CN112042083A - 具有空气芯定子线圈的旋转平衡的电动马达 - Google Patents

Abstract

一种带有空气芯定子线圈的旋转平衡的电动马达，其具有壳体；配备有磁体且具有外齿轮的环形转子；具有的纵向轴线位于转子的中心处的输出轴；连接到壳体并环绕转子的多个周向间隔的空气芯定子线圈；平行于转子并且与输出轴连接且同心的具有外齿轮的盘；以及多个对称定位的共轴齿轮对，其构造成将运动从转子传递到盘，并且由此将动力传递到输出轴，不干扰多个空气芯定子线圈中的任一个。

Description

具有空气芯定子线圈的旋转平衡的电动马达

关联申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月27日提交的GB 1806899.9的优先权，其全部内容通过引用合并于本文中。

技术领域

本发明涉及电动马达的领域。

背景技术

电动马达通常包括定子和转子，并且可以配置有空气芯(air-core/无芯)定子线圈以在保持紧凑设计的同时以相对较高的功率密度传输动力。

尽管具有某些益处，但是包括空气芯定子线圈的电动马达可能遭受各种缺点和不利。例如，这样的马达经常通过输出轴将动力从转子传递到负载。现有技术的马达已经利用齿轮元件将动力传递到输出轴，以防止与空气芯定子线圈干扰。但是，在将单个齿轮元件机械地连接到输出轴的情况下，这种马达会遭受旋转不平衡，从而要求负载在转子的旋转的径向外侧。为了避免产生垂直于转子的旋转轴线的周期性线性和扭转力(其可能会导致不希望的振动)，因此电动马达应处于旋转平衡。如果这种振动的幅度变得过大，则可能导致马达故障。

本发明寻求提供一种配置有空气芯定子线圈的旋转平衡的电动马达，空气芯其可以有效地将动力传递到输出轴和负载而不会干扰定子线圈。随着描述的进行，本发明的其它方面和优点将变得显而易见。

前述对背景技术的讨论仅旨在促进对本发明的理解。该讨论不是认可或承认所提及的任何材料是或曾是在申请的优先权日之前的公知常识的一部分。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转平衡的电动马达，其改善、减轻或克服了现有技术的至少一个缺点，或者至少将为公众提供一种实用的选择。

提出了一种旋转平衡的电动马达，该旋转平衡的电动马达可以包括配备有磁体的环形转子，该环形转子通过与分别环绕转子的多个周向间隔的空气芯定子线圈相互作用而旋转。当定子线圈被通有电流时会感应出电磁场，并且感应的电磁场可与转子的每个永磁体的磁场相互作用，以开始旋转。当永磁体被引入每个定子线圈的内部时，转子可以继续旋转。

本文的公开内容通过提供例如连接到输出轴的外齿轮盘而消除了由现有技术的配置有空气芯定子线圈的电动马达传递动力的一些缺点，该输出轴可以平行于环形的外齿轮转子。多个对称定位的共轴齿轮对中的每一对可以用于将运动从转子传递到盘，并且由此将动力传递到输出轴，不会干扰空气芯定子线圈，并且同时保持马达的旋转平衡。

本发明提供了一种具有空气芯定子线圈的旋转平衡的电动马达，其包括：装备有磁体并且具有外齿轮的环形转子；纵向轴线位于转子的中心的输出轴；环绕转子的多个周向间隔的空气芯定子线圈；平行于转子并与输出轴连接并与输出轴同心的外齿轮盘；以及多个对称定位的共轴齿轮对，其构造成将运动从转子传递到盘，并从而将动力传递到输出轴，不会干扰所述多个空气芯定子线圈中的任一个。

在一方面，多个齿轮对中的每个齿轮对的公共轴可旋转地安装在壳体的两个平行表面内。壳体可以是中空的，并且转子、盘、多个空气芯定子线圈和多个齿轮对都可以被容纳在壳体的内部。

在一方面，马达可以进一步包括：用于径向支撑转子的环形轴承构件，以及例如沿平行于输出轴的纵向轴线的方向延伸并连接至所述轴承构件的内圈的多个周向间隔的支撑柱。轴承构件可以是转子一体式轴承构件，其可以构造成使得多个滚动元件被保持在构成所述转子一体式轴承构件的外圈的转子部分与内圈部分之间，并且使得转子部分可以设置有与多个共轴齿轮对的第一齿轮相互啮合的外齿轮。

