CN108631480B - 一种园艺用割草电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种园艺用割草电动工具，其采用新结构的电机，该电机包括，定子组件、转子组件；所述定子组件的端部套接有绝缘端板，所述绝缘端板间隔的配置有复数个插槽，复数个连接装置匹配的嵌入所述插槽，所述连接装置的主体部嵌入所述插槽，所述主体部的一侧配置有中间穿孔的连接部，所述连接部用以套接线缆；所述转子组件位于所述定子组件的内侧。该电机具有尺寸小，工作时电机的脉动小等特点。

Description

一种园艺用割草电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具，具体地涉及采用新结构的园艺用割草电动工具。

背景技术

割草机(割草电动工具)是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具，按照其能量来源可分为燃油割草机和电动割草机。割草机工作时通过电机驱动工作头进行割草(除草)。电机主要由定子组件和转子组件两部分构成，定子组件有独立的绕组结构，绕组由高强度绕组漆包线绕成，现有技术中大都采用漆包线完线或嵌完线后用软导线穿孔焊接的方式引出，引出后的导线再与控制模块进行连接，导致漆包线与引出软导线之间的焊接及焊接后要进行绝缘包扎及引出线的出线绑扎的制作工序多，电机尺寸大而且很难减小优化，电机的可靠性差。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。基于上述问题，本发明提供一种新型结构的电机其应用于割草电动工具，该电机具有结构简单，电机工作时脉动小等特点。为此本发明采用如下技术方案。

一种园艺用割草电动工具，包含设置于电动工具本体内的电机，所述电机包括，定子组件、转子组件；所述定子组件还包含绝缘端板，所述绝缘端板的第一端连接所述定子组件，所述绝缘端板的第二端部间隔的配置有复数个插槽、定位部，所述插槽嵌入连接装置，所述定位部连接控制板；

所述转子组件位于所述定子组件的内侧，所述转子组件包含有转子芯，所述转子铁芯沿周向开设复数个永磁铁槽，所述永磁铁槽用以安装永磁铁,所述永磁铁在所述永磁铁槽长度方向上两端点分别与所述转子铁芯中心连线间的夹角小于等于60度。

优选的，该连接装置包含主体部、卡爪、连接部，所述主体部的一侧连接所述卡爪，所述卡爪用以连接绕线，所述主体部的与所述卡爪连接相向的一侧连接所述连接部，所述连接部用以套接线缆。

优选的，该连接部还包含基部及连接端，所述基部的一端连接所述主体部，所述基部的另一端连接至少一个连接端，所述连接端为中间穿孔且所述中间穿孔的内径为所述线缆外径的1～5倍。

优选的，该连接端呈C字形、O字形、D字形、P字形、q字形。

优选的，该卡爪与所述主体部的夹角不超过60度。

优选的，该主体部还包含辅强部，所述辅强部的一侧连接所述主体部，所述辅强部的另一侧设有第一卡接凸部、第二卡接凸部。

优选的，该永磁铁的数量为6极、8极、10极；所述永磁铁两两相邻首尾间隔且呈6边形、8边形、10边形。

优选的，该电动工具，还包含电池模块，所述电池模块的电压低于60V，其内部包含若干电性连接的电芯。

优选的，该控制板块包含第一控制板块、第二控制板块、第三控制板块，所述定位部包含第一定位部、第二定位部、第三定位部；所述第一定位部连接所述第一控制板，所述第二定位部连接所述第二控制板，所述第三定位部连接所述第三控制板。

优选的，该第一控制板块、所述第二控制板块、所述第三控制板块上分别配置有检测转子位置的霍尔传感器或所述第一控制板块、所述第二控制板块、所述第三控制板块仅配置导电层。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点：

1)连接装置结构简单，尺寸小。

2)连接装置的主体部的两侧渐进的配置有卡位部，该卡位部得连接装置能牢固的嵌入匹配的槽中同时提高连接装置的机械强度。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例的电机定子组件的结构示意图；

