用于食品加工处理设备的磁驱动转让专利

申请号 : CN201080017151.8

文献号 : CN102395280B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : J·F·卡科斯R·弗拉纳里

申请人 : 海岛绿洲冰冻鸡尾酒有限公司

摘要 :

本发明中所描述的是一种包括磁驱动的食品加工处理设备。根据本发明的一个可以效仿的实施方案,一种食品加工处理设备可以包括具有电机轴的马达,可以旋转安装到电机轴上的转子,和定子,该定子可以产生用于与转子发生相互作用的电磁场。转子可以通过电磁驱动的方式来激励一种驱动圆盘,该驱动圆盘与食品接触杯的内部的叶轮相连接。

权利要求 :

1.一种具有通过旋转磁场进行驱动的旋转部件的食品加工处理设备,该食品加工处理设备包括:由外壁所限定的食品接触杯;

分布在食品接触杯中的从驱动部件,从驱动部件包括软磁材料的分离体,其是由被排列为响应于旋转磁场进行旋转的旋转轴来支撑的;以及配置用于生成所述旋转磁场的主驱动部件,该主驱动部件被布置在所述食品接触杯的外部并且被固定,应用于所述食品加工处理设备,在从驱动部件之下。

2.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中所述主驱动部件包括分布在食品加工处理设备的底座中的转子。

3.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中从驱动部件进一步包括强化铸模,该强化铸模至少部分围绕在分离体的周围。

4.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中分离体包括多种材料。

5.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中所述主驱动部件包括多个电磁体。

6.根据权利要求5中的食品加工处理设备,其中第一多个电磁体的至少一个与第二多个电磁体的至少一个是至少部分地垂直重叠的。

7.根据权利要求1中的食品加工处理设备,进一步包括容纳所述主驱动部件的外壳,所述主驱动部件具有不会发生移动的部分。

8.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中所述主驱动部件包括多个安装在旋转轴上的永磁体磁极。

9.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中所述分离体包括铁磁体材料。

10.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中所述分离体包括锻压薄片层结构。

11.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中所述分离体被嵌入到非磁性的铸模中。

12.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中所述分离体被保留在铸模中,而且这样的保留通过在分离体上的至少部分非平行的侧壁和在分离体中的一个或更多的空洞的至少其中之一中的包含物来方便地实现。

13.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中每一个分离体包括第一垂直侧壁和第二垂直侧壁,第一垂直侧壁和第二垂直侧壁的每一个都具有锐角区域,该锐角区域是从法线到所述分离体的每一个的上部表面和下部表面的其中之一。

14.根据权利要求12中的食品加工处理设备,其中所述分离体包括一个或更多的穿孔,所述一个或更多的穿孔的至少一部分被所述铸模填充。

15.根据权利要求1中的食品加工处理设备,其中所述从驱动部件至少部分封闭在过模中。

16.一种具有通过旋转的磁场进行驱动的旋转部件的食品加工处理设备,该食品加工处理设备包括:由外壁所限定的食品接触杯;

分布在食品接触杯中的从驱动部件,从驱动部件包括多个基本上为馅饼形的软磁材料的分离体,其是由被排列为响应于旋转磁场进行旋转的旋转轴来支撑的。

17.根据权利要求16中的食品加工处理设备,其中所述分离体包括锻压薄片层的结构。

18.根据权利要求16中的食品加工处理设备,其中所述分离体被嵌入到非磁性的铸模中。

19.根据权利要求18中的食品加工处理设备,其中所述分离体被保留在非磁性的铸模中,而且这样的保留通过在分离体上的至少部分非平行的侧壁和在分离体中的一个或更多的空洞的至少其中之一中的包含物来方便的实现。

20.根据权利要求16中的食品加工处理设备,其中所述从驱动部件进一步包括强化铸模,该强化铸模至少部分围绕在所述分离体的周围。

说明书 :

用于食品加工处理设备的磁驱动

[0001] 技术背景1.技术领域
[0002] 在此所描述的各种实施方案涉及的是在食品加工处理设备中使用的磁驱动,尤其是,涉及包括食品接触杯的食品加工处理设备,该食品接触杯与马达驱动单元,例如,搅拌器、混合器以及类似的装置相分隔。2.背景技术
[0003] 传统的家用搅拌器和混合器通常包含有机械驱动的叶轮,该叶轮可以旋转安装到可以移除的搅拌器的杯体中。杯体的底座包含有通常为圆形的连接圆盘,该连接圆盘上具有凸起的图案和/或在其下方的表面上形成的凹槽,通过垂直的向下的运动,圆盘是可以以对应于在附着连接到安装在机器的底座上的马达的驱动轴上的类似的圆盘上所形成的图案来匹配地进行移除。搅拌器的杯体和搅拌器的马达之间的机械连接通常要求在叶轮和连接圆盘之间的杯体的底座上具有回转密封。当作为一种机械连接时,这种回转密封能够经受相当长时间的磨损和损耗。由于回转密封的失效可能导致液体从杯体中泄露出来,因此,典型的是在杯体的密封和轴承被建立以确保摩擦消耗过程中的密闭性。摩擦导致磨损、加热和功率损失。而且,传统的搅拌器产生大量令人厌烦的噪音,以及圆盘之间的机械式的互锁连接可以导致将搅拌器的杯体从底座上拆除或者安装到底座上的工作都变得十分困难。
[0004] 大部分的饮品混合器具有安装在杯体的正下方的底座中的驱动马达。然而,如果考虑到全部的高度,马达可以偏移安装到侧面上,并且可以通过传送带或者齿轮布局的方式连接到主驱动轴上。
[0005] 商业上可以获得的用于冰冻饮品的产品的搅拌器/刨削器应当是优选满足各种特殊的和重要的设计标准的。对于底座和总的高度而言,其都应当更为紧凑,以便能够有效利用酒吧中的空间。理想的情况是,搅拌器具有相对小的重量。将传统的电马达直接放置在搅拌器的杯体的正下方的方式会增加机器的总高度,而且还会导致与机械连接之间出现相当不可靠的连接。
[0006] 也存在速度控制的问题,典型的是,通过齿轮和电磁提供的速度控制,以满足在操作过程中的不同的阶段中所要求的不同的功率和速度。急速控制的制动也是需要用于限制搅拌所需要的总时间,以避免被搅拌的材料在搅拌完成之后出现的泼溅现行,而且这也是为了安全起见。对于震动的控制,防止过热,或者将磨损降到最低,便于保养,以及耐久性也都是十分重要的。
[0007] 人们已经了解到,除了机械方式之外,在搅拌器的杯体中的叶轮可以通过磁力或者电磁来进行驱动。电磁驱动的一种类型是将位于搅拌器的杯体或者类似物体外部的旋转的永磁体连接到另外一个旋转安装到搅拌器的杯体上的永磁体上。Hendricks的第2,459,224号美国专利;Ihle等人的第2,655,011号美国专利;以及Quigg的第5,478,149号美国专利都是这一方法的可以效仿的实施例。Hendricks揭示的是一种用于混合液体的励磁操作的搅拌器,其中的搅拌器具有安装在位于其底端并在用于存放液体的容器中的磁体。Quigg揭示的是一种能够通过齿轮箱和驱动轴来驱动磁体组的马达,以便连接到安装在搅拌机上的另外一组磁体上。
[0008] Baermann的第3,140,079号美国专利使用了一种大型的旋转盘来承载一系列的沿圆周间隔开的磁体,这些磁体从大部分较小的可以旋转的导电圆盘的下方通过。
[0009] Stringham的第1,242,493号美国专利和Stainbrook的第1,420,773号美国专利都揭示了一种电子式的样品混合器,其中交流电动机的定子围绕着搅拌器的杯体中的转子周围并与转子发生相互作用,或者安装在其底座中。在Stringham的专利中,鼠笼式转子位于定子绕组的平面上。在Stainbrook的专利中,交流电(AC)转子安装在搅拌器的杯体的底座中,而定子线圈则在搅拌器的杯体的下方定位。这样的组合AC马达布置结构是受到扭转力,速度控制,涡电流损失以及AC马达的电动势干扰问题的限制,而且由于定子绕组和转子之间的空间上的间隔而加重限制。它们通常不能提供好的速度控制。它们不会利用直流电(DC)的磁场耦合。更进一步说,在容器或搅拌器的杯体中的马达的转子中的物体通常会给杯体组件增加不需要的重量,而且当在转子仍然处于旋转时,如果需要拿起搅拌器的杯体,回转效应会导致难以把持住搅拌器的杯体。
[0010] 如果无刷式DC电动机的永磁体转子是在搅拌器的杯体的底座中定位,杯体将不会仅仅是变重,而且会表现出剧烈的回转效应,但是它也会“粘住”钢质或铁质的槽体和工作台面,而且将会吸附松动的钢质或铁质物体,例如,一些扁平的餐具,酒吧餐具或者硬币。
[0011] 第6,095,677号,第6,336,603号,第6,210,033号以及第6,793,167号美国专利对一个或更多的有关磁力驱动的食品加工处理设备的现有发明进行了描述。

