CN109709528B - 电机、电机组件及激光发射组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机，其定子固定套设在设有中空部的中间轴上，转子套设在中间轴上且相对于所述中间轴和所述转子转动。本发明的电机在工作时，仅转子转动而中间轴不转动，放置在中间轴中空部内的光学组件可以不加设套筒防护使得中间轴的体积减小，进而使得本发明电机的结构紧凑。

Description

电机、电机组件及激光发射组件

技术领域

本发明涉及激光发射领域，特别是涉及一种电机、电机组件及激光发射组件。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测激光，然后将接收到的从目标反射回来的目标回波与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达由激光发射器、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光发射器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

激光雷达在工业、智能交通和自动驾驶等领域的普遍应用，对雷达的体积和重量提出更高的要求，特别是小体积、轻量化的需求。因此，如何布局雷达的整体结构，在保证光学性能的前提下最大限度的压缩激光雷达空间，是激光雷达设计的新难题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、体积减小的电机。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电机包括：

中间轴，所述中间轴设有中空部；

定子，所述定子固定套设在所述中间轴上；

转子，所述转子套设在所述中间轴上，所述转子可相对于所述中间轴与所述定子转动。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电机，所述定子以过盈配合的方式套设在所述中间轴上

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电机，所述中间轴靠近所述定子的外表面上设有凸出部，所述定子靠近中间轴的一侧设有凹槽，所述凸出部伸入所述凹槽，使得所述定子与所述中间轴嵌套固定连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电机，所述中间轴远离所述转子的一端朝向所述定子折弯形成所述凸出部，所述定子远离所述转子且靠近所述中间轴的一端的端面朝内凹陷形成所述凹槽，所述凸出部卡合在所述凹槽内并与所述定子远离所述转子的一端的端面平齐，且所述定子与所述中间轴过盈配合使得所述中间轴与所述定子嵌套固定连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电机，所述定子具有一第一底板，所述第一底板中间位置设有第一通孔，所述中间轴穿过所述第一通孔使所述定子套设在所述中间轴上，所述第一底板上还设有环绕所述第一通孔的第一凸环；所述转子具有第二底板，所述第二底板中间位置设有第二通孔，所述中间轴穿过所述第二通孔使得所述转子套设在所述中间轴上，所述第二底板朝向所述定子的面上还设有环绕所述第二通孔的第二凸环和环绕所述第二凸环的第三凸环，所述第二凸环的直径小于所述第一凸环的直径，所述第三凸环的直径大于所述第一凸环的直径；所述第二凸环插入所述第一凸环内，所述第一凸环与所述第三凸环形成空腔，所述空腔内设有线圈和磁环，所述线圈和所述定子连接，所述磁环和所述转子连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电机，所述电机还设有码盘和读数头，所述码盘和所述读数头连接，所述码盘和读数头用于读取电机的转速和角度信息。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种激光发射组件，包括：

激光器，所述激光器用于发射激光；

激光驱动板，所述激光器设置在所述激光驱动板上，用于驱动所述激光器发出所述激光；

机架、光学组件以及上述电机，所述电机固定在所述机架上，所述光学组件至少部分设置在所述中间轴的所述中空部内；所述机架中间位置设有第一通孔，所述激光器设置在所述第一通孔内并与所述电机的所述中间轴内的所述光学组件对应设置。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种激光发射组件，所述机架上设有至少一个第三通孔，所述定子上设有至少一第四通孔，螺丝穿过所述第三通孔和所述第四通孔将所述定子固定在所述机架上。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种激光发射组件，所述激光发射组件还设有屏蔽罩，所述屏蔽罩扣设在所述激光驱动板上，用于保护所述激光驱动板，防止所述激光驱动板受电磁干扰。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电机组件，包括光学组件、如上述所述的电机，所述光学组件至少部分位于所述中间轴的所述中空部内。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的一种电机，其定子固定套设在设有中空部的中间轴上，转子套设在中间轴上且相对于所述中间轴和所述转子转动，本发明的电机在工作时，仅定子转动而中间轴不转动，放置在中间轴中空部内的光学组件可以不加设套筒防护，进而使得本发明的电机体积减小，结构紧凑，此外，由于本发明电机中的中间轴固定不动，则放置在其内的光学组件也固定不动，这样，光学组件的稳定性提升，激光雷达测量精度也得到相应的提升。

