适于输出正、负扭矩的电力活塞式电动机

摘要

本发明涉及一种适于输出正、负扭矩的电力活塞式电动机，其包括：设于缸体内的永磁体活塞、曲轴和连杆；缸体的上端设有电磁铁，电磁铁设于转轴上，该转轴的一端经一变速箱与一步进电机传动相连；工作时，电磁铁的线圈电流方向始终保持不变；在活塞即将到达上、下止点时，控制电磁铁旋转180°以快速切换电磁铁上下端的磁极性，从而使电磁铁反复对活塞产生作用力，进而驱动曲轴输出具有较好连续性和稳定性的正扭矩。当需要曲轴对外输出负扭矩时，CPU单元通过检测各活塞的位移方向并通过线圈驱动电路向各线圈提供相应方向的电流，以降低各活塞的位移速率，从而实现各活塞通过相应的连杆制动曲轴，使曲轴输出负扭矩。

主权项

一种适于输出正、负扭矩的电力活塞式电动机，其特征在于包括：多个缸体（1）、设于缸体（1）内的由永磁体制成的活塞（5）、设于各缸体（1）下方的曲轴（2）和用于将各活塞（5）与所述曲轴（2）传动连接的连杆（3）；所述缸体（1）的上端设有与缸体（1）同轴心线的电磁铁（7），电磁铁（7）的线圈（8）与一线圈驱动电路相连；电磁铁（7）设于一由CPU单元控制的翻转机构上，曲轴（2）的一端设有飞轮；所述线圈驱动电路与一CPU单元相连；邻近缸体（1）的上、下止点处分别设有与CPU单元相连的上、下行程开关（13、14）；所述缸体（1）的底部设有一与所述CPU单元相连的霍尔传感器（15）；电动车启动时，采用启动系统驱动所述飞轮并使所述曲轴（2）转动，所述CPU单元通过各缸体（1）底部的霍尔传感器（15）检测各活塞（5）的位移方向；若测得一缸体（1）内的活塞（5）正向下位移，则所述CPU单元通过所述线圈驱动电路向该缸体（1）上方的电磁铁（7）的线圈（8）提供相应方向的电流，以使该电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相同，活塞（5）因来自电磁铁（7）的下斥力而在该缸体（1）内加速下移；若测得一缸体（1）内的活塞（5）正向上位移，则所述CPU单元通过所述线圈驱动电路向该缸体（1）上方的电磁铁（7）的线圈（8）提供相应方向的电流，以使该电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相反，活塞（5）因来自电磁铁（7）的上吸力而在该缸体（1）内加速上移；待各电磁铁（7）的线圈（8）得电后，断开所述启动系统并保持各线圈（8）中的电流方向不变；当所述CPU单元通过所述下行程开关（14）测得一缸体（1）内的活塞（5）即将到达该缸体（1）的下止点时，CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体（1）上方的电磁铁（7）绕该电磁铁（7）的高度中心线旋转180°，且此时的活塞（5）已到达下止点，由于此时的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相反，活塞（5）因来自电磁铁（7）的上吸力而开始在该缸体（1）内向上位移；当所述CPU单元通过所述上行程开关（13）测得该活塞（5）即将到达该缸体（1）的上止点时，CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体（1）上方的电磁铁（7）绕该电磁铁（7）的高度中心线反向旋转180°，且此时的活塞（5）已到达上止点，由于此时的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相同，且活塞（5）因来自电磁铁（7）的下斥力而开始向下位移；如此反复，从而使各活塞（5）经相应的连杆（3）驱动所述曲轴（2）运转，并使所述飞轮对外输出正扭矩；当所述曲轴（2）处于运转状态，而需要通过所述飞轮对外输出负扭矩时，则所述CPU单元控制所述线圈驱动电路停止向各线圈（8）供电；若所述CPU单元通过所述霍尔传感器（15）测得同一缸体（1）内的所述活塞（5）正在向下位移，则CPU单元通过所述线圈驱动电路向该缸体（1）上方的线圈（8）提供相应方向的电流，以使相应的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相反，以降低活塞（5）的下移速率，从而制动所述曲轴（2）；若所述曲轴（2）仍未停止运转，且CPU单元通过所述下行程开关（14）测得该活塞（5）即将到达该缸体（1）的下止点时，CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体（1）上方的电磁铁（7）绕该电磁铁（7）的高度中心线旋转180°；由于此时的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相同，活塞（5）在开始向上位移的同时承受来自电磁铁（7）的下斥力而制动所述曲轴（2）；若所述曲轴（2）仍未停止运转，且CPU单元通过所述上行程开关（13）测得该活塞（5）即将到达该缸体（1）的上止点时，CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体（1）上方的电磁铁（7）绕该电磁铁（7）的高度中心线反向旋转180°，由于此时的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相反，活塞（5）因来自电磁铁（7）的上吸力而制动所述曲轴（2）；如此反复，以使所述飞轮对外输出负扭矩，直至测得所述曲轴（2）即将停止运转时，停止向各线圈（8）供电。