本发明进一步提供一种具有空气芯定子线圈的旋转平衡的电动马达，包括：

a)壳体；

b)装备有磁体并且具有外齿轮的环形转子；

c)具有的纵向轴线位于所述转子的中心处的输出轴；

d)连接到所述壳体并环绕所述转子的多个周向间隔的空气芯定子线圈；

e)平行于所述转子并连接到所述输出轴并与其同心的具有外齿轮的盘；和

f)多个对称定位的共轴齿轮对，其构造成将运动从所述转子传递到所述盘，并从而将动力传递到所述输出轴，不干扰所述多个空气芯定子线圈中的任一个。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的优选实施例，其中：

图1是根据本公开的一个实施例的马达的透视图，为了清楚起见，其未示出某些特征；

图2是图1的马达的透视图，示出了某些附加的安装特征；

图3是图1的马达的透视图，示出有定子线圈和永磁体；

图4是沿图3的平面A-A截取的剖视图，示出了在被引入到定子线圈的空气芯中时的转子一体式轴承构件和永磁体；

图5是用于封闭例如图1-4的马达的外壳和壳体的透视图；和

图6是根据本公开的另一实施例的马达的纵剖视图。

具体实施方式

尽管现在将参照附图描述本发明的主题的特定示例性实施例，但是，本发明的主题可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为局限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使得本公开将是透彻和完整的，并将向本领域技术人员充分传达本发明主题的范围。在附图中，相同的标号指代相同的元件。将理解的是，当一个元件被称为“连接”或“联接”到另一元件时，它可以直接地连接或联接到另一元件，或者可以存在中间元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目中的任何和所有组合。

最初应该理解，本文公开的所有特征可以以任何组合来组合，除了这样的特征和/或步骤中的至少一些是互相排斥的组合之外。

现在参考图1，示出了根据本公开的各种方面并且为了清晰从视图中移除了某些方面的马达100的示例性实施例。根据一些实施例，马达100可包括环形转子110，其构造成绕输出轴115旋转并与输出轴115同心。环形转子110的外周可包括外齿轮112。在一些实施例中，环形转子110还可包括环形轴承构件118，其具有滚动元件119的内圈，以促进转子110的低摩擦旋转。也可以采用任何其它合适的低摩擦构造，包括例如润滑的低摩擦表面、磁悬浮等。

马达100还可以包括动力传递盘120，在一些实施例中，动力传递盘120相对于环形转子110基本上纵向地设置并平行于环形转子110。动力传递盘120可以包括以与在转子110上的外齿轮112类似的方式围绕其外周的外齿轮122。动力传递盘120也可以联接到输出轴115，使得动力传递盘120的旋转引起输出轴115的旋转。

在一些实施例中，为了促进从转子110到动力传递盘120的动力传递，可以利用两个或更多个齿轮对130，例如，图1所示的齿轮对130a和130b。齿轮对130可以包括构造成与转子110的外齿轮112接合的第一齿轮132(例如，132a和132b)以及构造成与动力传递盘120的外齿轮122接合的第二齿轮134(例如，134a和134b)。第一齿轮132和第二齿轮134可以固定地安装到轴135(例如，135a和135b)，使得第一齿轮132的旋转引起第二齿轮134的相同的旋转。在一些实施例中，第一和第二齿轮132、134可以是具有外齿轮138的正小齿轮(spurpinion)，其形式例如为径向齿设置成基本上平行于输出轴115和转子110的旋转轴线。外齿轮112和122以相同的方式配置，以便与齿轮对130上的齿轮138有效地互相啮合。因此，在一些实施例中，来自转子110的旋转能量可以被传递到第一齿轮132，从而旋转轴135，该轴135使第二齿轮134旋转，第二齿轮134继而引起动力传递盘120的旋转并且最终导致输出轴115的旋转。

齿轮对130可以在直径上彼此相对，以确保马达100旋转平衡以最小化振动的产生。尽管示出了两个这样的齿轮对130，但是可以采用其它数量的齿轮对，只要所有齿轮对对称地定位以确保马达100保持基本旋转平衡即可。

在一些实施例中，例如如图1所示，转子110和动力传递盘120可以具有基本相同的直径，并且第一齿轮132和第二齿轮134可以具有基本相同的直径。然而，应当理解，转子110和动力传递盘120可以具有不同的直径，从而需要第一齿轮132相对于第二齿轮134具有不同的直径。在这样的实施例中，有利的是要确保转子110和第一齿轮132之间的传动比等于第二齿轮134和动力传递盘120之间的传动比，使得输出轴115将以与转子110相同的频率旋转。在某些其它实施例中，有利的是，调节传动比，使得输出轴115旋转的频率大于或小于转子110。

