CN101304205B - 具有电动卷收的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种具有电动卷收的驱动装置，包括一壳体、一永磁直流无刷马达、一减速机、一动力传输组件以及一驱动机，该永磁直流无刷马达、该减速机以及该动力传输组件皆设于该壳体内，该动力传输组件两端分别与该永磁直流无刷马达以及该减速机连接，该驱动机与该永磁直流无刷马达电连接；藉由以上的设计，有助于达成驱动装置小型化及轻量化、负载能力较强、节约能源、低铜损、无火花以及低噪音的功效。

Description

具有电动卷收的驱动装置

技术领域

本发明关于一种具有电动卷收的驱动装置，更具体的说，特别是针对电动卷收机构的驱动装置所做的结构改良。

背景技术

日常生活中，有许多产品都具有卷收机构，例如罗马帘、横式百叶帘、投影屏幕以及铁卷门等。科技的日新月异使得消费者对于生活质量的要求提高，许多早期使用人力的卷收机构已逐渐地被电动式的卷收机构所取代，目前的电动式的卷收机构皆采用感应马达或是直流有刷马达作为驱动装置。

使用感应马达作为驱动装置时，由于感应马达必须使用较多的制造材料，例如硅钢片以及感应线圈，相对使得制造成本较高，体积较大以及重量较重。另一方面，感应马达运转时会产生偏高的转子铜损以及高噪音，低速运转时表现的扭力也显不足，输入电流较高，比较耗费电能，而且运转时温度上升很快，使得可靠度不佳。又一方面，感应马达断电时无法立即停止运转于预定位置，必须增加煞车结构的设计，增加了制造的成本和组装上的麻烦。

另，使用直流有刷马达当驱动装置时，由于直流有刷马达具有碳刷以及整流子，碳刷持续地磨刷整流子，造成碳刷污染。碳刷在离开整流子的瞬间所产生的火花会导致电磁干扰现象，对其他的电子设备产生干扰，而且碳刷与整流子容易耗损，需要花费较多的保养时间与保养成本。

因此，本发明人有感于上述缺失的可改善，乃特潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的为提供一种具有电动卷收的驱动装置，其具有体积小、轻量化、低制造成本、组装容易、低速扭力强以及节约能源的功效，另具有温升低、转子铜损低、无碳刷污染、无火花、低保养时间、低保养成本以及低噪音的功效。

为了达到上述的目的，本发明提供一种具有电动卷收的驱动装置，包括：一壳体；一永磁直流无刷马达，该永磁直流无刷马达设于该壳体内；一减速机，该减速机包含一动力输入件、复数个齿轮组以及一动力输出件，该动力输入件、该等齿轮组以及该动力输出件皆设于该壳体内，每一齿轮组包含一齿轮箱、一齿轮盘、一太阳齿轮及复数个行星齿轮，该齿轮盘设于该齿轮箱内，该太阳齿轮以及该等行星齿轮分别设于该齿轮盘相对两侧，每一齿轮组皆相互连接，其中一该齿轮组的行星齿轮与该动力输入件连接，另一该齿轮组的太阳齿轮与该动力输出件连接，该减速机为一可自由调整减速比的构件，该等齿轮组的齿轮箱外周壁上设有复数个卡条，该等齿轮组的齿轮箱内壁设有复数个相对应该等卡条的卡槽，每一齿轮组的卡条皆与下一阶该齿轮组的卡槽相卡接；一动力传输组件，该动力传输组件设于该壳体内，该动力传输组件两端分别与该永磁直流无刷马达以及该动力输入件连接；以及一驱动机，该驱动机包含一马达驱动单元、一控制单元以及一电源供应单元，该马达驱动单元、该控制单元以及该电源供应单元彼此电连接，该马达驱动单元与该永磁直流无刷马达电连接。