发明内容

[0012] 根据一个实施方案,一种在具有食品接触杯的食品加工处理装置中使用的磁驱动,其包括安装在食品接触杯外部的主驱动部件,该主驱动部件包括多个位于旋转轴上的永磁体磁极;以及安装在食品接触杯中的从驱动部件,从驱动部件包括软磁材料的分离体,其通过与多个永磁体磁极成相对关系的旋转轴进行支撑。
[0013] 根据本发明的另外一个实施方案,具有通过旋转磁场进行驱动的旋转元件的食品加工处理设备包括由外壁所限定的食品接触杯。从驱动部件分布在食品接触杯中。包括软磁材料的分离体的从驱动部件是通过排列为响应于旋转磁场进行转动的旋转轴进行支撑的。

附图说明

[0014] 对应的附图不是严格安装比例进行绘制的。在各个附图中,每一个相同或者几乎相同的部件在各个附图中都是通过相同的数字进行标记的。出于清楚描述的目的,并非每一个部件都被标注在每一个附图中。在以下附图中:
[0015] 附图1是根据本发明的实施方案所构建的搅拌机/刨削器装置的透视图;
[0016] 附图2是沿着附图1中的搅拌机/刨削器装置的剖切线2-2进行剖切而获得的纵向剖面视图;
[0017] 附图3是附图1和附图2所示的搅拌器的杯体的分解视图;
[0018] 附图4是附图2中所示的本发明的实施方案的磁驱动的详细的纵向剖面视图,显示为在用于给安装在搅拌器的杯体的底座中的叶轮进行供电的状态下。
[0019] 附图5A是附图4中所示的磁体组件的实施方案的透视图;
[0020] 附图5B是附图5A中所示的磁体组件的可以替换的实施方案的透视图;
[0021] 附图5C是在一个或更多的实施方案中可以用于替换附图5A中的磁体组件的电磁体组件的透视图;
[0022] 附图5D是附图5C中的电磁体组件的部分纵向剖面视图;
[0023] 附图6是在附图1和附图2中所示的搅拌机/刨削器的底座的分解视图,显示的是根据本发明的实施方案进行的磁驱动中的马达组件的安装示意图;
[0024] 附图7是附图3中所示的驱动圆盘组件的透视图;
[0025] 附图8A是附图7中的磁极元件的实施方案的透视图;
[0026] 附图8B是附图7中所示的磁极元件的第二个实施方案的透视图;
[0027] 附图8C是附图7中所示的磁极元件的第三个实施方案的透视图;
[0028] 附图9A是沿着附图8A中的磁极元件上的剖切线9A-9A进行剖切而获得的剖视图;
[0029] 附图9B是沿着附图8B中的磁极元件上的剖切线9B-9B进行剖切而获得的剖视图;
[0030] 附图9C是沿着附图8C中的磁极元件上的剖切线9C-9C进行剖切而获得的剖视图;
[0031] 附图10是本发明的搅拌器的杯体的可以替换的实施方案的纵向剖面视图;
[0032] 附图11是在本发明的实施方案中的搅拌机/刨削器上的冰块刨削部分中使用的磁驱动和齿轮组件的纵向剖面视图;
[0033] 附图12是沿着附图11中的磁驱动和齿轮组件上的剖切线12-12进行剖切而获得的纵向截面的剖视图;
[0034] 附图13是本发明中的马达的可以替换的实施方案的分解开的纵向剖面视图;
[0035] 附图14是附图13中所示的马达的实施方案的纵向剖面视图,对所组装的马达进行了解释说明;
[0036] 附图15是附图13中所示的马达的分解开的纵向剖面视图,对马达的底座进行了解释说明;
[0037] 附图16A是附图13-15中所示的轮毂的可以替换的实施方案的俯视图;
[0038] 附图16B是沿着附图16A中所示轮毂上的剖切线16B-16B进行剖切而获得的纵向截面的视图;
[0039] 附图17是用于控制本发明中的马达的系统的实施方案的流程图;
[0040] 附图18是根据本发明的搅拌机/刨削器装置的实施方案的底座的纵向剖面视图,其对可以替换的马达的安装位置进行了解释说明;
[0041] 附图19是根据本发明的搅拌机/刨削器装置的进一步的实施方案的底座的纵向剖面视图,其对可以替换的马达的安装位置进行了解释说明。

