入收纳平台的凹槽220内。

第一阶段，永磁体与限位推杆240紧密接触挤压复位弹簧250。此时永磁体在导向斜坡221和导向斜面241的作用下，永磁体前运动的同时也向下运动挤压复位弹簧250。

第二阶段，向下倾斜的永磁体的前端完全进入收纳竖槽210后，限位推杆240在复位弹簧250的作用下开始复位并向下挤压永磁体的中端和尾端，下料推杆520与限位推杆240配合将永磁体挤入收纳竖槽210内完成下料收纳动作。

本实施案例中，所述复位弹簧250采用两根弹簧收尾抵接。为了提高收纳竖槽210的收纳量，收纳竖槽210的长度较长，分段式的弹簧结构能有效避免单根的弹簧结构在收纳竖槽210内弯曲变形影响弹力的均匀性。

本实施案例中，所述收纳竖槽210的侧边设有可视窗口，所述收纳竖槽210外设有光电传感器，所述光电传感器位于收纳竖槽210的竖槽的底端与可视窗口对应，所述光电传感器用于满料监控提示。所述收纳竖槽210的侧边设有可视窗口，所述可视窗口用于观察收纳竖槽210内的收纳情况，当收纳竖槽210内的永磁体容纳数量较多时，使用者可以通过可视窗口观察到。且配合光电传感器，随着永磁体的数量增加，永磁体的物料堆自上向下延伸，当收纳竖槽210内的永磁体饱和时，触发下方的光电开关提醒使用者取出。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。