附图说明

图1是本发明电机一实施例的立体示意图；

图2是本发明电机一实施例沿A-A’方向的剖面示意图；

图3是本发明电机一实施例的爆炸示意图；

图4是本发明激光发射组件一实施例的立体示意图；

图5是本发明激光发射组件一实施例沿B-B’方向的剖面示意图；

图6是本发明激光发射组件一实施例的爆炸示意图；

图7是本发明激光发射组件一实施例的定子、机架及激光驱动板结合的爆炸示意图；

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。

如图1～图3所示，本发明的一种电机实施例，该电机100包括中间轴3、定子2和转子1，其中中间轴3设有中空部30，定子2固定套设在中间轴3上；转子1套设在中间轴3上，且可相对于中间轴3与定子2转动。

进一步的，定子2以过盈配合的方式套设在中间轴3上，具体的，中间轴3靠近定子2的外表面上设有凸出部31，定子2靠近中间轴3的一侧设有凹槽22，凸出部31伸入凹槽22中，使得定子2与中间轴3嵌套固定连接。更具体的，中间轴3远离转子1的一端朝向定子2折弯形成凸出部31，定子2远离转子1且靠近中间轴3的一端的端面朝内凹陷形成凹槽22，凸出部31卡合在凹槽22内并与定子2远离转子1的一端的端面平齐，且定子2与中间轴3过盈配合使得中间轴3与定子2嵌套固定连接。

进一步的，本发明的电机中的定子2具有一第一底板24，第一底板24中间位置设有第一通孔23，中间轴3穿过第一通孔23使定子2套设在中间轴3上，第一底板24上还设有环绕第一通孔23的第一凸环21。在本实施例中，该第一通孔23大小与中间轴3大小相匹配，形状与中间轴3形状相同，优选的，该第一通孔23与中间轴3一样均为圆形，该第一底板24可以为正方形、其他多边形，但优选为圆形，当定子2的第一底板24为圆形时电机100的结构更紧凑占用空间更小，第一凸环21环绕中间轴3，因此形状优选与中间轴3形状相同，即为圆环形，当然在其它实施例中也可以为其余形状，但当第一凸环21形状为圆环形时其与中间轴3结合度更高，结构更紧凑。

转子1具有第二底板11，第二底板11中间位置设有第二通孔15，中间轴3穿过第二通孔15使得转子1套设在中间轴3上，第二底板11朝向定子2的面上还设有环绕第二通孔15的第二凸环12和环绕第二凸环12的第三凸环13，第二凸环12的直径小于第一凸环21的直径，第三凸环13的直径大于第一凸环21的直径；第二凸环12插入第一凸环21内，第一凸环21与第三凸环13形成空腔200，空腔200内设有线圈(图未示)和磁环(图未示)，线圈(图未示)和定子2连接，磁环(图未示)和转子1连接。在本实施例中，转子1的第二底板11为圆形，在其他实施例中，转子1也可以为其余形状，但由于转子1要绕中间轴3进行转动，故转子1的第二底板11的形状优选为圆形，当第二底板11为圆形时其旋转时会更加流畅；第二凸环12和第三凸环13也优选的设为圆环状，当第二凸环12和第三凸环13优选为圆环状时，转子1旋转更加流畅结构更紧凑。此外，由于转子1要相对于中间轴3及定子2进行转动且第二凸环12要插入定子2的第一凸环21内，故第一凸环21和第二凸环12的结构相同，优选圆环状，这样可使得本发明的电机100结构紧凑，定子2旋转更流畅。此外，当第一凸环21和第二凸环12为圆环形时，空腔200为圆环形空腔，当第一凸环21和第二凸环12为其他形状时，空腔200可以为其他形状的空腔，在此不做过多限定，具体以实际需要进行设置。

