CN108496297A - 电机模组、激光测量装置和移动平台 - Google Patents

电机模组、激光测量装置和移动平台 Download PDF

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Abstract

一种电机模组(10)，包括环状元件(11)、至少一个传送元件(13)以及驱动组件(15)。其中，所述环状元件(11)包括中空部(111)，所述中空部(111)能够容置并固定至少一个光学元件(13)。所述至少一个传动件(13)与所述环状元件(11)耦合。所述驱动组件(11)位于所述环状元件(15)外侧，用于通过所述至少一个传动件(13)驱动所述环状元件(11)和所述至少一个光学元件(13)以第一转动轴(112)为中心旋转。

Description

电机模组、激光测量装置和移动平台
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或该专利披露。
技术领域
本发明涉及一种电磁电机领域，尤其涉及一种电机模组、激光测量装置和移动平台。
背景技术
利用电磁作用实现驱动的电机已经应用到多种领域，例如消费性电子、航天、军事等。随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术的发展，电机得到长足的发展。
电机主要由定子与转子构成，其中，定子或转子其中之一包括可通电的线圈绕组，另一者则包括磁性元件，利用线圈绕组通电时产生的电磁场与磁性元件的配合使得定子与转子产生相对转动。
目前而言，电机中，无论是定子还是转子位于电机的中心位置，其均为实心结构，由此，由电机驱动的负载势必设置于电机外部，从而使得应用所述电机及其驱动负载的电子设备体积较大，难以满足小型化的市场需求。
发明内容
为解决前述问题，本发明实提供一种中空且体积较小的电机模组，包含该电机模组的激光测量装置和移动平台。
一种电机模组，包括环状元件、至少一个传送元件以及驱动组件。其中，所述环状元件包括中空部，所述中空部能够容置并固定至少一个光学元件。所述至少一个传动件与所述环状元件耦合。所述驱动组件位于所述环状元件外侧，用于通过所述至少一个传动件驱动所述环状元件和所述至少一个光学元件以第一转动轴为中心旋转。
一种激光测量装置，包括上述电机模组。
一种移动平台，上述激光测量装置和平台本体，该激光测量装置安装在该平台本体。可选的，该移动平台包括无人飞行器、汽车和遥控车中的至少一种。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例中电机模组的平面结构示意图。
图2为如图1所示电机组件的立体结构示意图。
图3为本发明第二实施例中电机模组的立体结构示意图。
图4为如图2所示电机组件中定位组件的立体结构示意图。
图5为本发明第三实施例中电机模组的平面结构示意图。
图6为本发明第四实施例中电机模组的平面结构示意图。
图7为本发明第五实施例中电机模组的平面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其为本发明第一实施例中电机组件的平面结构示意图。如图1所示，电机模组10包括相互配合的环状元件11、与环状元件11耦合的多个传动件13以及驱动组件15(请参见图2)。所述的多个传动件13在环状元件11外侧以相互轴对称的方式设置，传动件13在驱动件15的驱动下转动，并且同时带动环状元件11转动。
其中，环状元件11为形成有中空部111，中空部111用于容置并固定至少一个光学元件(图未示)，具有第一转动轴112，其中，第一转动轴112与中空部111的中心轴(未标示)重合，具体地，光学元件可以固定在中空部111的内壁上。环状元件11外表面还包括齿状的第一接触部113。
请一并参阅图1与图2，其为图1所示电机模组的立体结构示意图，如图2所示，电机模组10包括两个第一转动轴112重合的环状元件11，所述两个环状元件11分别定义为第一环状元件11a与第二环状元件11b，其中，两个环状元件11a、11b分别容置有光学元件。