具体实施方式

[0042] 本发明并没有将其应用限制在以下的描述说明和用于举例说明的附图中设定的部件的排列和结构的细节上。本发明能够通过其他的实施方案予以实施,并可以通过各种不同的方式进行实践。同样地,本文中所使用的术语和措辞仅仅是出于进行描述的目的,而不是一种限制。术语“包括”、“含有”、“具有”、“包含”、“涉及”以及上述术语的结合使用是指包括在其后所列的项目和等同替换物以及附加物。
[0043] 附图1和附图2显示的是本发明的各个方面的实施方案的基本应用,也就是说,在酒吧和餐馆中用于自动地制作冰镇饮品的搅拌机/刨削器装置10中的基本应用。加料斗12中的冰块通过旋转的刮片组14进料到刮片16中。被刨削的冰块通过滑槽18滑落到搅拌器的杯体22中,滑槽包括盖片20,在搅拌器的杯体中已经添加有液体配料,例如,调味料的浓缩液和/或酒精。位于搅拌器的杯体底部的叶轮(或者是刮片组)24按照事先调整的时间周期进行的旋转作用产生了高品质的冰镇饮品——当被倾倒出来时达到顶峰,而且普遍具有均匀的,无大理石纹路的,非含水的粘稠度。通过下文中结合在搅拌机/刨削器10中使用的原理所进行的对一些实施方案的描述,人们将会理解,各种不同的实施方案都有可能适用于大范围内的不同的应用,例如,在需要将动力源(举例来说,马达的旋转输出,或者由为数众多的电磁所产生的电磁场)传递到承载有负载的从驱动部件中,尤其是位于容器中的旋转的从驱动部件,这些从驱动部件是与动力源相密封的,而且可以从动力源上拆卸下来。实施方案可以在以下应用中得以使用,例如,在各种不同的食品加工处理装置中,举例来说,家用的搅拌机,食品混合器,食物料理机和果汁机。
[0044] 现在描述的是在叶轮24中使用的磁驱动26的实施方案。参考附图3-5D,磁驱动26包括通常为圆形的驱动圆盘34,该驱动圆盘可以旋转安装在搅拌器的杯体22的底座22a中,还包括马达28,该马达包括定子30(其另一方面在附图13-15中进行举例说明)和转子32。优选的是,旋转依次包括或者承载驱动磁体组件,其实施方案分别在附图5A和附图
5B中,显示为驱动磁体组件38A和38B。马达28可以是任何一种适当的AC类型的马达或者是DC类型的马达。驱动磁体组件38A和38B将要在下文中进行详细的描述,它们可以是与马达28的工作元件是分离开的或者是结合在一起的。
[0045] 驱动磁体组件38A的实施方案可以具有多层圆周形排列的轴向磁极,正如在附图5A中所示的8个磁极。横向相邻的部分具有异性极。虽然在用于举例说明的实施方案中具有的是8个磁极,实际上任何数量的磁极都是可以使用的。每一个磁极都可以通过通常为馅饼形的永磁体区域44A来进行发展,永磁体区域是在强磁性材料的连续的环形中形成的,例如,由Hitachi公司出售的陶磁体。在驱动磁体组件38A中的磁体区域44A也可以是分隔开的碎片,它们绑定或者是通过机械的方式固定到相互靠近的位置上,以形成具有若干平面的环形组件,而且通常具有圆柱形的外壁。具有可以选择径向方向支撑壁(没有显示)的轮毂43填充在驱动磁体组件38A的中心之内,以便于将组件安装到中心轴70上(正如附图4所示)。轮毂43可以由塑料,金属,陶瓷或者这些材料结合而成。磁体区域44A的北极靠近磁体区域44A的南极。这一磁体组件的配置结构具有轴向定位的磁极区域44A,其指示出驱动磁体组件38A的磁场(通量线)是轴向向上的(正如在附图4中的Ax所指示出的方向),并且朝向位于搅拌器的杯体的底座22a上的驱动圆盘34。驱动磁体组件38A的磁场的轴向方向和强度在上对应的磁极元件34a上导致相对极性的磁场,对应的磁极元件34a是在驱动圆盘34上形成的,尽管出现了间距46,即使是一种位于磁体组件上通常为平坦的上部表面38u和驱动圆盘34上通常为平坦的下部表面34c之间的封闭的间距。
[0046] 在附图5A中所举例说明的实施方案中,例如,正如用于举例说明的搅拌器/刨削器(用于混合形成80液盎司的冰冻饮品),永磁体组件38A发展成在其表面上的磁场强度为大约1400高斯,而且轴向测量的间距46是大约0.25英寸。这一间距包括,在附图4中所示的间距,不仅包括层50a和层22b,典型的是,这种层是塑料材质的,还包括空气间隙54和56。一种用于驱动磁体组件38A的由塑料、环氧树脂、或者上述二者结合的物质,或者其他适当的材料形成的薄层过模也可以在一些实施方案中使用。层50a形成搅拌器/刨削器10的底座50的平坦的上壁部分。层22b形成搅拌器的杯体的底座22a的平坦的下壁部分。
[0047] 空气间隙54是一种在转子和壁50a之间出现的微小的余隙,或者如果出现过模转子之间,则是其和壁50a之间的微小余隙。间隙56是一种在壁22b和驱动圆盘34之间出现的微小的余隙,或者如果出现任何一种驱动圆盘的覆盖层或者过模转子。正如本领域内的那些普通技术人员都能意识到的那样,间距是一种驱动磁体组件38A和驱动圆盘34之间的磁体线圈中的磁阻的有效来源。已知的DC无刷式马达的永磁体转子,例如,由康涅狄格州的Integrated Motion Controls,LLC of Torrington所出售的5英寸的圆盘直径的马达,在其第50号模型序列中,其与驱动磁体组件38A的尺寸,结构和磁场强度大致相当,不能通过间距46借助足够的强度来连接到驱动圆盘34上来激励操作搅拌器/刨削器的马区动圆盘。
[0048] 在附图5B中所举例说明的是驱动磁体组件38A的一个可以替换的实施方案,其剖切面显示在附图13和附图14中所示的环形磁体38B部分中。环形磁体组件38B具有多种圆周形的布置结构,轴向的磁极,正如在附图5B中所示的8个磁极。横向靠近的部分具有相反的磁极。虽然所示的用于举例说明的实施方案中具有的是8个磁极,实际上任何数量的磁极都是可以使用的。每一个磁极都通过永磁体区域44B来形成,其是通过强磁性材料的连续的圆环来形成的,例如,由Hitachi公司出售的陶瓷磁体。在环形磁体组件38B中的磁体区域44B也可以是绑定的单独的片段或者是其他的通过机械方式大致地或直接地固定对另外一个片段上以便形成圆环形组件,该组件具有平坦的上表面和/或下表面,以及通常为圆柱形的内壁和/或外壁。圆环磁体38B可以被塑形和确定尺寸,以便能够装配到轮毂450的凹槽456中,正如附图13和附图14所示。磁体区域44B的北极靠近磁体区域44环形磁体组件38B的磁场(通量线)是轴向向上的并朝向位于搅拌器的杯体的底座22a上的驱动圆盘34。圆环磁体组件38A的磁场的轴向方向和强度在上对应的磁极元件34a上导致相对极性的磁场,对应的磁极元件34a是在驱动圆盘34上形成的,尽管出现了间距46,即使是一种位于磁体组件上通常为平坦的上部表面38u和驱动圆盘34上通常为平坦的下部表面34b之间的封闭的间距。
[0049] 由于可以替换使用永磁体组件,例如,组件38A和38B,驱动力可以通过利用由多个电磁体所产生的旋转的磁场来激励驱动圆盘34,正如在附图5C中所举例说明的电磁体组件38C那样。电磁体组件38C可以包括多个电磁体44C,例如,附图5C中所示的8个电磁体。虽然在用于举例说明的实施方案中具有8个电磁体,然而实际上可以使用任何数量的电磁体。在操作过程中,电磁体组件38C轴向向上并朝向搅拌器的杯体的底座22a上的驱动圆盘34。电磁体组件38C可以固定装配到电路板(没有显示)或者是搅拌器/刨削器10的底座50的其他表面上,在一些实施方案中可以实质上是与搅拌器的杯体的底座22a的驱动圆盘34相对齐的,当搅拌器的杯体22被放置到搅拌器/刨削器10中时。电路板或者驱动电子元件的其他形式可以通过本领域内的任何一名普通技术人员所熟知的方式给电磁体44C提供充足的电流,以便能够产生旋转的轴向磁场,其能够形成激励驱动圆盘34中的驱动力。旋转的磁场可以具有足够的磁通量以提供所需要的扭转力。本领域内的普通技术人员都能选用适当数量的磁极,线圈的数量和尺寸以及所提供的电流以便满足各种不同的设计目标的需要。