图2为图1沿轴向的定子组件的结构示意图；

图3为本发明实施例的电机转子组件的结构示意图；

图4为图3中沿B的截面的结构示意图；

图5，6为本发明实施例的电机的立体结构示意图；

图7为本发明实施例的电机仿真结果示意图；

图8为现有主流电机的仿真结果示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

实施例：

接下来结合图1对描述本发明实施例的连接装置的结构示意图。而且，附图中包括示意图，会有各个部件的缩尺以及纵横的比率等与实际不同的情况。

接下来结合图1-2来描述定子组件的安装有连接装置的实施方式，图1所示，定子组件21包括，圆筒状的轭部211、以及具有从轭部211的内周面向转子组件(图未示)侧突出的形状的齿部212。定子组件21，例如，由若干层叠的钢板连接而成。轭部211，在外周面之中的、齿部212的背面具有卡位部211a。通过卡位部211a固定于外壳15。漆包线等的绕线缠绕齿部212，电机运行时电流在绕线中流动，从而能够使齿部212磁化。并且，能够根据绕线中流动的电流的朝向，使齿部212向转子组件侧的磁场发生变化。而且，在图1中示出，存在9个齿部112的9槽结构，但是，齿部212的结构，不仅限于此。例如，齿部112的数量也可以为6个，12个具体视应用场合，在此不作限制。图1中的A1-A2大致为定子组件的轴心位置；图2为图1中定子组件的轴向沿B1-B2截面示意图，绝缘端板24套接在定子组件211的端部，绝缘端板24中嵌入连接装置213。

接下来结合图3-4来描述转子组件22的结构示意图，如图3所示转子组件22具有圆筒状的转子芯221、以及被配置在转子芯221的永久磁铁222，永久磁铁，嵌入在转子芯221。转轴223与转子芯221同轴连接；转子组件22的轴向两端分别配置轴承224，225。本实施方式采用8极。图4为图3沿B方向的截面示意图。永久磁铁(也称永磁铁)222嵌入在转子芯221。

图5为本发明实施例的电机的立体结构示意图，电机30包括，定子组件31、转子组件32、绝缘端板33、固定架34、连接装置35。

包括定子组件31的端部套接有绝缘端板33，绝缘端板33沿周向(均匀)间隔的配置有复数个插槽，该插槽匹配的嵌入连接装置35。本实施方式中绝缘端板33沿周向(均匀)间隔的配置有3个插槽。连接装置的主体部嵌入插槽，主体部的一侧配置有中间穿孔的连接端，连接部用以套接线缆(线缆的连接端)，卡爪用以连接绕线。本实施方式中，插槽的数量为3个(沿定子组件端部周向均匀的排布)，在其他的实施方式中不特别限定插槽的数量也可以设为例如6个、9个等。固定架34用以固定线缆。

图6为本发明实施例的电机的立体结构示意图，电机40包括，定子组件41、绝缘端板42、连接装置43、控制板44。

包括定子组件41的端部的槽中套接绝缘端板42，绝缘端板42沿周向(均匀)间隔的配置有复数个插槽，该插槽匹配的嵌入连接装置43。本实施方式中绝缘端板43沿周向(均匀)间隔的配置有3个插槽。连接装置的主体部嵌入插槽，主体部的一侧配置有中间穿孔的连接端，连接部用以套接线缆，卡爪用以连接绕线。本实施方式中，插槽的数量为3个(沿定子组件端部周向均匀的排布)，在其他的实施方式中不特别限定插槽的数量也可以设为例如6个、9个等。插槽附近配置有固定孔用以定位并固定控制板44；本实施方式中每个连接处皆配置控制板44。在一实施方式还可用一个控制板代替三块控制板44，控制板上配置检测转置位置的传感器，在一实施方式中控制板上仅配置导电层这是电机采用无位置传感器的控制方式。

在一实施方式中，中间穿孔的连接端大致曾“C型”这样便于调节内径的尺寸，拓宽连接装置的应用范围。连接部连接线缆，线缆窜入中间穿孔通过焊接或挤压等进行连接。线缆为连接电机的三相线缆。

在一实施方式中，连接装置的主体部嵌入所述插槽，主体部的与连接部相向的一侧配置有卡爪，该卡爪用以连接漆包线。较佳的该卡爪与主体部的夹角不超过90度。卡爪与主体部为一体的。该卡爪钩住漆包线绕线完成后连接，这样电经过连接装置传递至绕线(线圈)。

电动工具可为手推割草机，自取割草机或打草机等，具备上述方案的电机以作为驱动源，电机工作时转速不超过6000转/分钟，较佳的转速介于2000转/分钟～5000转/分钟，其功率(额定功率)介于500W～1500W，较佳的，介于700W～1200W。且电动工具具备，工具主体、工作头、移动组件(如滚轮)、驱动电源(如可拆卸的电池模块)、启动开关；工具主体容纳并固定电机(电机上设置有固定用孔，通过该孔将电机固定在本体的容纳腔内)，还容纳将电机的轴的旋转力传递到工作头侧的旋转传递机构；移动组件用以移动电动工具进行作业。电动工具工作时先按压启动开关，电动工具内的控制模块依据指令进行动作。