本发明具有以下有益的效果：由于永磁直流无刷马达制造时所需的材料用量较少，使得永磁直流无刷马达的制造成本较低，体积较小以及重量较轻，有助于卷收机构小型化以及轻量化。另一方面，低速运转时表现的扭力较强，低电流输入比较省电，达到节约能源的效果。断电时可自行煞车，不需另外加装煞车结构，降低了制造的成本以及组装上的麻烦。又一方面，由于永磁外转式直流无刷马达运转时温度上升较慢，所以可靠度较佳。转子铜损很低、无碳刷污染、无火花，需要花费的保养时间很少以及保养成本很低，并且运转产生的噪音量也很低。

附图说明

图1为本发明的立体组合图。

图2为本发明的立体分解图。

图3为本发明永磁直流无刷马达的立体分解图。

图4为本发明减速机的立体分解图。

图5为本发明驱动机的立体分解图。

图6为本发明应用于卷收窗帘的示意图。

图7为本发明驱动卷帘管转动的流程图。

主要组件符号说明

1   壳体

2   马达管端盖

3   传动轮

4   冠状环

5   永磁直流无刷马达

51  基座

511 柱体

52  定子

521 定子轴孔

53  轴承

54  电路板

541 开孔

542  导线

543  磁应传感器

55   感应线圈

56   转子

561  转子外壳

5611 转子轴孔

562  转子定位轴衬

5621 转子轴孔

563  永久磁铁

564  转子轴心

6    减速机

61   动力输入件

611  输入齿轮

6111 输入轴

612  输入轴承

613  减速机前盖

6131 卡条

62   齿轮组

621  齿轮箱

6211 卡条

6212 卡槽

622  齿轮盘

623  太阳齿轮

624  行星齿轮

63   动力输出件

631  齿轮箱

6311 卡槽

6312 卡条

632  齿轮盘

633  行星齿轮

634  输出轴

635  输出轴连接器

636  减速机后盖

6361 卡槽

637  输出轴轴承

64   齿轮箱扣

65   齿轮箱定位轴心

7    动力传输组件

8    驱动机

81   马达驱动单元

82   控制单元

821  讯号接收器

83   电源供应单元

84   第一固定座

85   第二固定座

9    卷帘管

91   固定件

10   窗帘

101  垂重管

具体实施方式

如图1及图2所示，本发明提供一种具有电动卷收的驱动装置，包括一壳体1、一马达管端盖2、一传动轮3、一冠状环4、一永磁直流无刷马达5、一减速机6、一动力传输组件7以及一驱动机8，该壳体1为一两端开口的中空管状体，该永磁直流无刷马达5、该减速机6、该动力传输组件7以及该驱动机8皆设于该壳体1内，该冠状环4套设于该马达管端盖2外周壁上。该马达管端盖2与该驱动机8相连接，该传动轮3与该壳体1以及该减速机6相连接。

如图3所示，该永磁直流无刷马达5包含一基座51、一定子52、一轴承53、一电路板54、复数个感应线圈55以及一转子56，该基座51凸设一柱体511，该定子52设有一定子轴孔521，该轴承53设于该柱体511内，该轴承53可为含油轴承、自润轴承或培林。该电路板54设有一开孔541、二导线542以及复数个磁应传感器543，该等磁应传感器543可为霍尔集成电路。该柱体511穿设于该定子轴孔521以及该开孔541，使得该定子52以及该电路板54固设于该基座51上，该等感应线圈55绕设于该定子52并与该电路板54电连接。

该转子56套设于该定子52外部，该转子56设有一转子外壳561、一转子定位轴衬562、一永久磁铁563以及一转子轴心564，该转子外壳561以及该转子定位轴衬562各开设一转子轴孔5611、5621，该转子定位轴衬562以及该永久磁铁563设于该转子外壳561内壁，该转子轴心564穿设于该对转子轴孔5611、5621、该轴承53、该定子轴孔521、该开孔541以及该柱体511。