[0050] 对于电磁体44C的固定圆环的利用可以提供可靠性的优势和/或降低维护需求,这是通过提供包括能够驱动的驱动圆盘34的旋转的磁场的装置来实现的,其不需要移动底座50中的部件。在一些设计方案中,这仅仅需要较低的最大输出转矩就可以实现。
[0051] 在一个或更多的进一步的实施方案中,电磁场44C可以在不止一个的垂直面上定位,在其他一些实施方案中,可以相互部分覆盖,正如附图5D所示,该附图是类似于附图5C中的电磁体组件的部分剖视图,但是其中的电磁体具有3层的结构而不是1层的结构。在某些实施方案中,可以使用多于3个垂直层或少于3个垂直层的电磁结构。在一些实施方案中(没有显示),相互靠近的电磁体也可以水平放置和/或轴向放置,以形成单环的电磁体。在某些情况下与附图5C中所示的实施方案相比,这些实施方案允许形成更为流畅的旋转磁场。
[0052] 现在参考附图6,马达28可以通过螺丝钉60安装到底座50上,螺丝钉60穿过钢质的马达端盖62和后部的定子支撑物64进入到螺纹孔66中,螺纹孔是在底座的马达的安装壁50b上形成的。后部的定子支撑物64具有中心开口,其用于安装对马达驱动轴起到枢轴作用的轴承组件(没有显示)。优选的是,底座由可以制模的高强度的塑料制成,而且底座具有壁的厚度,其对马达28进行刚性支撑。
[0053] 马达驱动轴(正如在附图13和附图14中所举例说明的那样)是轴向安装在磁体组件38上并且可以轴向滑动到马达28的轴承组件中(没有显示)。磁体组件38在轴承组件中进行旋转,并在磁体组件38的全部侧面上具有余隙。防止燃烧的安全预防措施可以预防马达28发生过热的情况,类似圆环形的外壳76具有较低的凸缘76a,该凸缘实质上延伸通过空气间隙,该空气间隙位于磁体组件38的外部边缘和后部的定子支撑物64(具有余隙以便能够避免与磁体组件38的接触)的通常为圆柱的内部侧面之间。外壳插入到空气间隙之间到足以妨碍空气流动的程度,空气的流动能够给火焰提供氧气。
[0054] 直径为5英寸的磁体组件38的重量大约是3磅。典型的操作速度是在大约4,000rpm到大约10,000rpm之间改变,重要的作用力可以施加到安装结构上,尤其是快速改变的作用力,该作用力可以产生震动。安装结构优选是由具有足够的刚性的材料制成,通过材料的选择和直径以及全部的设计,例如,强化壁,举例来说,外肋,来抵抗作用力和在正常的操作过程中产生的移动,从而对震动进行控制,震动可以造成马达的移动,磨损,更为严重的是,最终对马达造成毁坏。
[0055] 转子的位置可以通过3个传统的霍尔(Hall)效应的传感器来进行监测,这些传感器通过众所周知的方式安装到马达的机壳上,或者安装到底座50上。位置信号输入到电控和电驱动的电路板中,例如,在本领域内众所周知的驱动马达28以产生(i)启动扭转力,(ii)将旋转的转子速度制动到所选定的操作速度,(iii)在负载作用下维持所选定的速度的旋转,以及(iv)快速和可靠的制动。之后,马达的操作是通过电子控制的而且是可以进行编程的。制动是电子式的——在某些方面,在马达28(在马达28具有绕线的情况下)的绕组中形成的制动电流分散在大型的电阻器中,或者分散在安装于加热槽中的FET中。
[0056] 现在参考附图2-4,尤其是附图3和附图4,驱动圆盘34是通过非旋转的方式固定到驱动轴78的下端上的,其枢轴连接到成对的针式轴承组件80的堆栈上。围绕在周围的铜衬圈82通过压下的方式装配到位于塑料底座22a的中心的圆柱形的壁开口22c上,其中安装有轴承组件80。在搅拌器的杯体的底部,铜衬圈82具有加长直径的沉孔,其用于安装和固定转动密封84,该转动密封是由适当的具有弹性的材料制成的,例如,抗磨损的橡胶材料。密封具有3个向内的表面,相互间隔开的唇形缘84a,其内部的边缘相互接合,并且提供驱动轴78周围的低摩擦的滚动或者滑动密封。密封84将液体保留在搅拌器的杯体22中,尽管旋转轴的出现穿过了搅拌器的杯体的底部上的壁。最低的唇形缘84a与驱动轴78在圆周槽中接合,该圆周形的槽能够确定密封的位置并固定密封。位于密封的下面的深的圆周槽84b允许唇形缘是柔韧的,而且很轻地贴在驱动轴上。以上所述的密封,旋入到驱动轴78的上端上的盖帽式螺帽86将刮片24间隔固定到垫片88a,88b,88c之间。
[0057] 驱动圆盘34可以包括多个磁极元件34a(附图7)。在附图7中举例说明的是8个这样的磁极元件,但是本发明的某些应用中可以包括更多或者更少的磁极元件34a。在一个或更多的由一种或多种软磁材料的薄片(例如,冷轧钢)的实施方案中的磁极元件34a的厚度是大约,例如0.25英寸。理想的是,磁极元件34a具有足够厚度,以便能有效地连接到由基座50中的驱动装置所产生的磁场中,而且是足够薄的,以便能够保证驱动圆盘34是相当轻的。磁极元件34a也可以是由包括铁磁材料所组成的可以替换的材料制成,或者是由非磁性的材料制成,在非磁性的材料中嵌入了软磁材料的薄片或者片段。在某些方面,磁极元件34a具有高的电阻系数,而且可以由陶瓷铁素体这样的材料来制成。在某些方面,磁极元件34a可以由锻压薄片层制成,其中的软磁材料层是通过非磁性的材料层间隔开的。软磁材料层和/或非磁性材料层中的每一层并不是必需都包括相同的材料。磁极元件34a可以嵌入到非磁性的铸模34b中。铸模34b可以是由环氧树脂或者塑料这样的材料制成。磁极元件34a可以通过铸模34b的一部分相互物理上和/或电子地间隔开的。磁极元件34a相互之间的间隔能够方便地减少涡电流,涡电流可能会在驱动圆盘34中通过驱动磁体组件38的旋转磁场来进行感应。由高阻抗形的材料或者薄片和/或锻压薄片结构所形成的磁极元件34a能够方便地减少涡电流,涡电流可能会在磁极元件34a自身中通过驱动磁体组件32的旋转磁场来进行感应。
[0058] 当驱动圆盘34经受到圆盘驱动磁体组件38(例如,大约5磅)中的明显的磁引力作用时,驱动圆盘可以承受变形力的作用,而且可以放置在与搅拌器的杯体的底座22a进行摩擦接触的位置上。可以选用的肋条(没有显示)可能形成在驱动圆盘34的上表面上,以便施加额外的机械力。然而,人们已经发现,对于形成铸模34b的材料的谨慎的选择,例如,举例来说,显微强化的环氧树脂,和适用于磁极元件34a的适当的形状,例如,在附图7中所举例说明的那样,驱动圆盘34可以通过足够的机械力来形成,以致强化的铸模不是必须的。避免使用强化的铸模可以提高驱动圆盘34的气体动压性。可以选择或者是可以替换的是,驱动圆盘34可以整个或者部分进行装箱,这是通过覆盖或者过模来实现的,其通常有助于将圆盘保持其平坦的结构,而且也可以改进驱动圆盘34的气体动压性。过模可以通过,例如,环氧树脂,塑料,陶瓷,其他的非磁性材料制成,或者是以上材料的结合使用。在一个或者更多的实施方案中,过模可以是在将磁极元件34a嵌入到铸模34b的过程中或者是在围绕磁极元件34a形成铸模34b的过程中由铸模34b的材料制成的。在其他的实施方案中,过模可以适用于在磁极元件34a固定到铸模34b中之后覆盖至少磁极元件34a的一部分。
