一种电机发电机一体两用机设备

技术领域

本发明涉及电机与发电机领域，具体涉及一种电机发电机一体两用机设备。

背景技术

现有电机和发电机大多都是单体机，针对很多时候电机和发电机都不需要同时用的用户，如果要用电机和发电机就得各买一台单体机，这样就需要两个机体的安装架和摆放场地，而且购买成本较高，基于此，申请人经过检索发现一篇中国发明专利“一种电机发电机一体两用机装置”，其授权公告号为CN106026610B，其设置有两套不同功能用途的系统部件，共用电机发电机转子轴、轴承和定子层、电机壳，然而其结构过于简单且不稳定，转子轴高速旋转过程中，很容易发生内部零部件偏移，甚至散架的问题，基于此，本发明提出了一种电机发电机一体两用机设备。

发明内容

为解决上述背景中提到的问题，本发明提供了一种电机发电机一体两用机设备。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种电机发电机一体两用机设备，包括机壳，机壳内同轴安装有转子轴，转子轴的一端伸出机壳且该端命名为连接端，机壳的内部同轴设置有线圈，线圈包括呈并排布置的发电机线圈与电机线圈，转子轴的外部套设有磁体架，磁体架上设置有磁体；

机壳内还设置有切换机构，切换机构包括限位构件与切换构件，限位构件设置在限位状态与撤销状态之间进行切换，处于限位状态时，磁体架与转子轴之间通过限位构件实现连接，处于撤销状态时，磁体架与转子轴之间的连接被撤销，切换构件用于驱使限位构件发生切换。

进一步的，发电机线圈位于电机线圈与转子轴连接端之间。

进一步的，转子轴的外圆面沿径向设置有限位槽，限位槽设置有两组并分别为位于发电机线圈内的限位槽一、位于电机线圈内的限位槽二；

磁体架包括滑动套设在转子轴上的套柱以及设置在套柱上的外围架，套柱的外圆面沿径向贯穿设置有限位孔，当磁体架在转子轴上发生移动时，限位孔的孔口能够与限位槽的槽口重合。

进一步的，套柱的内壁设置有凸起，转子轴的外圆面沿轴向设置有凹槽，凸起与凹槽构成滑动导向配合。

进一步的，限位构件包括限位块、活动套设在套柱外部的环架，初始状态下，限位块的一端位于限位槽一内、另一端穿过限位孔；

限位块上设置有呈倾斜布置的滑孔，滑孔与转子轴轴心线之间的距离沿转子轴轴向并沿发电机线圈指向电机线圈的方向递减，环架上设置有凸销，凸销的自由端滑动位于滑孔内。

进一步的，环架背离转子轴连接端的一侧延伸有拉杆，拉杆的末端伸出机壳。

进一步的，切换构件包括连接环，套柱背离转子轴连接端的一端与连接环同轴连接，连接环与环架之间设置有弹簧一；

切换构件还包括同轴设置在转子轴外部的固定环，固定环位于连接环背离转子轴连接端的一侧，固定环与连接环之间设置有弹簧二，弹簧二的弹力系数大于弹簧一的弹力系数。

进一步的，连接环朝向固定环的端面延伸有卡爪，卡爪为弹性材料制成，卡爪沿连接环的圆周方向阵列设置有若干个；

卡爪包括与连接环连接的直线段，直线段的延伸方向平行于转子轴的轴向，直线段的末端朝内设置有凸块，凸块朝向转子轴的一侧设置有斜面，斜面与转子轴轴心线之间的距离沿转子轴的轴向并由连接环指向固定环的方向递增。

进一步的，固定环朝向连接环的端面同轴延伸有套轴，套轴的外圆面同轴设置有呈圆锥形状的固定体，固定体的截面直径沿转子轴的轴向并由连接环指向固定环的方向递增；

套轴的外部活动套设有呈圆锥形状的活动体，活动体的截面直径沿转子轴的轴向并由连接环指向固定环的方向先递增后递减；

固定体朝向活动体的端面设置有环槽，环槽的槽底与活动体之间设置有弹簧三，套轴的外圆面同轴设置有限位环，限位环位于活动体背离固定体的一侧，并且当弹簧三的压缩量为零时，活动体与限位环接触。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明提供了一种能够在发电机状态与电机状态之间进行切换的一体两用机，相比于单独发电机与单独电机的组合，生产成本要更低；