该等磁应传感器543可感测出该永久磁铁563的磁性，进而由该电路板54分配电源于该等感应线圈55，该定子52上的感应线圈55即产生感应磁场，其极性与该转子56上的永久磁铁563的极性产生互斥/互吸，以驱动该转子56依输入电流的方向，进行持续地正转或反转。

如图4所示，该减速机6为一可自由调整减速比的构件，该减速机6包含一动力输入件61、复数个齿轮组62、一动力输出件63、一对齿轮箱扣64以及一齿轮箱定位轴心65，该动力输入件61包含一输入齿轮611、一输入轴承612以及一减速机前盖613，该减速机前盖613外周壁上设有复数个卡条6131，该输入齿轮611穿设一输入轴6111，该输入轴6111也穿设于该输入轴承612以及该减速机前盖613。

该齿轮组62设有复数个，每一齿轮组62皆包含一齿轮箱621、一齿轮盘622、一太阳齿轮623以及复数个行星齿轮624。该齿轮箱621外周壁上设有复数个卡条6211，该齿轮箱621内周壁设有复数个卡槽6212，该齿轮盘622连接于该齿轮箱621内，该太阳齿轮623以及该等行星齿轮624分别连接于该齿轮盘622相对两侧，该等行星齿轮624转动会带动该齿轮盘622以及该太阳齿轮623一起转动。

该动力输出件63包含一齿轮箱631、一齿轮盘632、复数个行星齿轮633、一输出轴634、一输出轴连接器635、一减速箱后盖636以及一输出轴轴承637，该动力输出件63的齿轮箱631内壁也设有复数个相对应于该等卡条6211的卡槽6311，该等卡条6211卡接于该等卡槽6311，该齿轮箱631外壁设有复数个卡条6312。

该动力输出件63的齿轮盘632连接于该动力输出件63的齿轮箱631内，该动力输出件63的行星齿轮633与该输出轴634分别连接于该动力输出件63的齿轮盘632相对两侧。

该输出轴634穿设于该输出轴连接器635，该减速箱后盖636内周壁上设有复数个相对应该等卡条6312的卡槽6361，该等卡条6312卡接于该等卡槽6361，使得该减速箱后盖636卡接于该齿轮箱631外周壁上，该输出轴634以及该输出轴连接器635突出该减速箱后盖636。

如图2及图4所示，该输出轴634穿设于该输出轴轴承637，并且该输出轴轴承637设于该减速箱后盖636内，该输出轴连接器635与该传动轮3相连接，该输出轴634转动即可带动该输出轴连接器635以及该传动轮3转动。

如图4所示，该动力输入件61的输入齿轮611与其中一该齿轮组62的行星齿轮624相啮合，并且该减速机前盖613的卡条6131卡接于该齿轮箱621的卡槽6212中。另一该齿轮组62的太阳齿轮623与该动力输出件63的行星齿轮633相啮合，并且该齿轮组62的卡条6211与该动力输出件63的卡槽6311卡接。每一齿轮组62的卡条6211皆与下一阶齿轮组62的卡槽6212卡接，该等齿轮组62可依需求去调整其阶数，进而改变减速比。

该对齿轮箱扣64可将该减速机6加以扣合，该齿轮盘622的圆心处与该太阳齿轮623的圆心处相对应，该齿轮箱定位轴心65活动地穿设于该等齿轮盘622以及该等太阳齿轮623的圆心处，藉以使得该等齿轮组62达到同心圆的效果，转动时不会越来越偏离轴心。

该齿轮箱定位轴心65的一端位于最邻近该动力输入件61的齿轮盘622的圆心处，该齿轮箱定位轴心65另一端位于该动力输出件63的齿轮盘632的圆心处。

如图2及图4所示，该动力传输组件7两端分别与该转子轴心564以及该动力输入件61的输入轴6111连接，该动力传输组件7将该转子轴心564的输出扭力传递至该输入轴6111，使得该输入齿轮611转动，该输入齿轮611带动该齿轮组62的行星齿轮624转动，而后经由每一阶齿轮组62的减速比，转速逐步变小，输出扭力逐步放大，最后由该输出轴634输出。