电机产生的电磁扭矩T＝EI/Ω(E代表永磁电机产生的反电动势，I代表永磁无刷直流电机输入相电流，Ω代表转子角速度)，由此可见，反电势E越大，意味着电磁扭矩越大，从而在转子组件的角速度及其它损耗相同的条件下，具有较大的电磁扭矩T，进而具有较高的电机效率。

上述的实施方式中，通过设置复数和永磁铁，从而使该直流电机具有较高的反电动势，从而在负载条件下具有较高的电磁扭矩与电机效率。

上述园艺割草电动工具还可为打草机、吹吸机、具有自驱功能的割草机，也可应用于锤钻类电动工具中。

在连接装置的设计中，连接装置的卡爪电性连接(较佳的焊接的方式)绕组线圈，连接部套接的电性连接线缆(电源线)。连接装置的主体部，卡爪连接部采用一体成型的设计。

在连接装置的设计中，中间穿孔的连接端呈C字形、O字形、D字形、P字形、q字形等。

在电机的设计中，上述园艺割草电动工具的电机包含有定子组件以及配置于定子组件内侧的转子组件，定子组件的一侧配置有绝缘端板，该绝缘端板设有3个均匀配置的插槽，用以嵌入有连接装置，该连接装置一端连接定子绕组，该连接装置的另一端电性连接电源线。

在电机的设计中，园艺割草电动工具的电机采用9槽8极结构，其工作时电机的脉动仿真如图7所示，y轴表示扭矩，该方案的电机脉动21mN.m；主流的9槽6极结构电机脉动仿真如8所示，y轴表示扭矩，420mN.m)。从图中可看出，本发明实施方式采用的电机脉动远小于主流电机的脉动，运行平稳。插槽有时也称固定槽。

在电机的设计中，搭载该连接装置的电机用于驱动工作头进行割草作业；该电机也可用于驱动移动组件，只是用于驱动工作头的电机功率大于驱动移动组件的电机功率。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种园艺用割草电动工具，包含设置于电动工具本体内的电机，所述电机包括，定子组件、转子组件；所述定子组件还包含绝缘端板，所述绝缘端板的第一端连接所述定子组件，所述绝缘端板的第二端间隔的配置有复数个插槽、定位部，所述插槽嵌入连接装置，所述定位部连接控制板；

所述连接装置的主体部嵌入插槽，主体部的一侧配置有中间穿孔的连接部，与连接部相向的一侧配置有卡爪，卡爪与主体部为一体成型，所述卡爪与所述主体部的夹角不超过60度，

连接部用以套接线缆，卡爪用以连接绕线，

所述转子组件位于所述定子组件的内侧，所述转子组件包含有转子芯，所述转子芯沿周向开设复数个永磁铁槽，所述永磁铁槽用以安装永磁铁, 所述永磁铁在所述永磁铁槽长度方向上两端点分别与所述转子芯中心连线间的夹角小于等于60度。

2.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述连接装置包含主体部、卡爪、连接部，所述主体部的一侧连接所述卡爪，所述卡爪用以连接绕线，所述主体部的与所述卡爪连接相向的一侧连接所述连接部，所述连接部用以套接线缆。

3.如权利要求2所述的电动工具，其特征在于，所述连接部还包含基部及连接端，所述基部的一端连接所述主体部，所述基部的另一端连接至少一个连接端，所述连接端为中间穿孔且所述中间穿孔的内径为所述线缆外径的1～5倍。

4.如权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述连接端呈C字形、O字形、D字形、P字形或q字形。

5.如权利要求2所述的电动工具，其特征在于，所述主体部还包含辅强部，所述辅强部的一侧连接所述主体部，所述辅强部的另一侧设有第一卡接凸部和第二卡接凸部。

6.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述永磁铁的数量为8极；所述永磁铁两两相邻首尾间隔围成8边形。

7.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，还包含电池模块，所述电池模块的电压低于60V，其内部包含若干电性连接的电芯。

8.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述控制板包含第一控制板块、第二控制板块、第三控制板块，所述定位部包含第一定位部、第二定位部、第三定位部；所述第一定位部连接所述第一控制板，所述第二定位部连接所述第二控制板，所述第三定位部连接所述第三控制板。

9.如权利要求8所述的电动工具，其特征在于，所述第一控制板块、所述第二控制板块、所述第三控制板块上分别配置有检测转子位置的霍尔传感器或所述第一控制板块、所述第二控制板块、所述第三控制板块配置有导电层。

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