进一步的，本发明中，通过切换装置驱使一体两用机进行状态改变，驱使动作为拉动拉杆，简单方便快速，并且状态改变好后，通过切换装置中的限位构件使转子轴与磁体架连接，使整个设备不会因转子轴高速旋转而散架，设备运行更加平稳顺利。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部示意图一；

图3为本发明的内部示意图二；

图4为本发明的剖视图一；

图5为本发明的剖视图二；

图6为转子轴的示意图；

图7为磁体架与限位构件的剖视图；

图8为环架与限位块的配合示意图；

图9为切换构件的剖视图。

附图中的标号为：

100、机壳；101、转子轴；102、发电机线圈；103、电机线圈；104、磁体架；105、磁体；106、限位槽；200、拉杆；300、切换机构；301、环架；302、凸销；303、限位块；304、滑孔；305、弹簧一；306、连接环；307、卡爪；308、弹簧二；309、固定环；310、套轴；311、固定体；312、活动体；313、弹簧三。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-图9所示，一种电机发电机一体两用机设备，包括机壳100，其中：

机壳100内同轴安装有转子轴101，转子轴101的一端伸出机壳100，该端命名为连接端。

机壳100的内部同轴设置有线圈，线圈包括呈并排布置的发电机线圈102与电机线圈103，为了便于描述，使发电机线圈102位于电机线圈103与转子轴101连接端之间。

转子轴101的外部套设有磁体架104，磁体架104上设置有磁体105，当磁体105位于发电机线圈102内时，本发明处于发电机状态，当磁体105位于电机线圈103内时，本发明处于电机状态。

机壳100内还设置有切换机构300，切换机构300包括限位构件与切换构件，限位构件设置在限位状态与撤销状态之间进行切换，处于限位状态时，磁体架104与转子轴101之间通过限位构件实现连接，处于撤销状态时，磁体架104与转子轴101之间的连接被撤销，磁体架104可以在转子轴101上发生移动，使本发明进行状态切换。

切换构件用于驱使限位构件发生切换。

限位构件：

如图4-图8所示，转子轴101的外圆面沿径向设置有限位槽106，限位槽106位于线圈内部，限位槽106对应设置有两组并分别为位于发电机线圈102内的限位槽一、位于电机线圈103内的限位槽二。

磁体架104包括套设在转子轴101上的套柱以及设置在套柱上的外围架，进一步的，套柱的内壁设置有凸起，转子轴101的外圆面沿轴向设置有凹槽，凸起与凹槽构成滑动配合，进而使磁体架104与转子轴101构成滑动导向配合。

磁体105镶嵌在外围架的外表面，套柱的外圆面沿径向贯穿设置有限位孔，当磁体架104在转子轴101上发生移动时，限位孔的孔口能够与限位槽106的槽口重合。

如图4-图8所示，限位构件包括限位块303、活动套设在套柱外部的环架301，初始状态下，限位块303的一端位于限位槽一内、另一端穿过限位孔，即本实施例中，以发电机状态作为初始状态，以便于描述。

限位块303上设置有滑孔304，滑孔304呈倾斜布置，滑孔304与转子轴101轴心线之间的距离沿转子轴101的轴向并沿发电机线圈102指向电机线圈103的方向递减。

环架301上设置有凸销302，凸销302的自由端滑动位于滑孔304内。

环架301背离转子轴101连接端的一侧延伸有拉杆200，拉杆200的末端伸出机壳100。

初始状态下，由于限位块303同时位于限位槽一与限位孔内，故而磁体架104与转子轴101之间通过限位块303实现连接，限位构件处于限位状态；

当拉动拉杆200时，拉杆200首先拉动环架301发生移动，环架301移动过程中，会通过凸销302与滑孔304的配合，牵引限位块303脱离限位槽一，当凸销302与滑孔304的孔壁接触时，限位块303完全脱离限位槽一且限位块303局部位于限位孔内，此时，限位构件切换为撤销状态；

然后，继续拉动拉杆200，由于此时限位块303、磁体架104以及环架301可视为一体化，故而拉杆200会带着环架301、限位块303与磁体架104一起移动。

切换构件：

如图4、图5及图7所示，切换构件包括连接环306，套柱背离转子轴101连接端的一端与连接环306同轴连接，连接环306与环架301之间设置有弹簧一305。

如图9所示，切换构件还包括同轴设置在转子轴101外部的固定环309，固定环309位于连接环306背离转子轴101连接端的一侧，固定环309与连接环306之间设置有弹簧二308，弹簧二308的弹力系数大于弹簧一305的弹力系数。