[0059] 铸模34b可以是由连续的材料制成或者是由多个片段制成,所述片段可以通过机械的方式进行连接。铸模34b上的不同部分可以由各种不同的材料来形成。铸模34b可以在某些方面包括混合而成的材料,例如,包括强化元件,举例来说,玻璃或者碳纤维。在某些方面,铸模34b可以通过强化材料围绕在其圆周的范围内,强化材料包括环形的陶瓷或者其他的非磁性的材料,其具有强度和/或阻抗性,以便与铸模34b中的材料相比,能够发生更大的蠕变,或者是通过玻璃或碳纤维的缠绕来实现。
[0060] 在某些方面上,驱动圆盘34可以在注模的操作过程中形成,在该过程中,磁极元件34a被放置在模具中,模具中是液态的环氧树脂或者是类似的材料,之后允许进行固化作用以便形成铸模34b。人们已经发现,磁极元件34a的形状的设计可以方便地将磁极元件34a固定在铸模34b中,而且在某些情况下,可能减少过模的使用,在某些实施方案中,过模可以用于方便地将磁极元件34a固定到铸模34b中。举例来说,一个或更多的孔洞H可以分布在磁极元件34a中,这是为了方便地将磁极元件34a固定到驱动圆盘34上的铸模34b中。孔洞H可以是穿孔,其完全通过磁极元件34a。铸模34b中可以全部或者是部分充满了一个或更多的孔洞H,以便确保将一个或更多的磁极元件34a固定在铸模34b中。附图8A对以下内容进行了举例说明,即具有孔洞H的磁极元件34a,其是由第一片段和第二片段组成的,其中第二片段具有圆锥形的横截面轮廓,第二片段具有相对笔直的侧壁。在附图9中进行举例说明的是孔洞H的纵向方向上的横截面,这是沿着附图8A中的剖切线9A-9A进行剖切而获得的横截面。孔洞H在某些方面可以具有通常为圆柱形的水平横截面,或者在其他的方面,可以是可替换的形状的水平横截面。
[0061] 人们也已经发现,通过其他可以替换的形状来形成的磁极元件34a,例如,在附图8B和8C中以及在附图9B和9C中的横截面,它们具有倾斜的或者非平行的侧壁,或者具有倾斜的或者非平行的侧壁的一部分,也可以方便地将磁极元件34a固定到铸模34b中。这将允许构建驱动圆盘34,以致该驱动圆盘的重量是轻的,而且不会受到,例如,不好的平衡,不好的机械稳定性以及不好的气体动压性等缺陷的影响,这些缺陷是包括非可行的间隔开的磁极元件的驱动圆盘的设计之前就形成了。
[0062] 在其他的方面,磁极元件34a可以通过压下的方式装配到预先成型的铸模34b中,或者可以通过粘合剂固定到铸模34b中,或者通过一个或更多的紧固件,例如,螺钉,螺栓,铆钉或者是扣环和槽来进行固定。
[0063] 围绕驱动轴78的驱动圆盘34上的中心凸台91可以持续地与铸模34b进行注模成型。在某些方面,中心凸台91可以包括金属的中心孔(没有显示),该中心孔是通过压下的方式进行装配的,或者通过其他的方式固定到铸模34b中。驱动轴78可以通过注模来成型,压下装配,或者通过其他的方式固定到中心凸台91上,或者固定到中心凸台所包含的金属的中心孔中。
[0064] 人们已经发现,将注模的驱动轴78集成到驱动圆盘34上,可以获得整体稳定性和平衡性的提高,以及驱动圆盘34的重量可以实现,并导致减少潜在的不理想的震动或者在驱动圆盘34工作过程中出现的机械失效。将注模的驱动轴78集成到驱动圆盘34中也可以导致磁体驱动组件26的制作成本的降低。
[0065] 作用在驱动圆盘34上的磁引力可以负载在单一的中心枢轴点上,该枢轴点是通过从驱动组件的底部表面,和由不锈钢所形成的并已经安装的与搅拌器的杯体的底座壁22b的上表面相平齐的平面96处伸出的半球形的轴承来形成的。这样的布置结构能够抵抗在圆盘34上的磁力作用,同时便于驱动轴78进行低摩擦的和低磨损的旋转。
[0066] 现在参考附图10,在搅拌器的杯体122的可以替换的实施方案中,驱动轴178是通过两个轴向间隔开的针式轴承200a和200b进行旋转支撑的。圆柱形的空间202穿插在针式轴承200a和200b之间,并围绕在驱动轴178的周围。驱动圆盘34通过螺丝206附着连接到驱动轴178上,螺丝具有用于与在驱动轴178上形成的外螺纹线完全配合的内螺纹线。这一特殊的结构允许驱动轴178通过针式轴承200a和200b和螺丝206来实现旋转支撑,而无需使用半球形的轴承,该轴承是从驱动组件的底部表面和安装在搅拌器的底座壁上的不锈钢圆盘96上伸出的。人们将会理解,附图10的实施方案中的部件部分类似于本文之前所描述到的部件,而且对应地,相同的参考数字被用于对相同的部件进行标记,尽管在这些附图中的数字是以100为序列开始标记的,这是为了区别于本文中所描述的其他实施方案。
[0067] 理想的牵引强度取决于每一种应用。其选择用于可靠地将驱动圆盘连接到驱动磁体上,当(i)叶轮24在搅拌器的杯体中的冰冻饮品的液体配料和被刨削的冰块的负载作用下开始启动,
[0068] (ii)在操作速度下降到所选定的操作速度的过程中,典型的是,成千的rpm,以及(iii)由于叶轮和搅拌器杯体中的泥状物质和叶轮发生作用而停止。然而,牵引力同样也可以选为断开的,从而能够自动地对驱动26进行制动,当搅拌器的杯体22从其位于冰斜槽18之下的底座壁50a的操作位置脱离时,或者当负载超过预先设定过的最大值时。下列的情况可能发生,例如,当冰冻的饮品在搅拌器的杯体中“完全冻住”时,也就是说,部分或者全部变为固体的冰冻块,或者当其已经开始操作时,有物体不经意的落入到搅拌器中,例如,汤勺,首饰或者瓶盖。通过进行再次连接,磁体驱动26自动地并立即切断给叶轮的供电,以避免对靠近搅拌器的人员或者机器本身造成损害或者将损害降到最低。这一特征也能够避免提供和维护机械制动的成本。
[0069] 非常值得注意的是,驱动圆盘组件34,在某些方面是包括磁极元件34a,铸模34b,和塑料过模,其是轻质的非磁性的。当搅拌器的杯体在使用之后从搅拌器/刨削器中拆卸下来之后还会出现微小的可以被发现的回转效应。这是由于叶轮和驱动圆盘组件所产生的低速的旋转动力。由于搅拌器的杯体的重量轻而且是非磁性的,所以搅拌器的杯体可以容易地进行操作。
[0070] 本发明中的磁体驱动26可以允许搅拌器的杯体22放置在搅拌器/刨削器10的操作位置上,而具有简单的侧面的滑动,平坦的搅拌器的杯体底座22b是光滑的,平坦的底座部分50a。这不需要将搅拌器的杯体垂直放入到机械互锁驱动连接上,而且之后又垂直举起搅拌器的杯体以断开连接。侧面的滑动插入和拆除移动不仅仅是更为方便地,而且也可以降低上文中的搅拌器的杯体所需要的垂直余隙。在结构中的滑动也可以方便地清洁搅拌器的底座——人们仅仅需要轻扫光滑的表面即可。溅出的液体和泥状物可以流动或者可以在表面上推动到排出管94中,该排出管是在底座中靠近壁50a的后面形成的。如果出现安全损害,搅拌器过载,或者任何异常的需要快速拆开搅拌器的杯体的情况,其就能简单和快速地通过滑动的方式从机械装置上退出。而且,如果操作人员在马达没有安全停止之前就急于拆除搅拌器的杯体,一种在酒吧中常见的问题,自身拆除的过程会自动切断来自马达28(未经对齐的和/或举起搅拌器的杯体将磁极元件34a从与由磁体组件38所产生的力的磁力线的连接关系中释放出来)的叶轮驱动。在传统的传动带驱动的,机械制动的搅拌器/刨削器,例如,过早的移除导致在驱动链和制动上出现的作用力和磨损。
