一种轴向磁通电机转子多段永磁体的装配装置及装配方法与流程

本技术涉及电机装配，尤其是涉及一种轴向磁通电机转子多段永磁体的装配装置及装配方法。

背景技术：

1、在无人机航空动力领域，轴向磁通电机因其高转矩密度和扁平化结构得到了广泛应用。其中，转子组件作为轴向磁通电机的核心功能部件，永磁体在转子钢盘上的布置形式、装配精度与装配可靠性，直接决定了电机的气隙磁密分布、转矩输出特性及整体运行性能。

2、现有技术中，轴向磁通电机的转子永磁体存在采用多段小型磁体拼接组合形成完整磁极的多段式磁体方案，该方案通过小尺寸磁体的组合拼接，不仅大幅降低了单块磁体的加工难度与制造成本，提升了磁性能一致性与材料利用率，还可灵活组合形成不同弧度的磁极结构，适配多样化的磁路设计需求。

3、然而，为保证磁极磁路的连续性与气隙磁密的均匀性，多段磁体拼接时要求相邻磁体的贴合侧面紧密接触、无装配间隙，且各段磁体的周向与径向定位精度需严格控制在设计公差范围内；但由于永磁体自身具有强磁特性，相邻拼接的磁体贴合面为同极性磁极，二者之间会产生强烈的磁排斥力，且该排斥力随磁体间距的减小呈非线性急剧增长，常规定位工装难以提供持续且均衡的对位约束力。在逐段装配的作业过程中，已固定于钢盘上的前序磁体会对待装配的后序磁体产生持续的径向与周向排斥分力，导致待装磁体难以精准对位至设计安装位置；同时，排斥力的不均匀作用易使磁体发生周向偏转与轴向上浮，无法保证贴合面的全面有效接触，最终在相邻磁体间形成不规则装配间隙，破坏磁路的连续性。目前行业内多采用人工辅助工具强行按压或预先粘接磁体的方式进行装配，不仅装配效率低下、劳动强度大，且装配一致性差，易出现磁体错位、损坏等质量问题。

技术实现思路

1、本技术旨在提出一种轴向磁通电机转子多段永磁体的装配装置及装配方法，以解决相关技术中轴向磁通电机转子多段磁体在装配时因磁体排斥力导致无法贴合、安装困难且效率低下的技术问题。

2、第一方面，本技术提供了一种轴向磁通电机转子多段永磁体的装配装置，包括：

3、底座，所述底座上设置有转子固定部与工装安装部，所述转子固定部用于对转子钢盘进行径向限位，使转子钢盘的中心轴线与工装安装部的中心轴线同轴布置；

4、牵引贴合机构，包括基座、滑动件、弹性件、拉钩构件以及扭簧件；所述基座可拆卸安装于所述工装安装部，所述滑动件与所述基座滑动连接；所述弹性件的两端分别连接所述基座与所述滑动件，用于所述滑动件的复位；

5、所述拉钩构件转动连接于所述滑动件的一端；所述扭簧件设置于所述拉钩构件与所述滑动件的转动连接处，以用于对拉钩构件施加朝向永磁体表面偏转的弹性作用力，使拉钩构件保持与永磁体表面抵接。

6、在一些实施例中，所述转子固定部包括设置于所述底座边缘的弧形块，多个所述弧形块沿所述底座周向间隔布置，并围合形成转子钢盘的容纳空间；

7、其中，多个所述弧形块的内侧壁围合形成轮廓与所述转子钢盘的外轮廓相适配。

8、在一些实施例中，所述工装安装部包括开设于所述底座上的定位通孔，以及设于所述底座表面的卡合块；所述基座的底表面设置有与所述定位通孔配合的柱台，以及侧表面设置有与所述卡合块适配的凸起部；

9、其中，当所述柱台插入所述定位通孔后，所述基座能够绕所述定位通孔的中心轴线自转，使所述凸起部可选择性旋入所述卡合块的凹槽内。

10、在一些实施例中，多个所述弧形块沿所述基座厚度方向投影位于同一圆形轮廓上，且所述圆形轮廓的中轴线与所述定位通孔的中轴线同轴重合；

11、其中，所述滑动件的滑动方向沿所述圆形轮廓的径向延伸，使所述滑动件通过所述拉钩构件输出的牵引力与相邻永磁体间的径向排斥力方向共线。

12、在一些实施例中，在多段永磁体的牵引装配过程中，所述弹性件被拉伸产生的弹性力大于待装配永磁体与相邻已装配永磁体之间的磁斥力；

13、所述扭簧作用于拉钩构件的扭转弹力大于待装配永磁体对拉钩构件的反向脱钩作用力，以在牵引全过程维持拉钩构件与永磁体的勾持配合状态。

14、在一些实施例中，所述基座包括相对设置的导向限位部，两所述导向限位部的相对内侧面分别开设有沿滑动件滑动方向延伸的导向槽；

15、所述滑动件的两相对外侧壁对应设置有与导向槽适配的导轨，所述导轨嵌入对应侧的所述导向槽内，形成双侧对称导向滑动配合。

16、在一些实施例中，所述滑动件开设有沿长度方向布置的容纳通腔，所述基座上设置有一端延伸至所述容纳通腔内的连接块；

17、其中，所述弹性件布设于所述容纳通腔内，且一端连接所述容纳通腔朝向所述拉钩构件一侧的端壁，另一端连接于所述连接块上，以使所述弹性件的中轴线方向与所述滑动件的滑动方向共线布置。