本实施例中，传动件13的数量为四，所述四个传动件13以相互轴对称的方式抵靠环状元件11的第一接触部113，为便于说明，以任意一个传动件13为例说明其结构与连接关系。传动件13转动时，传动件13通过表面配合方式使得传动件13环绕第一转动轴112转动，同时限制环状元件11的位置，防止其产生轴向或者径向位移以作为定位组件之用。
每一个传动件13均为整体呈圆柱形结构的滚轮，且包括第二接触部131以及第二转动轴133，第二接触部131为传动件13的外侧磁性表面。其中，第二接触部131与第一接触部113相互啮合且滚动连接。第二转动轴133与第一转动轴112相互平行，且与传动件13的中心轴相重合。可以理解，第二转动轴133与第一转动轴112之间的距离为传动件13的半径与环状元件11的半径之和。较佳地，传动件13中滚轮的半径小于环状元件11的半径。
相应地，第一环状元件11a对应与多个第一传动件13a配合，第二环状元件11b对应多个第二传动件13b配合。第一传动件13a与第二传动件13b对应的第二转动轴133相互重合，并且对应同一个驱动组件。换句话说，第一传动件13a和第二传动件13b分别将所述两个环状元件11a、11b耦合至同一个驱动组件15。
驱动组件15，位于所述环状元件11外侧，用于通过所述多个传动件13驱动所述环状元件11以第一转动轴112为中心旋转。具体地，驱动组件15数量与传传动件13的数量相同，并且在轴向上与传动件13的第二转动轴133连接，从而驱动传动件13围绕第二转动轴133转动。本实施方式中，驱动组件15为电机单元，也即是所述驱动组件15中的转轴(未标示)与第二转动轴133轴向连接。本实施方式中，驱动组件15为电机单元。
较佳地，当第一环状元件11a与第二环状元件11b对应的第一接触部113的齿轮数量不同时，在同一驱动组件15驱动下则可以驱动第一环状元件11a与第二环状元件11b以不同的速度旋转。可以理解，当两个环状元件11a、11b对应的齿轮数量不同时，与其分别对应的第一传动件13a与第二传动件13b的齿轮亦不相同。
可变更地，在本发明其他实施例中，驱动组件15的数量也可以少于所述传动件的数量，例如仅包括一个驱动组件15，所述驱动组件15也仅针对其中一个传动件13进行驱动，也即是使用部分传动件13驱动环状元件11转动，而其余传动件13则作为支撑滚轮，也即是作为定位组件中的定位件使用。
请参阅图3，其为本发明第二实施例中电机模组20的平面结构示意图，电机模组20与电机模组10的结构基本相同，区别在于：电机模组20仅包括一个传动件23以及与其对应的驱动组件25，并且并非采用传动件23用作定位之用，而是采用与环状元件21轴向连接的轴承作为定位组件27。
具体地，定位组件27为中空筒状的轴承，其与环状元件21在轴向上相互固定连接。其中，轴承的中心轴与环形元件21的第一转动轴212重合，且内径与环状元件21相同。
较佳地，传动件23的半径小于环状元件11的半径。
请参阅图4，其为如图3所示定位组件27的具体结构示意图。其中，定位组件包括径向层叠设置的内圈271、滚动体272以及外圈273，滚动体272均与内圈271的外侧以及外圈273的内侧滚动连接，内圈271与外圈273可以相对转动。隔离圈274设置于内圈271与外圈273之间用于限定滚动体轴向的位置。
本实施方式中，内圈271与环形元件21固定连接，而外圈273则与电机模组10的壳体(图未示)固定连接，而滚动体272为非导磁性的圆球状滚珠。
较佳地，当电机模组20包括两个环形元件21时，例如包括第一环状元件21a与第二环状元件21b，对应地，电机模组20也设置有两个第一定位组件27a与第二定位组件27b，其中，两个定位组件27a、27b相互独立设置。
请再次参阅图3，对应两个轴向对应两个第一转动轴212重合的环状元件21a与21b，电机组件20也对应的包括两个相互独立设置的定位组件27a与27b。
