CN108808931B - 一种园艺用割草电动工具的电机及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种园艺用割草电动工具的电机及其组装方法。该电机包括，定子组件、转子组件；所述定子组件还包含绝缘端板，所述绝缘端板周向上间隔的配置有复数个插槽，所述插槽匹配的嵌入连接装置，所述连接装置配置有中间穿孔的连接部，用以套接线缆，所述连接装置还配置有卡爪，所述卡爪用以钩住绕线；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。该该电机具有结构简单，制作工序简单，生产效率高，可实现自动化的生产。

Description

一种园艺用割草电动工具的电机及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种电机，具体地涉及一种园艺用割草电动工具的电机。

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，传统技术中漆包线与电源线(束线座)的连接主要有两种方法：第一种连接方法是定子漆包线(绕阻线)绕完定子后，与电源连接端的漆包线需要依次经过脱漆、穿热缩管、穿黄拉管、打端子(漆包线与端子连接)、端子组件与束线座连接、漆包线绑扎带固定等工序完成连接，该方式缺点工艺复杂，可靠性差，人工成本贵，生产效率低且无软线连接有断线的风险；第二种连接方法是定子漆包线依次经过先脱漆、漆包线脱漆位置进行焊锡拧线、与软线焊锡拧线、穿热缩管、热缩管烘烤、穿黄拉管、布线绑扎带固定等工序完成连接，该方法的缺点工艺复杂，工序多，人工成本贵，生产效率低，电机散热差，可靠性差，且无法形成自动化生产。

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(颠覆传统行业)结构的电机其应用于割草电动工具，该电机具有结构简单，组装工序少，高生产效率，可自动化的生产。为此本发明采用如下技术方案：

一种园艺用割草电动工具的电机，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，所述绝缘端板周向上间隔的配置有复数个插槽，所述插槽匹配的嵌入连接装置，所述连接装置嵌入所述插槽，所述连接装置配置有中间穿孔的连接部，用以套接线缆，所述连接装置还配置有卡爪，所述卡爪用以钩住绕线；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，该连接端呈C字形、O字形、D字形、P字形、q字形。

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8极；所述永磁铁两两相邻首尾间隔且呈8边形。

本发明实施例还提供一种园艺用割草电动工具，其特征在于，包含如上述的电机；所述定子组件还包含中间穿孔的固定于所述绝缘端板的固定部，用于固定线缆，所述定子组件包含9个齿部，所述齿部上绕有绕线；所述转子组件的输出轴连接工作头，所述转子组件的转动带动所述工作头旋转以进行割草。

本发明实施例还提供一种园艺用割草电动工具的电机的组装方法，所述电机包括，定子组件、转子组件；所述定子组件包含复数个齿部，绝缘端板，所述绝缘端板套接在所述定子组件的端部，周向上间隔的配置有复数个插槽，所述插槽匹配的嵌入连接装置，所述连接装置嵌入所述插槽，所述连接装置配置有中间穿孔的连接部，所述连接装置还配置有卡爪；所述方法包含如下步骤：

S1，所述齿部上绕线时至少一个根绕线钩住所述卡爪；

S2，焊接所述卡爪；

S3，线缆待连接的连接端依次穿入中间穿孔的所述连接部；

S4，焊接所述所述连接部。

优选的，在S4方法之前还包含，挤压所述连接部。

优选的，在S2方法之前还包含，挤压所述卡爪。

优选的，所述连接装置配置有2个中间穿孔的连接部。

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，可自动化的生产。

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1-3为本发明实施例的电机的连接装置的结构示意图；

图4为本发明实施例的电机定子组件的结构示意图；

图5为图4沿轴向的定子组件的结构示意图；

图6为图5中的局部放大图；

图7为本发明实施例的电机转子组件的结构示意图；

图8为图7中沿B的截面的结构示意图；

图9为本发明实施例的电机的立体结构示意图。

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。

图1所示为连接装置的立体结构，连接装置100包含主体部101、卡爪102、连接部103；主体部101的一侧连接卡爪102，卡爪102用以连接漆包线(图未示)；连接部103包含基部103a及连接端103b，基部103a的一端连接主体部101的与卡爪102连接处相对的一侧，基部103a的另一端连接至少一个中间穿孔的连接端103b，连接端103b用以套接线缆(图未示)；卡爪102与连接端103b分别设在主体部101表面的两侧，主体部101用以嵌入预设的固定槽(图未示)。