如图1及图5所示，该驱动机8包含一马达驱动单元81、一控制单元82、一电源供应单元83、复数个第一固定座84以及一第二固定座85。该第二固定座85与该马达管端盖2固定连接，该马达驱动单元81、该控制单元82以及该电源供应单元83分别由三个负责不同功能的电路板去实现，藉由该等第一固定座84以及该第二固定座85将该马达驱动单元81、该控制单元82以及该电源供应单元83加以连接结合。该马达驱动单元81、该控制单元82以及该电源供应单元83也可整合于一电路板或一集成电路(图略)去实现。

该控制单元82设有一讯号接收器821，该讯号接收器821为一无线遥控模块或一线控模块，藉以接收遥控器发送的控制指令。该电源供应单元83连接外部电源，该马达驱动单元81、该控制单元82以及该电源供应单元83彼此皆作电连接，该电路板54的导线542与该马达驱动单元81作电连接。

该电源供应单元83输出电源至该控制单元82的程序如下：

1、该电源供应单元83设有整流变压器以及直流变压器，输入的交流电经由整流变压器降压成低压交流电。

2、整流变压器再将低压交流电整流为低压直流电。

3、低压直流电经由直流变压器再做变压，输出至该控制单元82。

如图6所示，该传动轮3可连接一卷帘管9，该卷帘管9为一中空的管状金属件，该卷帘管9一端与该冠状环4相连接，该传动轮3将该减速机6的输出扭力传动到该卷帘管9使其转动。该卷帘管9另一端以及该马达管端盖2上各连接一固定件91。该对固定件91可固定于窗口上或其它适用位置。该卷帘管9外周壁上卷收一窗帘10，该卷帘管9转动即带动该窗帘10进行卷收或放下的动作。该窗帘10下端设有一垂重管101，该垂重管101可以减缓该窗帘10被卷收及放下时的摇晃。

如图3所示，在本实施例中的永磁直流无刷马达5的转子56为外转式，然而本发明也可使用内转式的永磁直流无刷马达5(图略)，此种内转式的永磁直流无刷马达5，其转子56设于该定子52内部，该永久磁铁563设于该转子56外壁。就特性而言，内转式的永磁直流无刷马达5，其体积比外转式永磁直流无刷马达5小，而外转式的永磁直流无刷马达5，其扭力比内转式的永磁直流无刷马达5大，可以根据使用上的需求去选择最适合的种类。

另一方面，本发明的驱动机8也可外接于该壳体1外部，并且与该永磁直流无刷马达5电连接(图略)，本发明也可应用于罗马廉、横式百叶帘、百褶帘、投影屏幕、铁卷门等具有卷收机构的产品中。

如图7所示，本发明驱动该卷帘管9转动的流程如下：

1、遥控器发送控制指令给讯号接收器821。

2、该控制单元82接收控制指令后，该控制单元82输出控制讯号给该马达驱动单元81，该马达驱动单元81也会回授讯号给该控制单元8，藉以调整控制讯号，控制讯号为电压或电流。

3、该马达驱动单元81接收控制讯号后，发送驱动讯号至该永磁直流无刷马达5的电路板54，该电路板54也会将该等磁应传感器543感测出的信息，回授给该马达驱动单元81，驱动讯号为电压或电流。