请参阅图5，其为本发明第三实施例中电机模组30的平面结构示意图。电机模组30与电机模组10的结构基本相同，区别在于：电机模组30中的多个传动件33与环状元件31构成行星轮架构，其中，环状元件31为位于最中心的太阳轮，而传动件33则为多个轴对称设置于环状元件31外侧的具有齿轮的行星轮33a、中空圆形的行星架33b以及最外侧的齿圈33c。驱动组件(图未示)则与所述行星轮架构中的齿圈33c或者行星架33b轴向连接耦合，从而在驱动齿圈转动或者行星架转动时驱动环状元件31围绕第一转动轴312转动。
具体驱动方式为，将行星架33b固定于电机模组30内，驱动组件轴向与齿圈33c固定连接并且驱动齿圈33c围绕第一转动轴312转动，在齿圈33c转动过程中驱动多个行星轮33a带动环状元件31转动。
较佳地，传动件23中行星轮的半径小于环状元件11的半径。
可变更地，将齿圈33c固定于电机模组30内，驱动组件轴向与行星架33b固定连接并且行星架33b围绕第一转动轴312转动，在行星架33b转动过程中驱动多个行星轮33a带动环状元件31转动。
针对本发明的第一-第三实施例中的电机模组10、20、30中，传动件13、23、33与环状元件11、21、31采用齿轮啮合的方式进行表面配合，可变更地，动件13、23、33与环状元件11、21、31还可以采用摩擦轮的方式进行表面配合。
请参阅图6，其为本发明第四实施例中电机模组40的平面结构示意图。电机模组40与电机模组10的结构基本相同。区别在于，如图6所示，电机模组40包括相互配合的环状元件41、与环状元件41耦合的传动件43、驱动组件(图未示)以及定位组件47。定位组件47在环状元件11周向外侧以相互轴对称的方式设置，传动件43滚动连接在驱动组件45与环状元件11之间，驱动组件45通过传动件43带动环状元件11转动。
具体地，定位组件47为四个位于环状元件41周向外侧的定位件，所述定位件为支撑滚轮471，用于将环状元件41限制于环绕第一转动轴412转动。其中，支撑滚轮固定在电机模组40内。较佳地，所述支撑滚轮471和环状元件41的周向外侧滚动连接，换句话说，环状元件41能够相对于支撑滚轮471转动。
本实施例中，传动件43包括带状的送带431，对应地，驱动组件45包括轴向连接的驱动轮451与电机单元(图未示)，电机单元通过电磁作用同步带动驱动轮451转动。同时，驱动轮451与第一转动轴412间隔一预定距离平行设置，传动带431则滚动连接于环状元件41与驱动轮451之间，也即是当驱动轮451转动时，则传动带431将带动环状元件41转动。
较佳地，定位组件47中支撑滚轮471以及驱动组件45中的驱动轮451的半径小于环状元件41的半径。
请参阅图7，其为本发明第五实施例中电机模组50的平面结构示意图。电机模组50与电机模组40的结构基本相同。区别在于本实施方式中定位组件57不同于定位组件47，具体地，定位组件57为中空筒状的轴承，其与环状元件51在轴向上相互固定连接。其中，轴承的中心轴与环形元件51的第一转动轴512重合，且内径与环状元件51相同。同时，轴承结构如图4所示，轴承为径向层叠设置的内圈271、滚动体272以及4外圈273，滚动体272均为内圈271的外侧以及外圈273的内侧滚动连接，内圈271与外圈273可以相对转动。内圈271与环形元件51固定连接，而外圈273则与电机模组50的壳体(图未示)固定连接，而滚动体272为非导磁性的圆球状滚珠。
较佳地，对应本实施例，电机模组50具有两个轴向独立设置的环状元件51，其分别定义为第一环状元件51a与第二环状元件51b，对应地，传动件53包括第一传动带53a与第二传动带53b，驱动组件55包括中心轴重合的第一驱动轮551a与第二驱动轮55b，且第一驱动轮551a与第二驱动轮55b连接至同一个电机单元552，同时，定位组件57包括第一轴承57a与第二轴承57b。
较佳地，驱动组件55中的驱动轮551的半径小于环状元件51的半径。
当第一驱动轮551a与第二驱动轮551b的半径不同时，在同一驱动组件55驱动下则可以驱动第一环状元件51a与第二环状元件51b围绕第一转动轴512以不同的速度旋转。