在一实施方式中，连接装置的表面镀锌其厚度介于2um～50um。较佳的镀锌层的厚度介于2um～20um，如5um，6um，9um，10um，20um等。

在一实施方式中，卡爪102与连接端103b分别设在主体部101表面的同侧。

在一实施方式中，中空的连接部的数量为两个，中间穿孔的连接端的内径为所述线缆外径的1～5倍。在一实施方式中，中间穿孔的连接端呈、O字形、D字形、P字形、q字形；较佳的呈C字形，这样便于调整穿孔的内径以匹配所套接的线缆(也称电源线)。当然在此对中间穿孔的形状不作限制，以能实现套接线缆。套接设计的好处在于，1)相较于现有的通过端子的焊接部直接焊接线缆该连接装置的结构使得能可靠的连接线缆：连接时线缆穿入穿孔再固定连接(焊接、焊接与夹紧连接部组合等)大大提高连接的可靠性；2)线缆窜入中间穿孔的连接端便于线缆整线，使得线缆排布整齐；3)连接装置配置有2个连接部提高连接的可靠性。

在一实施方式中，连接部包含基部以及配置在该基部的2个连接端，2个连接端之间镂空，该连接端的宽度为主体部宽度3倍以内，较佳的连接端的宽度为主体部宽度0.3倍～3倍；连接端的宽度太窄连接的强度弱。制作时该连接端经缠绕(卷绕)形成中间中间穿孔的连接端。该基部连接主体部，基部与主体部连接后呈“T”字形。较佳的该基部与主体部一体成型。在其他的实施方式中，连接端的数量可为1个或多个，具体视应用场合。

在一实施方式中，卡爪与主体部的夹角不超过60度。较佳的，夹角介于10度～50度。该主体部、卡爪、连接部为一体成型，较佳的采用铜材质。也可采用其他的低阻抗金属材质。

在一实施方式中，主体部大致呈条块状或梯形状，卡爪与主体部的夹角不超过60度。较佳的，夹角介于10度～50度。该主体部、卡爪、连接部为一体成型，较佳的采用铜材质。

接下来结合图2及图3来描述连接装置的结构，其中如图2所示为实施例的连接装置的主视结构示意(正视看连接装置呈羊角状)，图3为图2中沿b1-b2方向的截面结构示意。连接装置200包含主体部201、卡爪202、连接部203、辅强部204，辅强部204上设有第一卡接凸部204a，第二卡接凸部204b。本实施方式中，主体部201、卡爪202、连接部203为一体材质设计(较佳的主体部201、卡爪202、连接部203、辅强部204为一体材质设计)，其中主体部201沿y方向的两侧对称的配置辅强部204，x方向上，两个第一卡接凸部204a(突出于辅强部204的最远点起算)间的距离大于两个第一卡接凸部204b间的距离。第一卡接凸部204a，第二卡接凸部204b呈楔形设计。这样设计得好处在于，连接装置的主体部可靠的嵌入预设的槽中，同时该第一卡接凸部(a,b)，第二卡接凸部(a,b)起到辅强的作用提高连接装置的机械强度。本实施方式中，连接部203包含基部203a以及配置在该基部的2个连接端203b，2个连接端203b之间隔开，该连接端203b的宽度为主体部201宽度3倍以内(x方向上)，较佳的连接端203b的宽度为主体部宽度0.3倍～3倍；连接端203b的宽度太窄连接的强度弱。制作时该连接端203b经缠绕(卷绕)形成中间中间穿孔的连接端。该基部203a连接主体部201，基部203a连接主体部201连接后呈“T”字形。较佳的该203a连接主体部201一体成型。在其他的实施方式中，连接端的数量可为1个或多个，具体视应用场合。本实施方式中，卡爪202与主体部201的夹角θ不超过60度。较佳的，夹角θ介于30度～50度。该主体部、卡爪、连接部为一体成型，较佳的采用铜材质。第一卡接凸部的最高点至主体部的中线距离大于所述第二卡接凸部的最高点至所述主体部中线的距离；且第一卡接凸部的最高点至主体部中线的距离沿y负方向逐渐减小，第二卡接凸部的最高点至主体部中线的距离沿y负方向逐渐减小。这样设计能使得主体部牢固的嵌入插槽。

接下来结合图4-6描述搭载上述连接装置的电机的结构示意图。图4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4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5中的A1-A2大致为定子组件的轴心位置；图5为图4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6来描述连接装置213嵌入绝缘端板24，图6为图5中214的局部放大图，连接装置213的的主体部嵌入插槽241，主体部的一侧连接有中间穿孔的连接部213b(较佳的一体成型)，该连接部213b用以套接线缆(图未示)，主体部的与连接部213b相对的一侧连接有卡爪213a，该卡爪213a用以连接绕线(漆包线)213a2。本实施方式中提及的主体部嵌入插槽，可为主体部部分嵌入插槽或全部嵌入插槽。在一实施方式中卡爪213a包含过渡部213a1，该过渡部213a1一端与主体部连接主体部，另一端连接所述卡爪，所述过渡部与所述主体部的夹角不超过20度(较佳的大致平行)。