进一步的，中间轴3上还套设有轴承50，转子1上的第二凸环12环绕该轴承50套设在该轴承50上。在本实施例中，轴承50为两个，两个轴承50套设在中间轴3上，这两个轴承50间存在间隙51，转子1的第二凸起12朝向轴承50的一侧朝向间隙51延伸形成凸出部121，该凸出部121插入两个轴承50的间隙51内，定子2和轴承50卡合更紧密，转子1和轴承50旋转时旋转更流畅，电机100工作效率更高。

进一步的，电机100还设有码盘5和读数头6，读数头6固定在固定板61上后和码盘5连接，码盘5和读数头6用于读取电机100的转速和角度信息。

进一步的，本发明还公开了一种电机组件，该电机组件包括光学组件4、如上述描述的电机100，光学组件4至少部分位于中间轴3的中空部30内。具体的，光学组件4包括光学透镜41和压圈42，压圈42朝向定子2的一侧设有外螺纹，其对应的中间轴3的部分设有内螺纹，压圈42朝向定子2的一侧拧紧在中间轴3上，与中间轴3螺接；压圈42的另一端上设有光学透镜41，中间轴3朝向光学透镜41的内表面朝向光学透镜41延伸形成阻挡部32，阻挡部32与光学透镜41抵接，压圈42与阻挡部32将光学透镜41固定在中间轴3内，激光经压圈42后再经光学透镜41从电机100内射出。在本实施例中，中间轴3朝向转子1的一端设有拧紧螺母70，拧紧螺母70拧紧在中间轴3上用于将转子1限位在中间轴3沿其长度方向的固定位置上，激光从光学透镜41射出穿过压圈42从电机100的中间轴3射出。请进一步的参考图4～图7，本发明还公开了一种激光发射组件，该激光发射组件包括激光器40、光学组件4、上述电机100、激光驱动板8、激光屏蔽罩9及机架7。其中，激光器40用于发射激光，该激光器40设置在激光驱动板8上，激光驱动板8用于驱动激光器40发出激光；电机100固定在机架7上，光学组件4至少部分设置在中间轴3的中空部30内；机架7中间位置设有第三通孔73，激光器40设置在第三通孔73内并与电机100的中间轴3内的光学组件4对应设置，激光器40产生的激光通过光学组件4从中间轴3射出。机架7上设有至少一个第四通孔74，定子2上设有至少一个第五通孔25，至少一个第一螺丝70穿过第四通孔74和第五通孔25将定子2固定在机架7上，进一步的，由于定子2以过盈配合的方式套设在中间轴3上，则相应的中间轴3相对于机架7固定设置。

进一步的，固定板61通过第二螺丝60固定在机架7上进而将读数头6固定在机架7上。

进一步的，激光驱动板8上设有至少一个第六通孔86，机架7上设有至少一个第七通孔77，至少一个第三螺丝80穿过该至少一个第六通孔86和该至少一个第七通孔77后将激光驱动板8拧紧固定在机架7上。

进一步的，激光发射组件还设有插接器10和屏蔽罩9，插接器10与激光驱动板8连接用于给激光驱动板8传输相应信号；屏蔽罩9扣设在激光驱动板8上，用于保护激光驱动板8，防止激光驱动板8受电磁干扰。

进一步的，在电机100的转子1上设有反射镜组件(图未示)，当电机100的转子1360°旋转时带动反射镜组件(图未示)360°旋转，从而完成目标的360°探测。本发明中，反射镜组件安装在电机的转子上使得在转子旋转时保证了反射镜组件和电机的同轴度，从而使反射镜组件随电机转子旋转折转光路时不会发生光路的倾斜和抖动。