现在参考图2，马达100还可以包括中央板140和端板145。在一些实施例中，中央板140可以设置成平行于环形转子110和动力传递盘120并且在环形转子110和动力传递盘120之间，但是对于中央板140而言，其它位置是可能的。在一些实施例中，环形转子110可安装到中央板140，在一些实施例中包括经由一个或多个支撑柱146安装。例如，支撑柱146可联接到中央板140和环形轴承构件118。因此，转子110可以借助于例如轴承内圈119相对于固定的中央板140旋转。中央板140还可以包括两个或更多个孔147，齿轮轴135可以穿过该孔147并且在其中自由旋转。在一些实施例中，中央板140包括孔147，孔147的数量对应于马达100中的齿轮对130的数量，但是在其它实施例中，中央板140可具有比齿轮对130更多的孔147，以便例如节省重量、容纳额外的齿轮对130和/或其它好处。在一些实施例中，端板145可以具有孔149，其可以对应于孔147。

现在参考图3，马达100被示出为具有根据一些实施例提出的马达的附加元件。在一些实施例中，马达100可以包括一个或多个周向间隔的空气芯(air-core)定子线圈150，在一些实施例中，它们可以连接到中央板140。这样描述空气芯定子线圈150，是因为在某些实施例中定子线圈150可以包括物体可以穿过的芯152。马达100还可包括一个或多个间隔的永磁体160，其可联接到转子110。空气芯定子线圈150可被安装成使得其上安装有磁体160的转子110可自由旋转通过每个定子150，例如，通过芯152。在一些实施例中，支撑柱146(图2)的尺寸和形状可以设置成装配在例如相邻的空气芯定子线圈150之间。例如，如图2所示，支撑柱146可以是大致三角形的，以便有效地装配在例如相邻的径向安装的定子150之间。

在图3中，示出了六个空气芯定子线圈150，但是也可以采用任何其它合适数量的定子线圈。在一些实施例中，永磁体160的数量可以与空气芯定子线圈150的数量相同，以便于将所有磁体160同时引入到相应的定子线圈150的芯152中。然而，在其它实施例中，永磁体160的数量可以大于或小于空气芯定子线圈150的数量。

马达100的空气芯定子线圈150可以各种布置方式构造。在一个实施例中，例如如图3所示，定子线圈150可以具有带有矩形空气芯152的矩形构造。定子线圈150通常被配置为使得至少一圈或多圈导线可以围绕芯152缠绕。在优选的实施例中，空气芯定子线圈150的尺寸可以设定成使得芯152的横截面面积最小，同时仍足够大以允许转子110(包括环形轴承构件118)和磁体160从其通过，但具有最小的间隙，以优化能量传递。定子线圈150还可包括围绕芯152的凹槽或中空内部，用于在其中容纳一圈或多圈导线。

图3所示的具有定子线圈150的直线配置的示例性实施例可以有利地促进共轴齿轮对130在两个相邻的空气芯定子线圈150之间的定位，以与转子110的外齿轮112互相啮合。另外，支撑柱146的选定的三角形构造(如图2所示)可以适于容纳在两个相邻的空气芯定子线圈150的径向最内部分之间产生的相对小的间隙。

在某些实施例中，马达100还可包括开关的系统(未示出)。在一个实施例中，开关可以电连接到DC电源，并且在每个瞬间确定经由相应的缠绕的导线施加到每个定子线圈150的电压的极性和电平。开关可以由部件(优选地为具有相关软件的微控制器)来控制，能够在每个瞬间确定施加到每个定子线圈150的DC极性(例如，通过反向与其连接的DC)以及平均DC电平(例如，通过使用脉宽调制(PWM)施加DC电源电压)。转子110在每个瞬间的角位置可以由传感器(例如，光学传感器或霍尔效应传感器)的系统检测。传感器的输出可以馈送到控制器，控制器可以根据转子的状态(即，角位置、速度和加速度)操作开关。