4、该电路板54接收驱动讯号后，分配由该电源供应单元83提供的电源于该等感应线圈55上。

5、该定子52上的感应线圈55即产生感应磁场，其极性与该转子56上的永久磁铁563的极性产生互斥/互吸，以驱动该转子56依输入电流的方向，进行持续地正转或反转。

6、该转子56的输出扭力经由该动力传输组件7传递至该减速机6，经由该减速机6将原扭力放大后而作输出，进而带动该卷帘管9转动。

本发明具有电动卷收的驱动装置，其具有下列优点：

1、由于该永磁直流无刷马达5制造所需的材料用量较少，使得制造成本较低，体积较小以及重量较轻，有助于驱动装置小型化以及轻量化。

2、该永磁直流无刷马达5低速运转时表现的扭力强，具有较优的负载能力。

3、该永磁直流无刷马达5为低电流输入，比较省电，达到节约能源的效果，而且运转时温度上升较低，所以可靠度较佳。

4、由于该永磁直流无刷马达5运转产生的铜损很低、无火花产生、不闪络以及无碳刷污染，所以需要耗费的保养时间以及保养成本很少。

5、该永磁直流无刷马达5运转所产生的噪音量很低，而且断电时因为永磁作用会自动煞车，无须另行设置煞车结构，减低了制造的成本以及组装上的麻烦。

6、该永磁外转式直流无刷马达5换向运转时，不易产生高温电弧与金属屑。

7、该齿轮箱定位轴心65使得该等齿轮组62达到同心圆的效果，转动时不会越来越偏离轴心。

8、该减速机6可因应减速需要，去作分解组合来装置使用，而不需制作若干独立的减速机构来因应不同的减速需求，具有节省制造成本的功效。

以上所述，仅为本发明其中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (20)

1.一种具有电动卷收的驱动装置，其特征在于，包括：

一壳体；

一永磁直流无刷马达，该永磁直流无刷马达设于该壳体内；

一减速机，该减速机包含一动力输入件、复数个齿轮组以及一动力输出件，该动力输入件、该等齿轮组以及该动力输出件皆设于该壳体内，每一齿轮组包含一齿轮箱、一齿轮盘、一太阳齿轮及复数个行星齿轮，该齿轮盘设于该齿轮箱内，该太阳齿轮以及该等行星齿轮分别设于该齿轮盘相对两侧，每一齿轮组皆相互连接，其中一该齿轮组的行星齿轮与该动力输入件连接，另一该齿轮组的太阳齿轮与该动力输出件连接，该减速机为一可自由调整减速比的构件，该等齿轮组的齿轮箱外周壁上设有复数个卡条，该等齿轮组的齿轮箱内壁设有复数个相对应该等卡条的卡槽，每一齿轮组的卡条皆与下一阶该齿轮组的卡槽相卡接；

一动力传输组件，该动力传输组件设于该壳体内，该动力传输组件两端分别与该永磁直流无刷马达以及该动力输入件连接；以及

一驱动机，该驱动机包含一马达驱动单元、一控制单元以及一电源供应单元，该马达驱动单元、该控制单元以及该电源供应单元彼此电连接，该马达驱动单元与该永磁直流无刷马达电连接。

2.如权利要求1所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该壳体为一两端开口的中空管状体。

3.如权利要求1所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该永磁直流无刷马达包含一定子、一电路板、复数个感应线圈以及一转子，该感应线圈绕设于该定子并与该电路板电连接，该电路板设有至少一磁应传感器，该转子套设于该定子外部，该转子包含一转子轴心以及一永久磁铁，该转子轴心穿设于该定子，该永久磁铁设于该转子内壁。

4.如权利要求3所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该永磁直流无刷马达更包含一基座以及一轴承，该定子以及该电路板固设于该基座上，该轴承设于该基座，该轴承为含油轴承、自润轴承或培林。

5.如权利要求4所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该基座设有一柱体，该定子设有一定子轴孔，该电路板设有一开孔，该柱体穿设于该定子轴孔以及该开孔，该轴承设于该柱体内，该转子轴心穿设于该轴承。

6.如权利要求3所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该转子更包含一转子外壳以及一转子定位轴衬，该转子定位轴衬以及该永久磁铁设于该转子外壳内壁，该转子外壳以及该转子定位轴衬各开设一转子轴孔，该转子轴心穿设于该对转子轴孔。