如图9所示，连接环306朝向固定环309的端面延伸有卡爪307，卡爪307为弹性材料制成，优选的，卡爪307沿连接环306的圆周方向阵列设置有若干个，进一步的，卡爪307包括与连接环306连接的直线段，直线段的延伸方向平行于转子轴101的轴向，直线段的末端朝内设置有凸块，凸块朝向转子轴101的一侧设置有斜面，斜面与转子轴101轴心线之间的距离沿转子轴101的轴向并由连接环306指向固定环309的方向递增。

如图9所示，固定环309朝向连接环306的端面同轴延伸有套轴310，套轴310的外圆面同轴设置有呈圆锥形状的固定体311，固定体311的截面直径沿转子轴101的轴向并由连接环306指向固定环309的方向递增。

套轴310的外部还活动套设有活动体312，活动体312呈圆锥形状，其截面直径沿转子轴101的轴向并由连接环306指向固定环309的方向先递增后递减。

固定体311朝向活动体312的端面设置有环槽，环槽的槽底与活动体312之间设置有弹簧三313。

套轴310的外圆面还同轴设置有限位环，限位环位于活动体312背离固定体311的一侧，并且当弹簧三313的压缩量为零时，活动体312与限位环接触。

本发明的工作原理：

初始状态下，限位块303同时位于限位槽一与限位孔内，磁体架104与转子轴101之间通过限位块303实现连接，限位构件处于限位状态，另外，磁体105位于发电机线圈102内，使本发明处于发电机状态；

本发明由发电机状态切换为电机状态的过程，具体表现为：

步骤一：拉动拉杆200，拉杆200首先拉动环架301发生移动，弹簧一305被压缩，环架301移动过程中，会通过凸销302与滑孔304的配合，牵引限位块303脱离限位槽一，当凸销302与滑孔304的孔壁接触时，限位块303完全脱离限位槽一且限位块303局部位于限位孔内，此时，限位构件切换为撤销状态；

步骤二：继续拉动拉杆200，此时拉杆200会带着环架301、限位块303与磁体架104一起移动，磁体架104移动带着磁体105一起移动，磁体架104移动还带着连接环306一起移动，使弹簧二308被压缩；

连接环306移动带着卡爪307一起移动，卡爪307移动过程中，会与固定体311的外表面接触，并在固定体311的外表面倾斜引导下发生弹性形变，当卡爪307越过固定体311，使凸块位于固定体311与活动体312之间时，卡爪307在自身弹性作用下，使凸块卡设在固定体311与活动体312之间，与此同时，设置在磁体架104上的限位孔孔口与限位槽二槽口重合，至此，松开拉杆200，由于凸块卡设在固定体311与活动体312之间，故而弹簧二308无法释放弹力，而弹簧一305则释放弹力，驱使环架301做远离连接环306的移动，在凸销302与滑孔304的配合下，限位块303插入限位槽二内，也就是说，此时，限位块303同时位于限位槽二与限位孔内，磁体架104与转子轴101之间通过限位块303实现连接，限位构件处于限位状态，另外，磁体105位于电机线圈103内，使本发明切换为电机状态。

本发明由电机状态切换为发电机状态的过程，具体表现为：

步骤三：拉动拉杆200，如步骤一，使限位构件切换为撤销状态，此过程中，卡爪307会越过活动体312；

步骤四：松开拉杆200，此时，弹簧二308先释放弹力，驱使连接环306、磁体架104、卡爪307、环架301一起做靠近转子轴101连接端的移动，该过程中，卡爪307移动会抓着活动体312一起移动，使活动体312与固定体311接触，然后在活动体312的外圆面倾斜引导下，卡爪307会直接越过活动体312与固定体311；

当磁体架104移动至使限位孔孔口与限位槽一槽口重合时，弹簧二308的弹力释放完毕，此时，弹簧一305释放弹力，驱使环架301做远离连接环306的移动，在凸销302与滑孔304的配合下，限位块303插入限位槽一内，也就是说，此时，限位块303同时位于限位槽一与限位孔内，磁体架104与转子轴101之间通过限位块303实现连接，限位构件处于限位状态，另外，磁体105位于发电机线圈102内，使本发明处于发电机状态。

需要注意的是，本发明的核心在于如何使磁体105位于发电机线圈102或电机线圈103内且磁体架104与转子轴101连接稳固，不会因高速旋转而散架，至于发电机线圈102或电机线圈103的电线线路连接为现有技术可实现，不是本发明的核心，不作赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。