TWI408483B - A device that adjusts the angle of the slip ring in flight in a non-contact manner - Google Patents

Description

可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置

本發明係與轉動中物體的角度調技術整有關，特別是指一種可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置。

在許多旋轉機械的應用場合上，旋轉軸上必須配置一個可調整角度的滑環，此滑環上通常設置有某些特定功能目的之裝置，例如動平衡用途的配重塊或者轉動軸零點位置的磁性(或光學)標示點；在正常運轉情況下，該滑環與轉動軸結合成一體並做同步轉動，可是當某些外部條件變化時，該滑環相對於轉動軸的角度必須進行調整。例如，當高速轉動軸的質心位置因為機械零件磨耗或外界負載條件改變時，我們就必須調整配重塊相對於轉動軸的角度位置來補償此質心不平衡量的變動量，並使旋轉機械重新回到動平衡狀態。

傳統的調整角度的方式，通常無法在轉動中進行調整，而是必須先停止該轉動軸的轉動，再以人工或機械的方式作用該滑環使其相對於該轉動軸旋轉至所需的位置或角度，之後才能再使該轉動軸轉動與正常運作。此種接觸式的調整方式由於需先停機才能進行調整，因此調整上較為不便。

也有些角度調整技術可以使用非接觸式的電磁力技術，可以在正在飛行中的轉動軸上來調整滑環的角度；例如，美國第US 5,757,662號專利所發展出的電磁力致動的配重環角度調整技術即是一個屬於可在飛行中轉動軸進行滑環角度調整的專利技術，但該裝置由於需要使用相對複雜的精密機械軸承與陣列式永久磁鐵，目前價格相當昂貴，且構造複雜與體積較大。

本發明之主要目的在於提供一種可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置，其可以非接觸的方式來調整滑環相對於旋轉軸的角度。

為了達成前述目的，依據本發明所提供之一種可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置，包含有：一套筒，用以套接於一轉動機械的旋轉軸，該套筒的一端具有一定位承靠面；至少一滑環，套於該套筒上；一彈性環，套於該套筒上；一鎖定套環，連接於該套筒的另一端，而將該滑環與該彈性環夾持於該鎖定套環與該定位承靠面之間，在正常情況下該滑環係藉由彈性環的預壓力所產生的摩擦力而使得滑環與套筒作同步轉動；該滑環上設置有至少一脈衝磁場產生器，該脈衝磁場產生器用以產生脈衝磁場作用於該滑環，且所產生的脈衝磁場至少具有垂直分量作用於該滑環的環面；藉此，該滑環在轉動時，利用該脈衝磁場產生器所產生的脈衝磁場來作用於轉動中的該滑環的環面上而產生感應渦電流，感應渦電流與該脈衝磁場的外積會在該滑環上造成一相反於旋轉軸轉動方向的切線方向推力，當此由感應渦電流產生的反向推力大於彈性環預壓力產生的摩擦力時，該滑環即不再與套筒同步轉動，利用此方式來致動旋轉中的該滑環產生一小角度位移，並藉由控制該脈衝磁場的脈衝數量來達到控制該滑環轉動角度的效果。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：如第一圖至第二圖所示，本發明一較佳實施例所提供之一種可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置10，主要由一套筒11、一滑環21、一彈性環31、一鎖定套環41、以及一脈衝磁場產生器51所組成，其中：該套筒11，用以套接於一轉動機械的旋轉軸91，該套筒11的一端具有一定位承靠面12。該套筒11表面沿其長軸向設有二凹槽14。

該滑環21，套於該套筒11上。該滑環21的兩端分別更設有一緩衝墊圈22，各該緩衝墊圈22內環面具有二凸點221，該等緩衝墊圈22係套接於該套筒11且以其凸點221嵌入於該套筒11之凹槽14。該滑環21係金屬材質，在受到脈衝磁場的作用時產生感應渦電流。

該彈性環31，套於該套筒11。

該鎖定套環41，連接於該套筒11的另一端，而將該滑環21與該彈性環31夾持於該鎖定套環41與該定位承靠面12之間。該彈性環31受到該鎖定套環41與該定位承靠面12相夾的夾持力作用而產生彈性復歸力，該彈性復歸力即用來對該滑環21產生逼緊預壓力。該滑環21係藉由彈性環31的預壓力所產生的摩擦力而使得該滑環21與該套筒11作同步轉動。

該滑環21上設置有該脈衝磁場產生器51，該脈衝磁場產生器51用以產生脈衝磁場作用於該滑環21，且所產生的脈衝磁場至少具有垂直分量作用於該滑環21的環面。其中，該脈衝產生器係由一脈衝電流產生器52、以及呈C形的一電磁鐵54所組成，該電磁鐵54具有一氣隙55，可供該滑環21局部置入。

藉此，該滑環21在轉動時，利用該脈衝磁場產生器51所產生的脈衝磁場來作用於轉動中的該滑環21的環面上而產生感應渦電流，感應渦電流與該脈衝磁場的外積會在該滑環21上造成一相反於旋轉軸91轉動方向的切線方向推力，當此由感應渦電流產生的反向推力大於彈性環預壓力產生的摩擦力時，即可利用此方式來致動轉動中的該滑環21產生一小角度位移，並藉由控制該脈衝磁場的脈衝數量來達到控制該滑環21轉動角度的效果。