在一种实施方式中，还提供一种激光测量装置，用于感测外部环境信息，例如，环境目标的距离信息、角度信息、反射强度信息、速度信息等。所述激光测量装置可以为激光雷达。具体地，本发明实施方式的激光测量装置可应用于移动平台，所述激光测量装置可安装在移动平台的平台本体。具有激光测量装置的移动平台可对外部环境进行测量，例如，测量移动平台与障碍物的距离用于避障等用途，和对外部环境进行二维或三维的测绘。在某些实施方式中，移动平台包括无人飞行器、汽车和遥控车中的至少一种。当激光测量装置应用于无人飞行器时，平台本体为无人飞行器的机身。当激光测量装置应用于汽车时，平台本体为汽车的车身。当激光测量装置应用于遥控车时，平台本体为遥控车的车身。
可以理解，所述激光测量装置可以包括本发明任意一个实施例所述的电机模组，具体可以参照图1至图7所示实施例中的相关描述，此处不再赘述。
可以理解，以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (17)

1.一种电机模组，其特征在于，包括：
环状元件，所述环状元件形成有能够容置并固定至少一个光学元件的中空部；
与所述环状元件耦合的至少一个传动件；
驱动组件，位于所述环状元件外侧，用于通过所述至少一个传动件驱动所述环状元件和所述至少一个光学元件以第一转动轴为中心旋转。
2.如权利要求1所述的电机模组，其特征在于，所述电机模组还包括定位组件，所述定位组件位于所述环状元件外侧，用于将所述环状元件限制于环绕所述转轴转动。
3.如权利要求2所述的电机模组，其特征在于，所述定位组件包括至少两个关于所述转轴对称的定位件。
4.如权利要求3所述的电机模组，其特征在于，所述定位件为固定在所述电机模组内的支撑滚轮，所述支撑滚轮和所述环状元件的周向外侧滚动连接。
5.如权利要求2所述的电机模组，其特征在于，所述定位组件包括轴承，所述轴承包括内圈和外圈，以及拥有滚动耦合所述内圈和外圈的滚动体；
所述轴承的外圈固定在所述电机模组内，所述轴承的内圈与所述环状元件相互固定。
6.如权利要求1所述的电机模组，其特征在于，所述至少一个传动件位于所述环状元件外侧，还用于将所述环状元件限制于环绕所述转轴转动。
7.如权利要求1至5任一项所述的电机模组，其特征在于，所述至少一个传动件包括传带，所述驱动组件包括通过所述传带耦合到所述环状元件的驱动轮，其中，所述驱动轮的半径小于所述环状元件的半径。
8.如权利要求1至6任一项所述的电机模组，其特征在于，所述环状元件上设置有齿轮结构，所述至少一个传动件包括与所述环状元件上的齿轮结构相互啮合的齿轮，所述驱动组件包括通过所述齿轮耦合到所述环状元件的驱动轮。
9.如权利要求8所述的电机模组，其特征在于，所述至少一个传动件的半径小于所述环状元件的半径。
10.如权利要求1所述的电机模组，其特征在于，所述至少一个传动件包括行星轮，所述驱动组件包括通过所述行星轮耦合到所述环状元件的驱动件。
11.如权利要求1至6任一项所述的电机模组，其特征在于，所述电机模组包括两个第一转动轴重合的所述环状元件，且所述两个环状元件以及所述两个环状元件分别容置的光学元件以不同的速度环绕所述第一转动轴转动。
12.如权利要求11所述的电机模组，其特征在于，所述至少一个传动件包括第一传动件和第二传动件，所述第一传动件和所述第二传动件用于分别将所述两个环状元件耦合至同一个驱动组件；
所述第一传动件和所述第二传动件具有不同的结构，以驱动所述两个环状元件以不同的速度环绕所述第一转动轴转动。
13.如权利要求12所述的电机模组，其特征在于，所述第一传动件和所述第二传动件为齿轮，且所述第一传动件与所述第二传动件的齿数不同。
14.如权利要求12所述的电机模组，其特征在于，所述第一传动件和所述第二传动件为传动带，且所述驱动组件包括通过所述传带耦合到所述环状元件的第一驱动轮与第二驱动轮，其中，所述第一驱动轮与所述第二驱动轮的半径不同。
15.一种激光测量装置，包括如权利要求1至14任一项所述的电机模组。
16.一种移动平台，其特征在于，包括：
权利要求15所述的激光测量装置；和
平台本体，所述激光测量装置安装在所述平台本体。
17.根据权利要求16所述的移动平台，其特征在于，所述移动平台包括无人飞行器、汽车和遥控车中的至少一种。
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