[0071] 这种驱动的某些实施方案的更进一步的优势在于,马达可以直接安装在搅拌器的下方,从而可以避免使用传动带或者传动链和滑轮组或者链轮齿,但是同时仍旧维持垂直状态,以及水平方向上的紧凑性,既是要根据马达自身的高度,马达和搅拌器的杯体之间的连接的垂直高度,由要根据用于将搅拌器的杯体机动安装到连接上和从连接断开的垂直余隙。然而,在可以用于替换的实施方案中,例如在附图18和附图19中所举例说明的实施方案,它们都是可行的而且包括马达,该马达不是直接安装在转子磁体组件和驱动圆盘的下方,而是补偿和通过传送带801(附图18)的装置,或者是通过耦合的齿轮901(附图19)来机械地连接到转子磁体组件上。在附图18和附图19中所举例说明的布置结构与将马达直接安装在搅拌器的驱动圆盘的下方的布置结构相比可以允许使用搅拌器10的底座的较低的总高度。
[0072] 虽然本发明已经通过结合用于举例说明的各种实施方案得以进行描述,但是人们将会理解,对于本领域内的普通技术人员来说,各种不同的附加的修改和改进都是显而易见的。例如,虽然旋转的磁体组件被描述为一种连接到搅拌器的杯体的底座的圆盘上的部件,实际上也可以产生一种旋转的电磁体或者使用电磁体组件或者其他永磁体布置结构,例如,单一的一片式的永磁体配置结构所形成的磁场,或者与铁磁体材料相结合的步骤,以便产生所需要的磁极阵列。虽然通过结合在搅拌器的杯体的底座上可以旋转的圆盘对本发明进行了描述,但是驱动元件可以假设为更为广泛的其他形式,而且甚至不需要用作一种盛放液体的容器。虽然磁体和板块被描述为具有相同数量的磁极,但是这对于本发明的操作而言并不是重要的。各种不同的安装和旋转支撑布置结构对于磁体组件38和驱动圆盘34来说都是可行的。更进一步说,虽然各个类似圆盘的元件被描述为形成磁极元件34a和控制在圆盘上的涡电流,但是本领域内的普通技术人员都能意识到各种其他的已知的用于形成磁极和控制涡电流的布置结构也都是可行的。
[0073] 附图2,附图11和附图12对本发明的进一步的应用做出了解释说明,也就是说,一种用于将刨削好的冰块提供给搅拌器/刨削器装置10中的搅拌器的冰块刨削组件。这种冰块刨削组件包括磁体驱动和齿轮组件300,其操作用于旋转刮片14,以便将刨削好的冰块通过斜槽16来提供给搅拌器的杯体22。磁体驱动和齿轮组件300连接到输出轴302上,其上端的位置与刮片14的旋转座相连接。磁体驱动和齿轮组件300包括磁体驱动304,其与搅拌器的磁体驱动26的结构和操作模式相类似。磁体驱动的输出是通过齿轮组件306传递到刨削器的输出轴302上的。齿轮组件包括3个齿轮,即,马达齿轮328,复合的惰齿轮332以及输出齿轮334。
[0074] 用于刨削器的磁体驱动304包括通常为圆形的驱动圆盘308,其可以旋转安装到冰块刨削器组件的马达外壳309上,和包括转子的马达310。
[0075] 马达310安装在位于转子314下方的马达的外壳309中。马达310可以以类似于上文中所描述的搅拌器的磁体驱动26的马达28的构建和操作方式来进行构建和操作。在一个或更多的方面,马达包括定子,该定子可以通过发电驱动线圈进行赋能,以便产生旋转的电磁场。在其中心位置上安装有驱动轴322的转子314可以轴向滑动到马达的轴承中。转子314可以在转子314的所有侧壁上都与余隙的轴承中进行旋转。
[0076] 正如在上文中所描述的搅拌器的磁体驱动26的转子32的情况那样,马达314的位置可以通过传统的霍尔效应传感器进行感应,该传感器安装在马达的外壳309中。位置信号将输入提供给电子控制和驱动的线路,该线路给马达319赋能,以便产生启动的扭转力,转动的旋转速度降低到所选定的操作速度,在负载的作用下降转速维持在所选定的速度值上,和快速和可靠地停止扭转。正如在上文中所描述的马达28的情况那样,马达310的操作是可以电子化的和可以编程的。制动是具有制动电流的,在某些方面是包括在马达310的绕线中(在某些方面,马达310包括绕线),其消耗在大型的电阻器或者安装在热槽中的FET中。
[0077] 驱动圆盘308可以以类似于上文中所描述的搅拌器的磁体驱动26的驱动圆盘34的构建和操作方式来进行构建和操作。驱动圆盘308是非旋转地固定到驱动轴326的下端上的。马达齿轮328是非旋转地连接到马达的齿轮轴329上,其依次连接到驱动轴326的上端。马达齿轮328优选的是采用具有为数众多的螺旋齿350的螺旋状的齿轮。驱动轴326轴向配合到齿轮轴329中,而且驱动轴是非旋转地固定到齿轮轴329和齿轮328上的,以允许驱动轴326和齿轮328可以同时旋转。因此,来自驱动圆盘308的旋转的扭转力可以通过驱动轴326传递到齿轮328上。马达齿轮328的驱动轴326和齿轮轴329都可以通过成对的轴颈齿轮330a和330b来进行旋转支撑。
[0078] 复合的惰齿轮332机械地连接到马达齿轮328和输出齿轮334上,以便从马达齿轮328处将旋转的扭转力传递到输出齿轮334上。惰齿轮332包括一种加长的圆柱形的上齿轮部分332a,其具有为数众多的斜齿轮螺旋齿352和通常为圆盘形的下齿轮部分332b。下齿轮部分332b配置有与马达齿轮328的齿轮齿350的大小和外形相互补的为数众多的斜齿轮螺旋齿354。马达齿轮328的齿轮齿350与下齿轮部分332b的齿轮齿354相啮合,以便将旋转的移动和扭转力从马达齿轮328传递到惰齿轮332上。复合的惰齿轮332是非旋转地固定到齿轮轴356上的,该齿轮轴是通过成对的轴颈齿轮333a和333b来进行旋转支撑。
[0079] 输出齿轮334通常是圆柱形的,而且是非旋转地连接到输出轴302上的,以便能围绕输出轴302进行旋转。尤其是,输出齿轮334是轴向分布在输出轴302上,以致输出轴能够装配到输出齿轮334的中心开口中。输出齿轮334配置有与惰齿轮332的上齿轮部分332a的齿轮齿352大小和外形相互补的为数众多的斜齿轮螺旋齿334a。上齿轮部分332a的齿轮齿352与输出齿轮334的齿轮齿334a相啮合,以便将旋转的移动和扭转力从惰齿轮
332传递到输出齿轮334上。输出轴302和输出齿轮334都是通过成对的轴颈齿轮336a和
336b来进行旋转支撑。
[0080] 转子齿轮328,惰齿轮332和输出齿轮334可能都是斜齿轮,其具有螺旋定向的齿轮齿,是由轻质,低强度的塑料材料制成,例如,乙缩醛和多聚甲醛,聚碳酸酯或者尼龙。本领域内的普通技术人员将会认识到,虽然其他的类型的材料,例如,直齿轮,涡轮,或者是这二者的结合,以及其他的材料,例如,金属,或者混合物,都是可以适用到本发明的齿轮组件306中的。
[0081] 本发明中的齿轮组件306的齿轮齿数比可以调节用于提高或者降低从磁体驱动304的驱动轴326传递到冰块刨削器的输出轴302上的旋转速度和扭转力。举例来说,齿轮组件306的齿轮齿数比可以调节用于降低旋转速度,并借此提高从驱动轴326传递到输出轴302的扭转力。相反地,也可以提到由齿轮组件306所传递的旋转速度,从而通过调节齿轮组件306的齿轮齿数比来降低所传递的扭转力。齿轮的齿数比可以通过改变齿轮齿的数量,齿轮的数量和/或齿轮组件中的齿轮的大小来改变,正如本领域内所熟知的那样。
[0082] 在本发明的冰块刨削器的实施方案中,冰块刨削器的输出轴326所需要的用于冰块刨削器的有效操作的速度是大约540rpm。本发明中的磁体驱动300可以产生的操作速度是大约6,000rpm。对应地,齿轮组件306的齿数比可以是大约11.1∶1。