18、在一些实施例中，所述拉钩构件包括铰接部以及与所述铰接部一体成型的钩体部；

19、所述铰接部通过销轴转动连接于所述滑动件的端部；所述扭簧件套设于销轴上，且所述扭簧件的一端抵接滑动件，另一端抵接钩体部；

20、所述钩体部的下表面形成有与永磁体外轮廓适配的卡槽结构。

21、与现有技术相比较，本技术上述第一方面提供的技术方案至少包括以下有益效果或者优点：

22、本技术提供的装配装置，底座通过转子固定部与工装安装部的同轴布置，使牵引贴合机构与转子钢盘形成稳定的位置对应关系，为各段永磁体的周向与径向对位提供统一基准，可降低逐段装配过程中的累积定位偏差，牵引贴合机构采用弹性件连接基座与滑动件的牵引模式，依托弹性件回复力随形变量连续变化的特性，适配相邻永磁体间随间距缩小而非线性增长的磁斥力，在待装配磁体向已装配磁体移动的全程中，持续输出与位移状态相匹配的均衡牵引力，可转动的拉钩构件配合扭簧件施加的偏转作用力，可自适应贴合永磁体的外轮廓表面，在牵引全程同时对磁体形成径向勾持与轴向压持的复合约束，主动抵消磁斥力产生的周向偏转力矩与轴向上浮趋势，保持磁体贴装姿态的稳定，使相邻磁体的贴合侧面保持平行对齐，保障贴合面的完整面接触，减少不规则装配间隙的形成，同时，避免刚性施力方式下磁体因斥力突变发生弹跳或错位；基座采用可拆卸的安装形式，可根据不同转子规格与磁钢槽布局灵活调整布设位置，减少人工施力操作的占比，降低人为操作差异对装配精度的影响，提升各段磁体装配质量的一致性。

23、第二方面，本技术提供一种轴向磁通电机转子多段永磁体的装配方法，其特征在于，所述装配方法基于如上述第一方面任一项所述的装配装置实现，包括以下步骤：

24、步骤s10：将转子钢盘放置于底座的转子固定部，使转子钢盘与工装安装部保持同轴；将牵引贴合机构的基座对准工装安装部插入后旋转卡接，完成牵引贴合机构在底座上的可拆卸固定；

25、步骤s20：转动转子钢盘，使首个待装配磁钢槽与所述牵引贴合机构的牵引方向对齐，将首段永磁体放置于该磁钢槽内，使其一侧抵靠磁钢槽的周向限位边完成定位；

26、步骤s30：驱动滑动件沿远离永磁体贴合侧的方向滑动，使弹性件被拉伸，将拉钩构件钩持于待装配永磁体的外侧壁面，扭簧件对拉钩构件施加朝向永磁体的偏转弹力，并释放弹性件以驱动滑动件复位，通过拉钩构件牵引待装配永磁体向相邻已装配永磁体移动使侧面贴合；

27、步骤s40：重复步骤s30，依次完成同一磁钢槽内后续各段永磁体的逐段贴合装配，直至该磁钢槽内全部永磁体装配到位；

28、步骤s50：转动转子钢盘，使下一待装配磁钢槽与牵引贴合机构的牵引方向对齐，重复执行步骤s20至步骤s40，直至转子钢盘所有磁钢槽的多段永磁体全部装配完成。

29、在一些实施例中，所述步骤s30中，所述弹性件的弹性系数按以下步骤匹配确定：

30、预先测定两相邻永磁体在不同周向间距下的径向磁斥力，得到磁斥力随间距变化的对应关系，确定两永磁体端面贴合瞬间的最大径向磁斥力；

31、以滑动件移动至贴合终位时弹性件的弹性作用力大于所述最大径向磁斥力为约束条件，结合滑动件的有效牵引行程计算确定弹性件的弹性系数；

32、其中，在牵引待装配永磁体移动的全过程中，弹性件的弹性作用力始终大于对应间距下两永磁体间的径向磁斥力；随着待装配永磁体与已装配永磁体的间距逐渐减小，弹性件的弹性作用力随自身拉伸量的减小而线性减小，且弹性作用力的行程末端值大于两永磁体贴合瞬间的磁斥力。

33、与现有技术相比较，本技术上述第二方面提供的技术方案至少包括以下有益效果或者优点：

34、本技术提供的装配方法，通过转子钢盘与工装安装部的同轴定位配合牵引贴合机构的旋转卡接式固定，可建立统一的装配基准，保证牵引方向与磁钢槽延伸方向的对位精度，削减逐槽循环装配过程中的累积定位偏差。采用弹性件蓄能后释放的牵引方式，依托弹性回复力随弹性件长度增加，形变量连续变化的固有特性，适配在永磁体逐个装配后非线性增长的磁斥力，在待装配磁体的整个移动行程内持续输出牵引力，替代人工强行按压的施力方式，避免刚性施力模式下磁体因斥力突变发生弹跳偏移，保障磁体移动过程的平稳性。拉钩构件配合扭簧件施加的偏转弹力，可在牵引全程自适应抵靠永磁体表面，同时形成径向勾持与轴向压持的复合约束作用，自动抵消磁斥力引发的周向偏转力矩与轴向上浮趋势，维持磁体的贴装姿态稳定，使相邻磁体的贴合侧面保持平行对齐，保障贴合面的完整面接触，减少不规则装配间隙的形成，维护磁极磁路的连续性。单槽内逐段接续贴合与全周磁钢槽循环作业的流程，配合可快速拆装的牵引贴合机构，可减少人工对位与施力的操作占比，降低人为操作差异对装配精度的影响，提升各槽位磁体装配质量的一致性，同时降低磁体因强行按压发生错位、破损的概率。

35、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。