7.如权利要求1所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该动力输入件具有一输入齿轮，该输入齿轮与该等行星齿轮相啮合。

8.如权利要求1所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该动力输出件包含一齿轮箱、一齿轮盘、复数个行星齿轮、一输出轴以及一输出轴轴承，该动力输出件的齿轮盘设于该动力输出件的齿轮箱内，该动力输出件的行星齿轮与该输出轴分别连接于该动力输出件的齿轮盘相对两侧，该输出轴穿设于该输出轴轴承，该动力输出件的行星齿轮与该齿轮组的太阳齿轮相啮合。

9.如权利要求8所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该动力输出件的齿轮箱内壁也设有复数个相对应该等卡条的卡槽，该齿轮组的卡条与该动力输出件的卡槽相卡接。

10.如权利要求8所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该动力输出件更包含一输出轴连接器，该输出轴穿设于该输出轴连接器。

11.如权利要求1所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该齿轮盘的圆心处与该太阳齿轮的圆心处相对应，该等齿轮盘以及该等太阳齿轮的圆心处活动地穿设一齿轮箱定位轴心。

12.如权利要求1所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该永磁直流无刷马达包含一定子、一电路板、复数个感应线圈以及一转子，该感应线圈绕设于该定子并与该电路板电连接，该电路板设有至少一磁应传感器，该转子设于该定子内部，该转子包含一转子轴心以及一永久磁铁，该转子轴心穿设于该定子，该永久磁铁设于该转子外壁。

13.如权利要求1所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该驱动机设于该壳体内部。

14.如权利要求1所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该驱动机设于该壳体外部。

15.一种具有电动卷收的驱动装置，其特征在于，包括：

一壳体；

一永磁直流无刷马达，该永磁直流无刷马达设于该壳体内；

一减速机，该减速机设于该壳体内，包含一动力输入件、复数个齿轮组以及一动力输出件，每一齿轮组包含一齿轮箱、一齿轮盘、一太阳齿轮及复数个行星齿轮，该齿轮盘设于该齿轮箱内，该太阳齿轮以及该等行星齿轮分别设于该齿轮盘相对两侧，每一齿轮组皆相互连接，其中一该齿轮组的行星齿轮与该动力输入件连接，另一该齿轮组的太阳齿轮与该动力输出件连接，该减速机为一可自由调整减速比的构件，该等齿轮组的齿轮箱外周壁上设有复数个卡条，该等齿轮组的齿轮箱内壁设有复数个相对应该等卡条的卡槽，每一齿轮组的卡条皆与下一阶该齿轮组的卡槽相卡接；

一动力传输组件，该动力传输组件设于该壳体内，该动力传输组件两端分别与该永磁直流无刷马达以及该减速机连接；以及

一驱动机，该驱动机与该永磁直流无刷马达电连接。

16.如权利要求15所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该壳体为一两端开口的中空管状体。

17.如权利要求15所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该永磁直流无刷马达包含一定子、一电路板、复数个感应线圈以及一转子，该感应线圈绕设于该定子并与该电路板电连接，该电路板设有至少一磁应传感器，该转子套设于该定子外部，该转子设有一转子轴心以及一永久磁铁，该转子轴心穿设于该定子，该永久磁铁设于该转子内壁。

18.如权利要求15所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该永磁直流无刷马达包含一定子、一电路板、复数个感应线圈以及一转子，该感应线圈绕设于该定子并与该电路板电连接，该电路板设有至少一磁应传感器，该转子设于该定子内部，该转子设有一转子轴心以及一永久磁铁，该转子轴心穿设于该定子，该永久磁铁设于该转子外壁。

19.如权利要求15所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该驱动机设于该壳体内部。

20.如权利要求15所述的具有电动卷收的驱动装置，其特征在于：该驱动机设于该壳体外部。

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