本发明的一种激光发射组件，其激光发射器设置在机架内，光学组件设置在电机的中间轴的中空部内，而中间轴相对于机架固定设置，这样中间轴即承担了电机轴承的支撑作用，又可以作为发射镜组的装配壳体，使得本发明的激光发射组件其结构紧凑。同时电机的安装基准和发射透镜的安装基准都可以为中间轴，这样二者安装基准为同一基准，保证发射激光的光轴和电机的物理轴重合，以降低系统装调的难度。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种激光发射组件，其特征在于，所述激光发射组件包括激光器、机架、电机和光学组件；

所述电机固定在所述机架上，且所述电机包括中间轴、定子和转子；所述中间轴设有中空部，所述中间轴内表面往内凹以形成阻挡部；所述定子固定套设在所述中间轴上，且与所述中间轴的外表面固定连接；所述转子套设在所述中间轴上，所述转子通过轴承与所述中间轴可转动的连接，以使所述转子可相对于所述中间轴和所述定子转动；

所述光学组件包括位于所述中空部内的光学透镜和压圈，所述光学透镜设置在所述压圈上，所述光学透镜远离所述压圈的一端与所述阻挡部相抵接，且所述光学透镜的外表面与所述中间轴的内表面相抵接；

所述激光器设置在所述机架上，并且所述激光器用于发射激光，且所述激光器与所述中间轴内设置的光学组件对应设置。

2.根据权利要求1所述的激光发射组件，其特征在于，所述定子以过盈配合的方式套设在所述中间轴上。

3.根据权利要求2所述的激光发射组件，其特征在于，所述中间轴靠近所述定子的外表面上设有凸出部，所述定子靠近中间轴的一侧设有凹槽，所述凸出部伸入所述凹槽，使得所述定子与所述中间轴嵌套固定连接。

4.根据权利要求3所述的激光发射组件，其特征在于，所述中间轴远离所述转子的一端朝向所述定子折弯形成所述凸出部，所述定子远离所述转子且靠近所述中间轴的一端的端面朝内凹陷形成所述凹槽，所述凸出部卡合在所述凹槽内并与所述定子远离所述转子的一端的端面平齐，且所述定子与所述中间轴过盈配合使得所述中间轴与所述定子嵌套固定连接。

5.根据权利要求1所述的激光发射组件，其特征在于，所述定子具有一第一底板，所述第一底板中间位置设有第一通孔，所述中间轴穿过所述第一通孔使所述定子套设在所述中间轴上，所述第一底板上还设有环绕所述第一通孔的第一凸环；所述转子具有第二底板，所述第二底板中间位置设有第二通孔，所述中间轴穿过所述第二通孔使得所述转子套设在所述中间轴上，所述第二底板朝向所述定子的面上还设有环绕所述第二通孔的第二凸环和环绕所述第二凸环的第三凸环，所述第二凸环的直径小于所述第一凸环的直径，所述第三凸环的直径大于所述第一凸环的直径；所述第二凸环插入所述第一凸环内，所述第一凸环与所述第三凸环形成空腔，所述空腔内设有线圈和磁环，所述线圈和所述定子连接，所述磁环和所述转子连接。

6.根据权利要求1所述的激光发射组件，其特征在于，所述电机还设有码盘和读数头，所述码盘和所述读数头连接，所述码盘和读数头用于读取电机的转速和角度信息。

7.根据权利要求1-6任一项所述的激光发射组件，其特征在于，包括：

激光驱动板，所述激光器设置在所述激光驱动板上，所述激光驱动板用于驱动所述激光器发出所述激光；

所述机架中间位置设有第一通孔，所述激光器设置在所述第一通孔内。

8.根据权利要求7所述的激光发射组件，其特征在于，所述机架上设有至少一个第三通孔，所述定子上设有至少一第四通孔，螺丝穿过所述第三通孔和所述第四通孔将所述定子固定在所述机架上。

9.根据权利要求7所述的激光发射组件，其特征在于，所述激光发射组件还设有屏蔽罩，所述屏蔽罩扣设在所述激光驱动板上，用于保护所述激光驱动板，防止所述激光驱动板受电磁干扰。

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