於本實施例中，該彈性環31係位於該鎖定套環41與一該緩衝墊圈22之間，而鄰接於該鎖定套環41。而該彈性環31係藉由其彈性復歸力來提供逼緊預壓力的效果，使該滑環21與各該緩衝墊圈22之間產生摩擦力而固定於該旋轉軸91上，在未受到渦電流致動力情況下，此摩擦力可以使該滑環21與該套筒11連同該轉動軸同步旋轉。

請再參閱第一圖，在實際使用時，上述的轉動裝置10主要係以該套筒11套接於一轉動機械的旋轉軸91，且該滑環21係受到該定位承靠面12與該鎖定套環41將其間的各元件所夾持，藉此即固定於該旋轉軸91上。於該旋轉軸91旋轉時，可使用該脈衝磁場產生器51來致動該滑環21相對於該旋轉軸91進行相對的角度位移，進而改變該滑環21相對於該旋轉軸91的角度位置

請參閱第三圖，該彈性環31’也可以設置在該定位承靠面12與一該緩衝墊圈22之間，而鄰接於該定位承靠面12。該彈性環31’同樣具有與前述實施中的彈性緩衝的功效。其設置位置並不以在該鎖定套環41與該滑環21之間為限制。

此外，如第四圖所示，該滑環21上也可使用二個以上的脈衝磁場產生器51來作用，可藉此產生更大的作用效果，調整滑環21的角度也更為快速。

由上可知，本發明所提供的轉動裝置，是以該脈衝磁場產生器對該滑環進行非接觸式的角度調整，調整時不需停機，因此具有方便調整且結構簡單的優點。

10．．．可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置

11．．．套筒

12．．．定位承靠面

14．．．凹槽

21．．．滑環

22．．．緩衝墊圈

221．．．凸點

31,31’．．．彈性環

41．．．鎖定套環

51．．．脈衝磁場產生器

52．．．脈衝電流產生器

54．．．電磁鐵

55．．．氣隙

91．．．旋轉軸

第一圖係本發明一較佳實施例之組合立體圖。

第二圖係本發明一較佳實施例之分解立體圖，顯示脈衝磁場產生器移除後的分解狀態。

第三圖係本發明一較佳實施例之分解立體圖，顯示彈性環位於定位承靠面與一緩衝墊圈之間的狀態。

第四圖係本發明一較佳實施例之另一組合立體圖，顯示以二個脈衝磁場產生器作用於一滑環的狀態。

10．．．可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置

11．．．套筒

12．．．定位承靠面

14．．．凹槽

21．．．滑環

22．．．緩衝墊圈

31．．．彈性環

41．．．鎖定套環

51．．．脈衝磁場產生器

52．．．脈衝電流產生器

54．．．電磁鐵

55．．．氣隙

91．．．旋轉軸

Claims (6)

1. 一種可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置，包含有：一套筒，用以套接於一轉動機械的旋轉軸，該套筒的一端具有一定位承靠面；至少一滑環，套於該套筒上，該滑環的兩端分別設有一緩衝墊圈套接於該套筒；一彈性環，套於該套筒上，用以利用彈性力來產生預壓力；一鎖定套環，連接於該套筒的另一端，而將該滑環與該彈性環夾持於該鎖定套環與該定位承靠面之間；該滑環係藉由彈性環的預壓力所產生的摩擦力而使得該滑環與該套筒作同步轉動；該滑環上設置有至少一脈衝磁場產生器，該脈衝磁場產生器用以產生脈衝磁場作用於該滑環，且所產生的脈衝磁場至少具有垂直分量作用於該滑環的環面；藉此，該滑環在轉動時，利用該脈衝磁場產生器所產生的脈衝磁場來作用於轉動中的該滑環的環面上而產生感應渦電流，感應渦電流與該脈衝磁場的外積會在該滑環上造成一相反於旋轉軸轉動方向的切線方向推力，當此由感應渦電流產生的反向推力大於彈性環預壓力產生的摩擦力時，該滑環即不再與套筒同步轉動，並相對於該套筒產生一小角度位移，並藉由控制該脈衝磁場的脈衝數量來達到控制該滑環轉動角度的效果。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置，其中：該套筒表面沿其長軸向設有至少一凹槽，各該緩衝墊圈內環面具有至少一凸點，該等緩衝墊圈係以其凸點嵌入於該套筒之凹槽。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置，其中：該彈性環係鄰接於該鎖定套環。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置，其中：該彈性環係鄰接於該定位承靠面。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置，其中：該滑環係為金屬材質，在受到脈衝磁場的作用時產生感應渦電流。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之可供非接觸方式調整飛行中滑環角度的裝置，其中：該脈衝磁場產生器係由一脈衝電流產生器、以及呈C形的一電磁鐵所組成，該電磁鐵具有一氣隙，可供該滑環局部置入。