当定子线圈150通电时，与给定的永磁体160相关的磁场与具有流过其中的电流的定子线圈150相关联的感应电磁场相互作用，之后可以使得在一些实施例中联接到转子110的附近的永磁体160遵循基本圆形的路径。根据电流方向和与给定线圈150关联的开关的极性(这确定了在导线绕组中的电流的流动方向)以及根据磁体160的方向(N-S或S-N)，磁体160可以朝向通电的定子线圈150的空气芯152被拉入，或者从其推出。继而，在一些实施例中，可以基于由一个或多个传感器(未示出)检测到的转子110的角位置，由控制器每次确定开关的状态。可以通过整个开关系统的适当的同时的操作顺序来获得转子110在任一旋转方向上的连续平滑旋转。

现在参考图4，示出了定子线圈150的在图3中标识为A-A的示例性剖视图。如图所示，在一些实施例中，定子150的芯152的尺寸可以设定成使得环形轴承构件118(具有内圈119)、转子110和永磁体160可以在所有侧上以最小的间隙穿过其中。例如，定子线圈150的尺寸可以设置为使得环形轴承构件118与芯152的内壁154之间的间隙R最小。在一些实施例中，径向间隙R优选地不大于0.5mm，但是更大的间隙是可能的。在一些实施例中，径向间隙R可以在大约0.35-0.48mm的范围内。在一些实施例中，环形轴承构件118的径向宽度(在图4中表示为尺寸J)优选地构成的范围不大于组合的转子110和环形轴承构件118(即，径向尺寸K)的约25％至约35％之间，并且在一个实施例中为大约30％。在一些实施例中，芯152的内壁154与永磁体160的径向内表面162之间的径向间隙M优选地不大于2mm，以便通过增加与永磁体160相关的磁场和与定子线圈150相关的感应电磁场之间的相互作用来最大化所产生的转矩(但是更大的间隙是可能的)。

以类似的方式，支撑环形轴承构件118的支撑柱146(图2)可以被配置为使得环形轴承构件118和转子110被设置为尽可能地接近芯152的最下表面156(同时，根据预期的操作，允许足够的间隙)，从而最小化图4中的尺寸N。在一些实施例中，纵向尺寸N不大于0.5mm。例如，纵向尺寸N可以在约0.35mm至约0.48mm之间的范围内。在一些实施例中，纵向间隙P也可以不大于0.5mm。例如，纵向间隙P可以在大约0.35mm和大约0.48mm之间的范围内。但是，同样，对于N和P而言，更大(或更小)的间隙是可能的。

将进一步理解，其它配置是可能的。例如，磁体160可具有在轴承构件118上延伸但未附接到轴承构件118的形状，使得间隙M被最小化，超出了图4所示。

在一些实施例中，转子110和环形轴承构件118的尺寸可以设置成使得纵向尺寸L最小化，同时仍然充分地支撑转子110的旋转以及旋转能量从转子110到齿轮对130的传递。在一些实施例中，磁体160可以集成到转子110中，使得磁体160可以延伸到转子110的最下部分111。

现在参考图5，示出了马达100可以被容纳在其中的示例性外壳500。在一些实施例中，外壳500可包括基板510以及安装板512和514。在一些实施例中，输出轴115可在外壳500的一端或两端处从外壳500基本纵向地突出。在一些实施例中，外壳500可在外壳500的一端或两端上包括一个或多个轴承520，以利于输出轴115的旋转。

外壳500还可以包括外部的壳体550，以包围马达100。在一些实施例中，壳体550围绕马达100周向延伸并且可以被联接到马达100的任一端上的端板(例如，端板145)。中央板140(图2)也可以以适当的方式联接到壳体550。在一些实施例中，其中具有马达100的壳体500可以配置为安装在安装板512和514之间，使得壳体500可以绕输出轴115的轴线旋转。在这样的实施例中，可以使用一个或多个轴承520和/或轮轴560。以这种方式，在旋转壳体550可绕输出轴115旋转的情况下，从马达传递的动力的大小可以有增加。例如，在一些实施例中，输出轴可以被固定，并且壳体550响应于马达100的旋转而自由旋转。在另一个示例中，联接至转子110的输出轴115可以与定子线圈150和壳体550一起自由旋转，从而产生转矩，但是在磁体160和定子线圈150之间具有降低的相对旋转速度。这种降低的相对速度可以有利地减小在马达100中感应的反电动势(back-EMF)，该反电动势否则会减小有效转矩。在一些实施例中，可以在例如车辆中采用多个马达100，以在磁体160和线圈150之间具有降低的相对旋转速度下产生高速转矩，从而相对于其它马达在高速下增加转矩。