[0083] 本领域内的普通技术人员能够容易地认识到,本发明中的磁体驱动和齿轮组件可以具有广泛的应用,除了上文中所描述的冰块刨削器之外,理性的是,其可以用于将马达的旋转输出功率传递到承载有负载的驱动部件上,包括在其他的食品加工处理设备中,例如,搅拌器,食品混合器,食品料理机和果汁机。
[0084] 除此之外,尽管本发明中的冰块刨削器是作为联合的搅拌器/冰块刨削器装置的一个部分进行描述的,本领域内的普通技术人员都能够容易地认识到,冰块刨削器也可以作为一个单独的装置进行使用,例如冰块刨削器可以独立与搅拌器。
[0085] 而且,本领域内的任何一名普通技术人员都能够意识到,本文中结合本发明的冰块刨削器所进行描述的齿轮的类型和数量齿轮的大小和齿轮组件中的齿轮齿的数量都仅仅是出于可以效仿的目的。这些特征,以及齿轮组件的其他特征可以通过改变而获得相同的类似的效果,或者不同的齿轮齿数比,适用于特殊的应用,而不会脱离于本发明的范围。举例来说,设计中所考虑到的因素,例如,重量和尺寸的限制可以确定齿轮的数量,类型和大小,以及齿轮齿的数量,其被用于获得理想的齿数比。
[0086] 对于本领域的普通技术人员来说,通过阅读上文中的描述以及根据对应的附图,他们都能够理解任何改进和变化都是可能的,而且也都在随附的权利要求书的范围之内。
[0087] 附图13是本发明中的马达的实施方案的垂直剖面的分解视图。正如附图13所示,马达400包括马达轴410,安装在马达轴410上的转子420,以及分布在马达轴410周围的定子430。转子420可以包括驱动磁体38B,轮毂450,和转子磁体460。定子430可以包括至少一个定子线圈30和定子外壳480。
[0088] 在一个方面,定子430可以包括至少一个霍尔效应(Hall effect)感应器,该感应器是用于根据本文之前所描述的方案来确定转子420的位置。
[0089] 正如附图13所示,驱动磁体38B和转子磁体460可以分别包括第一环形磁体和第二环形磁体。可以选择的是,驱动磁体38B和/或转子磁体460可以包括多个间隔开的磁体,它们分布在马达输出轴410的周围。多个间隔开的磁体可以包括弧形磁体。在某些方面,可以将两个或更多的磁体通过使用粘合剂的方式相互连接在一起。粘合剂可以包括胶水,传统的灌注混合物或者是其他类型的粘合剂。在某些方面,驱动磁体38B和/或转子磁体460可以包括磁体,该磁体至少部分是由稀土元素的材料制成的。举例来说,驱动磁体38B和/或转子磁体460可以包括至少部分由钕元素制成。潜在的优势是,使用由稀土元素制成的磁体可以降低马达400的重量,这可以降低在马达400操作的过程中所产生的热量,噪音和/或磨损。驱动磁体38B和/或转子磁体460可以围绕着马达轴410实质上是中心定位的和/或实质上是对称定位的。
[0090] 一般来说,轮毂450可以包括轮毂的上表面452,其远离定子430,和轮毂的下表面454,其朝向定子430。轮毂450可以是围绕着马达轴410实质上是中心定位的和/或实质上是对称定位的。驱动磁体38B可以连接到轮毂的上表面452上,而且转子磁体460可以连接到轮毂的下表面454上。轮毂的上表面452可以包括用于容纳驱动磁体38B的凹槽456。
可以对凹槽456进行设计,以致轮毂的上表面452实质上可以围绕在驱动磁体38B的周围。
可以选择的是,可以对凹槽456进行设计,以致驱动磁体38B的一部分可以从轮毂的上表面
452处向上延伸。轮毂的下表面454可以包括侧壁458,该侧壁从轮毂的下表面454处开始向下延伸,而且转子磁体460可以连接到侧壁458上。侧壁458可以包括内表面459,该内表面朝向马达轴410,和转子磁体460可以连接到内表面459上。
[0091] 转子420的各种不同的配置结构都是可行的。举例来说,轮毂的上表面452和/或轮毂的下表面454实质上可以是平坦的。同样地,轮毂的上表面452可以包括从轮毂的上表面开始向上延伸的侧壁,和驱动磁体38B可以以类似于之前结合转子磁体460所描述的方式连接到侧壁上。对应地,轮毂的下表面454可以包括用于以类似于之前结合驱动磁体38B所描述的方式来容纳转子磁体460的凹槽。
[0092] 轮毂450可以是至少部分由金属材料或者能产生磁性的材料来形成的。可以选择的是,轮毂450可以至少部分由塑料材料制成。
[0093] 驱动磁体38B和转子磁体460可以具有多个圆周排列的磁极。驱动磁体38B和转子磁体460可以进行分布,以致它们的磁极是对齐的。
[0094] 驱动磁体38B和转子磁体460可以连接到轮毂450上,以致驱动磁体38B,转子磁体460,以及轮毂450可以一起围绕马达轴410进行旋转。驱动磁体38B和转子磁体460可以通过各种不同的传统的方案连接到轮毂450上。举例来说,驱动磁体38B和/或转子磁体460可以是通过使用可以拆卸的和可以替换的紧固件来可拆卸地和可替换地连接到轮毂450上,可以拆卸的和可以替换的紧固件可以是,举例来说,夹子,木钉,钉子,螺母和螺钉,螺丝钉,尖钉,铆钉,平头钉和/或其他传统的机械紧固件。可以选择的是,驱动磁体38B和/或转子磁体460可以通过使用粘合剂,铜焊和/或焊接的方式来连接到轮毂450上。
[0095] 附图14是附图13中所示的马达的实施方案的垂直剖面的视图,其对组装的马达进行了举例说明。驱动磁体38B可以固定到驱动磁体的下表面442的凹槽456的上面的内表面中。可以选择的是,正如附图14所示,驱动磁体38B也可以固定在驱动磁体的上表面444的轮毂的上表面452中。正如上文中所描述的那样,轮毂的上表面452可以包括凹槽
456,以及凹槽456可以实质上围绕在驱动磁体38B的周围。可以对凹槽456进行设计,以致可以在轮毂的上表面452的向上延伸和连接到驱动磁体38B的向下延伸之间形成第一间隙446。第一间隙446可以用粘合剂进行填充,以致进一步将驱动磁体38B连接到轮毂450上,并提供实质上平坦的上部转子表面422。在一个实施方案中,第一间隙446可以用传统的灌注混合物进行填充。灌注混合物可以进行固化。在固化之后,可以将过多的灌注混合物去除,以便能够提供实质上平坦的上部转子表面422。灌注的混合物也可以适用于对第二间隙448进行填充,第二间隙位于所连接到的驱动磁体38B的横向扩张和凹槽456的横向扩张之间。类似的方案也可以用于产生实质上平坦的上部转子表面422,该上部的转子表面是指在所连接到的驱动磁体38B的一部分向上延伸超过轮毂的上表面452的实施方案中的表面。举例来说,灌注混合物可以适用到轮毂的上表面452上,以便能够围绕在驱动磁体
38B的部分周围,该部分是从轮毂的上表面452开始向上延伸的。
[0096] 正如附图13所示,定子430可以包括传统的具有至少一个定子线圈30的定子430。定子线圈30可以分布在定子外壳480的周围,而且定子外壳480可以包括用于容纳马达轴410的孔洞482。定子430和,尤其是,至少一个定子线圈30可以实质上是围绕马达轴410进行中心定位的。一般来说,定子430可以通过使用类似于之前结合附图3,4和附图10-12所进行的描述和对应的说明的方案来进行组装的。