接下来结合图7-8来描述定子组件的安装有连接装置的实施方式，转子组件22如图7所示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，不特别限定，也可以设为例如4极、6极等。图8为图7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9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，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。

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。

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，具备图4方案的电机以作为驱动源，电机工作时转速不超过10000转/分钟，较佳的转速介于2000转/分钟～6000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。

接下来描述本发明提出的电机的组装方法，所述电机包括，定子组件、转子组件；所述定子组件包含复数个齿部，绝缘端板，所述绝缘端板套接在所述定子组件的端部，周向上间隔的配置有复数个插槽，所述插槽匹配的嵌入连接装置，所述连接装置嵌入所述插槽，所述连接装置配置有中间穿孔的连接部，所述连接装置还配置有卡爪；所述方法包含如下步骤：

S1，所述齿部上绕线时至少一个根绕线钩住所述卡爪；

S2，焊接所述卡爪；

S3，线缆待连接的连接端依次穿入中间穿孔的所述连接部；

S4，焊接所述所述连接部。

该方法中，线缆也称电源线。线缆待连接的连接端依次穿入中间穿孔的连接部后依次焊接所述连接部。通常线缆的表面覆盖有绝缘层，利用工具去掉绝缘层露出导电铜芯(该部分为线缆的焊接端，用于穿入中间穿孔的连接部)。S1中所述齿部上绕线时至少一个根绕线钩住所述卡爪，每一相线至少一个根绕线钩住卡爪，卡爪对应的连接装置引出电机的相线。如三相电机时，每个卡爪都钩住至少一根绕线。需要说明的是上述的S1，S2，S3，S4，并非严格的顺序步骤。可以是，齿部上绕线，连接端依次穿入中间穿孔的所述连接部后，再焊接固定，也可是其他的步骤。在此不作限定。采用该方法组装电机，工序少，组装工序少，高生产效率，可实现自动化的生产。

在一实施方法中，连接端依次穿入中间穿孔的连接部后焊接之前还包括挤压该连接部。通过挤压可将线缆固定于连接部，提高连接的可靠性。

在一实施方法中，一个连接装置配置有2个中间穿孔的连接部，连接端依次穿入该2个中间穿孔的连接部后进行焊接固定。

在一实施方法中，一个连接装置配置有2个中间穿孔的连接部，线缆依次穿入该2个中间穿孔的连接部后还包括进行焊接固定还包括挤压该连接部，依次焊接该连接部。通过挤压可将线缆固定于连接部，提高连接的可靠性。

较佳的，在绕线(漆包线)钩住卡爪后进行焊接(如激光焊接)固定。较佳的，在焊接之前挤压卡爪使得绕线(漆包线)连接的更可靠。本实施方式中，电机为3相无刷电机，定子组件的绝缘端板上配置3个连接装置，3个连接装置引出3相线。定子组件配置有9个齿部，绕线后3相绕线呈三角形结构。在其他的实施方式中，绕线后3相绕线呈Y形结构。线缆为连接电机的三相线缆(三相电源线)。

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。有时也称中间穿孔的连接部。

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。在一实施方式中园艺割草电动工具的电机采用9槽8极结构。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，所述绝缘端板周向上间隔的配置有复数个插槽，所述插槽匹配的嵌入连接装置，所述连接装置配置有中间穿孔的连接部，用以套接线缆，所述连接装置还配置有卡爪，所述卡爪用以钩住绕线；

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；

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所述的电机，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，所述连接部套接连接线缆。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述连接部呈C字形、O字形、D字形、P字形或q字形。

4.如权利要求2所述的电机，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，第一卡接凸部的最高点至主体部的中线距离大于所述第二卡接凸部的最高点至所述主体部中线的距离。

5.如权利要求1所述的电机，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。

6.一种园艺用割草电动工具的电机的组装方法，所述电机包括，定子组件、转子组件；所述定子组件包含复数个齿部，绝缘端板，所述绝缘端板套接在所述定子组件的端部，周向上间隔的配置有复数个插槽，所述插槽匹配的嵌入连接装置，所述连接装置嵌入所述插槽，所述连接装置配置有中间穿孔的连接部，所述连接装置还配置有卡爪；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；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；所述方法包含如下步骤：

S1，所述齿部上绕线时至少一个根绕线钩住所述卡爪；

S2，通过焊接使得绕线固定于所述卡爪；

S3，线缆待连接的焊接端依次穿入中间穿孔的所述连接部；

S4，通过焊接使得待连接的焊接端固定于所述连接部。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤S4之前还包含，挤压所述连接部。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤S2之前还包含，挤压所述卡爪。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述连接装置配置有2个中间穿孔的连接部。

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