现在参考图6，示出了安装在外壳500内部的马达100的示例性实施例的剖视图。在一些实施例中，线圈150可以被安装到中央板140和与端板145相对的顶端板146。也示出了上述的用于在一些实施例中使外壳500能够绕输出轴115旋转的元件(例如，轮轴560和/或轴承520)。

虽然已经通过说明的方式描述了本发明的一些实施例，但是显然，在不超出权利要求书的范围的情况下，可以通过许多修改、变化和改编以及使用许多在本领域技术人员的范围内的等同或替代解决方案来实施本发明。

诸如对技术人员而言显而易见的修改和变化被认为落入本发明的范围内。本发明的范围不受本文描述的任何具体实施例的限制。这些实施例仅出于示例的目的。功能上等效的产品、制剂和方法显然在本文所述的本发明的范围内。

在此使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，并且不意图是限制性的。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。术语“包含(各种时态形式)”、“包括”和“具有”或其变体是包括性的，因此指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组。

以下条款描述了本发明的其它优选方面：

i)一种旋转平衡的电动马达，包括：

a)配备有磁体并具有外齿轮的环形转子；

b)具有的纵向轴线设置在转子的中心处的输出轴；

c)环绕转子的多个周向间隔的空气芯定子线圈；

d)平行于转子设置并且与输出轴联接且同心的具有外齿轮的盘；以及

e)多个对称定位的共轴齿轮对，其构造成将运动从转子传递到盘，并由此将动力传递到输出轴，不干扰所述多个空气芯定子线圈中的任一个。

ii)根据条款i所述的电动马达，还包括壳体。

iii)根据条款ii所述的电动马达，其中多个齿轮对中的每个齿轮对的公共轴可旋转地安装在壳体的两个平行表面内。

iv)根据条款ii所述的电动马达，其中壳体是中空的，并且转子、盘、多个空气芯定子线圈和多个齿轮对被容纳在壳体的内部。

v)根据前述条款中的任一项所述的电动马达，还包括：用于径向地支撑转子的环形轴承构件；以及，沿平行于输出轴的纵向轴线的方向延伸并且联接到所述轴承构件的多个周向间隔的支撑柱。

vi)根据条款v所述的电动马达，其中轴承构件是转子一体式轴承构件，其包括多个滚动元件，所述多个滚动元件被保持在构成所述转子一体式轴承构件的外圈的转子部分与定子内圈部分之间，其中转子部分设置有外齿轮，该外齿轮与多个共轴齿轮对中的第一齿轮相互啮合。

vii)根据条款vi所述的电动马达，其中多个共轴齿轮对中的第二齿轮与盘的外齿轮相互啮合，以将动力传递到输出轴。

viii)根据条款vii所述的电动马达，其中转子和第一齿轮的齿之间的传动比等于盘和第二齿轮的齿之间的传动比，以确保输出轴将以与转子部分基本相同的速率旋转。

ix)根据条款vi至viii中的任一项所述的电动马达，其中转子一体式轴承构件的整个径向长度，对于其给定的扇区，被接收在给定的定子线圈的空气芯内。

x)根据条款vi至ix中的任一项所述的电动马达，其中多个空气芯定子线圈中的每个具有矩形线圈体，所述矩形线圈体围绕矩形空气芯并且相对于转子部分径向地定向。

xi)根据前述条款中的任一项所述的电动马达，其中每个所述共轴齿轮对定位在两个相邻的空气芯定子线圈的径向最外部分之间的间隙内，并且不干扰定子线圈。

xii)根据条款v至xi中的任一项所述的电动马达，其中每个支撑柱具有三角形构造，并且被定位在两个相邻的空气芯定子线圈的径向最内部分之间的间隙内，并且不干扰定子线圈。

xiii)根据条款v至xii中的任一项所述的电动马达，其中所述多个支撑柱还连接至壳体的两个平行表面之一。

xiv)根据条款ii至xiii中的任一项所述的电动马达，其中壳体是固定的。

xv)一种具有空气芯定子线圈的旋转平衡的电动马达，包括：

a.壳体；

b.配备有磁体且具有外齿轮的环形转子；

c.具有的纵向轴线位于所述转子的中心处的输出轴；

d.连接到所述壳体并环绕所述转子的多个周向间隔的空气芯定子线圈；

e.平行于所述转子并且与所述输出轴连接且同心的具有外齿轮的盘；

f.多个对称定位的共轴齿轮对，其构造成将运动从所述转子传递到所述盘，并且由此将动力传递到所述输出轴，不干扰所述多个空气芯定子线圈中的任一个。

xvi)根据前述条款中的任一项所述的电动马达，还包括：多个开关，其用于控制空气芯定子线圈中的电流和电流极性；以及控制器，其用于控制所述开关，其中控制器选择性地操作开关，以产生转子的平稳旋转。

xvii)根据条款xv所述的电动马达，还包括一个或多个传感器，用于确定磁体相对于空气芯定子线圈的位置，其中传感器数据被输入到控制器。

Claims (17)