[0097] 正如附图14所示,马达轴410可以通过轴颈的方式进入到定子外壳480的孔洞482中,而且转子420可以通过使用类似于上文中所描述的方案来旋转安装在马达轴410上。至少一个定子线圈30可以包括外部的定子表面472,该表面是背离于马达轴410的,以及转子磁体460可以包括内部的转子磁体表面462,该表面是朝向马达轴410的。一般来说,马达400可以进行组装,以致内部的转子磁体表面462至少部分朝向外部的定子表面
472。马达400的配置结构分别提供的是附图4和附图11中的马达28和310的配置结构的替换方案。
[0098] 正如上文中所涉及到的内容,在一个实施方案中,转子磁体460可以包括多个分布在马达轴410的周围的转子磁体。在这样的实施方案中,多个转子磁体460中的至少一个可以包括内部的转子磁体表面462,该表面至少部分地朝向外部的定子表面472。
[0099] 马达400的各种不同的配置结构都是可行的。举例来说,转子磁体460可以分布在至少一个定子线圈30之中。在这样的实施方案中,转子磁体460可以包括背离于马达轴410的外部的转子磁体表面,和至少一个定子线圈30可以包括朝向马达轴410的内部的定子表面。然后,可以组装马达400,以致内部的定子表面可以至少部分朝向外部的转子磁体表面。
[0100] 附图15是附图13中所示的马达的垂直剖面的分解视图,其对马达的底座进行了解释说明。马达400可以通过使用传统的机械紧固件,例如,螺丝钉510,520来连接到马达的底座500上。一般来说,马达400可以连接到食品加工处理装置和上文中所描述的磁体驱动上。举例来说,马达400可以产生用于传递到食品加工处理装置中的扭转力。在这样的实施方案中,驱动磁体38B可以是通过机械的方式连接到驱动圆盘上的,而且定子430可以被赋能以便产生电磁场,该电磁场与转子磁体460相互作用,以使得转子磁体460进行旋转。驱动磁体38B可以相对于转子磁体460进行旋转,而且可以包括在朝向驱动圆盘的方向上的磁场,以便从马达400中将扭转力传递到驱动圆盘上。
[0101] 附图16A和附图16B分别是附图13-15中所示的马达400的轮毂的可以替换的实施方案的视图。正如附图16A和附图16B所示,在一个实施方案中,轮毂650可以包括多条从轮毂的上表面652开始向下延伸并朝向轮毂的下表面654的通道605。根据传统的设计方案,通道605可以在轮毂的上表面652中形成。举例来说,可以在轮毂的上表面652中通过钻孔的方式来形成通道605。通道605可以用具有各种不同的形状,而且可以分布在轮毂的上表面652的不同的位置上。在一个实施方案中,驱动磁体38B可以包括多个间隔开的磁体,这些磁体被确定尺寸和塑形以便能够放置在通道605中。根据之前所描述的设计方案,多个间隔开的磁体可以分布在通道中。正如上文中所涉及到的内容,多个磁体可以至少是部分由稀土材料制成的。潜在的优势在于,这样的实施方案可以减少马达400的重量。这可以降低在马达400操作的过程中所产生的热量,噪音和/或磨损。
[0102] 附图17是根据本发明的用于控制马达的系统的实施方案的流程图。正如附图17所示,系统700可以包括控制单元710,执行器730,马达740,传感器750,和输入/输出设备760。一般来说,在来自于输入/输出设备760的输入信号762和/或来自于传感器750的信号752的基础上,控制单元710可以对提供给马达740的电流和/或电压进行控制。
[0103] 正如附图17所示,马达740可以连接到传感器750上,该传感器可以测量由马达740所生产的反电动势(反EMF)。在所测量到的反EMF的基础上,传感器750和/或控制单元710可以确定马达740的转子的速度和/或位置。正如本领域内的任何一名普通技术人员所能理解的那样,转子的速度是可以根据反EMF的强度来确定的,转子的位置可以根据反EMF的零交叉的位置来确定的。传感器750可以将包括测量到的反EMF和/或其他数据的信号752,例如,转子的位置和/或速度,提供给控制单元710。
[0104] 正如附图17所示,控制单元710接收来自输入/输出设备760的信号762。输入/输出设备760可以包括用于与用于沟通的界面。在一个实施方案中,输入/输出设备760可以在控制单元710和用户之间进行马达740的操作参数的通信。举例来说,输入/输出设备760可以将用户所需要的马达740的操作速度提供给控制单元710。同样地,输入/输出设备760可以将马达740的实际的操作速度提供给用户。
[0105] 正如附图17所示,控制单元710可以将控制信号712提供给执行器730。在来自控制单元710的控制信号712的基础上,执行器730可以给马达740产生执行或驱动信号732。在一个实施方案中,执行器730可以包括放大器。举例来说,执行器730可以包括逆向操作的放大器。
[0106] 正如附图17所示,执行器730可以将反馈的信号734提供给控制单元710。在一个实施方案中,反馈的信号734可以是基于提供给马达740的电流的,而且控制单元710可以对反馈的信号734进行监测。在反馈的信号734的基础上,控制单元710可以调节提供给马达740的电流,即,在提供给马达740的电流的基础上。在一个实施方案中,控制单元710可以被设计用于在超过预定值的反馈信号734的基础上调整电流。举例来说,控制单元
710可以被设计用于在超过预定值的反馈信号734的基础上减低提供给马达740的电流,所述的预定值是与马达740的安全操作相关联的。
[0107] 控制单元710可以包括至少一个专用的集成处理器(ASP),其对于本领域内的普通技术人员来说是显而易见的。在一个实施方案中,控制单元710可以包括数字信号处理器(DSP),而且DSP可以包括至少一个数模转换器(ADC)和/或其他的本领域的普通技术人员所熟知的操作部件。
[0108] 控制系统700的可以效仿的操作可以通过以下的方式来获得理解。在接收子输入/输出设备760的数据762的基础上,控制单元710可以确定马达740的操作参数。举例来说,控制单元710可以确定马达740的转子的操作速度。控制单元710可以提供对应的控制信号712给执行器,而且在控制信号712的基础上,执行器730可以将执行信号732提供给马达740,以足以激励马达740达到所需要的操作参数。控制单元710可以监控由传感器750所测量到的操作参数,而且,基于所需要的操作参数和所测量到的操作参数之间的差值,控制单元可以调整提供给执行器730的控制信号712。控制单元710也可以监测由执行器730所提供的反馈信号734。
[0109] 一般来说,控制系统700可以控制提供给马达740和/或提供给与马达740相关的部件的电流,例如,本文之前所描述的部件,举例来说,搅拌机,食品加工处理器和冰块刨削器。举例来说,控制系统700可以控制提供给连接到搅拌器上的搅拌机和/或冰块刨削器的电流。控制系统700可以控制马达740的速度和/或与马达400相关联的部件的速度。控制系统700可以被设计用于通过类似于之前所描述的内容来控制马达,包括无刷式马达和三相无刷式马达。
[0110] 考虑到本发明的至少一个实施方案的若干方面已经得到描述,因此,对于本领域内的任何一名普通技术人员而言,各种不同的改变,修改和改进都是显而易见的。这样的改变,修改和改进都在本发明所公开的范围之内,而且都落入到本发明的范围和主旨之内。对应地,上文中的描述说明和附图都仅仅是出于可以效仿的目的。