1.一种旋转平衡的电动马达，其包括：

a)配备有磁体并且具有外齿轮的环形转子；

b)输出轴，其纵向轴线设置在转子的中心处；

c)围绕转子的多个周向间隔的空气芯定子线圈；

d)平行于转子设置并且与输出轴联接且同心的具有外齿轮的盘；以及

e)多个对称定位的共轴齿轮对，其构造成将运动从所述转子传递到所述盘，并由此将动力传递到所述输出轴，不干扰所述多个空气芯定子线圈中的任一个。

2.根据权利要求1所述的电动马达，还包括壳体。

3.根据权利要求2所述的电动马达，其中，所述多个齿轮对中的每个齿轮对的公共轴可旋转地安装在所述壳体的两个平行表面内。

4.根据权利要求2所述的电动马达，其中，所述壳体是中空的，并且所述转子、所述盘、所述多个空气芯定子线圈和所述多个齿轮对被容纳在所述壳体的内部。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的电动马达，还包括用于径向地支撑所述转子的环形轴承构件，以及沿平行于所述输出轴的纵向轴线的方向延伸并且联接到所述轴承构件的多个周向间隔的支撑柱。

6.根据权利要求5所述的电动马达，其中，所述轴承构件是转子一体式轴承构件，其包括多个滚动元件，所述多个滚动元件被保持在构成所述转子一体式轴承构件的外圈的转子部分与内定子圈部分之间，其中所述转子部分设置有与多个共轴齿轮对中的第一齿轮相互啮合的外齿轮。

7.根据权利要求6所述的电动马达，其中，所述多个共轴齿轮对中的第二齿轮与所述盘的外齿轮相互啮合，以将动力传递到所述输出轴。

8.根据权利要求7所述的电动马达，其中，所述转子的和第一齿轮的齿之间的传动比等于所述盘的和第二齿轮的齿之间的传动比，以确保所述输出轴与所述转子部分将以基本相同的速率旋转。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的电动马达，其中，所述转子一体式轴承构件的整个径向长度，对于其给定的扇区，被接收在给定的定子线圈的空气芯内。

10.根据权利要求6至9中的任一项所述的电动马达，其中，所述多个空气芯定子线圈中的每个具有矩形线圈体，所述矩形线圈体围绕矩形空气芯并且相对于所述转子部分径向地定向。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的电动马达，其中，每个所述共轴齿轮对定位在两个相邻的空气芯定子线圈的径向最外部分之间的间隙内，并且不干扰所述定子线圈。

12.根据权利要求5至11中的任一项所述的电动马达，其中，每个所述支撑柱具有三角形构造，并且被定位在两个相邻的空气芯定子线圈的径向最内部分之间的间隙内，并且不干扰所述定子线圈。

13.根据权利要求5至12中的任一项所述的电动马达，其中，所述多个支撑柱还连接至所述壳体的两个平行表面之一。

14.根据权利要求2至13中的任一项所述的电动马达，其中，所述壳体是固定的。

15.一种具有空气芯定子线圈的旋转平衡的电动马达，包括：

a)壳体；

b)配备有磁体并且具有外齿轮的环形转子；

c)输出轴，其纵向轴线位于所述转子的中心处；

d)连接到所述壳体并围绕所述转子的多个周向间隔的空气芯定子线圈；

e)平行于所述转子并且与所述输出轴连接且同心的具有外齿轮的盘；以及

f)多个对称定位的共轴齿轮对，其构造成将运动从所述转子传递到所述盘，并由此将动力传递到所述输出轴，不干扰所述多个空气芯定子线圈中的任一个。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的电动马达，还包括：多个开关，其用于控制所述空气芯定子线圈中的电流和电流极性；以及控制器，其用于控制所述开关，其中，所述控制器选择性地操作所述开关，以产生所述转子的平稳旋转。

17.根据权利要求15所述的电动马达，还包括一个或多个传感器，其用于确定磁体相对于所述空气芯定子线圈的位置，其中所述传感器数据被输入到所述控制器。

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