CN112821703A - 盘式电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种盘式电机。盘式电机包括底座、定子、转子和编码器；定子与底座连接，定子包括多个线圈，线圈沿定子的周向分布；转子包括多个磁体，多个磁体沿转子的周向分布，沿转子的周向上，相邻的磁体朝向定子的磁极的极性不同，沿转子的轴向上，磁体位于线圈的一侧；与转子连接的编码器用于检测转子的角位移。本发明提供的盘式电机，整体高度低，控制精度高。

Description

盘式电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种盘式电机。
背景技术
现有的一些直驱力矩电机，电机高度较大(即电机的轴向尺寸较大)，且电机的控制精度不高，这限制了电机的适用场合。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种盘式电机，该盘式电机的高度较小，且控制精度较高。
根据本发明的实施例的盘式电机，包括：底座；定子，所述定子与所述底座连接，所述定子包括多个线圈，多个所述线圈沿所述定子的周向分布；转子，所述转子能够相对所述定子转动，所述转子包括多个磁体，多个所述磁体沿所述转子的周向分布，沿所述转子的周向上，相邻的所述磁体朝向所述定子的磁极的极性不同，且所述磁体和所述线圈沿所述盘式电机的轴向分布；编码器，所述编码器与所述转子连接，所述编码器用于检测所述转子的角位移。
根据本发明实施例的盘式电机，至少具有如下有益效果：该盘式电机中，磁体和线圈两者沿电机的轴向分布，且多个磁体沿转子的周向分布，多个线圈沿定子的周向分布，因此本发明的盘式电机的整体较为扁平，高度较低。此外，由于本发明的盘式电机具有用于检测转子的角位移的编码器，该盘式电机能够精确地检测转子的转动角度或转动圈数，有利于实现高精度的控制。
根据本发明的一些实施例，所述编码器包括读数头、光栅盘和转轴，所述读数头与所述底座连接，所述转轴与所述转子固定连接，且所述转轴的轴线与所述转子的轴线共线，所述光栅盘连接在所述转轴的外周，所述光栅盘能够与所述转轴同步转动，所述读数头用于读取所述光栅盘上的位置信息。
根据本发明的一些实施例，所述底座的内部具有编码安装腔，所述读数头和所述光栅盘均容置在所述编码安装腔中。
根据本发明的一些实施例，所述盘式电机还包括轴承，所述轴承安装在所述底座上，且所述轴承套设于所述转子与所述转轴的交接处的外周。
根据本发明的一些实施例，所述定子和所述底座夹持所述轴承的外圈。
根据本发明的一些实施例，所述转子包括主体部和伸入部，所述主体部与所述伸入部连接，所述磁体与所述主体部连接，所述磁体环绕在所述伸入部的外周，所述伸入部用于与所述转轴连接，沿所述转子的轴向上，所述伸入部相对于所述磁体凸出；所述定子的中心开设有套设孔，所述伸入部穿设于所述套设孔中。
根据本发明的一些实施例，所述伸入部和所述转轴夹持所述轴承的内圈。
根据本发明的一些实施例，所述伸入部具有第一轴肩，所述转轴具有第二轴肩，所述第一轴肩和所述第二轴肩共同夹持所述内圈。
根据本发明的一些实施例，所述盘式电机还包括底板，所述底板与所述底座连接，且所述底板能够覆盖所述编码安装腔的开口侧以封闭所述编码安装腔。
根据本发明的一些实施例，所述转轴包括底板定位轴肩，所述底板开设有定位孔，所述转轴能够穿设在所述定位孔中，所述底板定位轴肩能够与所述底板抵持。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为盘式电机的整体示意图；
图2为图1所示的盘式电机的分解示意图；
图3为转子的示意图；
图4为定子的示意图；
图5为编码器的示意图；
图6为图1所示的盘式电机的剖视图。
附图标记：101-底座，102-定子，103-转子，201-编码器，202-轴承，203-底板，204-定位孔，205-第二轴肩，301-主体部，302-伸入部，303-磁体，304-第一轴肩，401-线圈，402-压盖，403-套设孔，501-读数头，502-转轴，503-光栅盘，601-编码安装腔，602-外圈，603-滚动件，604-内圈。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
盘式电机包括底座101、定子102、转子103和编码器201。参照图1和图4，定子102与底座101连接，定子102包括多个线圈401，多个线圈401沿定子102的周向分布。参照图1和图3，转子103包括多个磁体303，多个磁体303沿转子103的周向分布，且沿转子103的周向上，朝向定子102的相邻的磁极的极性不同。例如，参照图3，磁体303呈扇形，某一个磁体303的N极朝向定子102，且其S极背对定子102，则与该磁体303相邻的另一个磁体303的S极朝向定子102。磁体303和线圈401沿盘式电机的轴向分布，参照图2，沿盘式电机的轴向上，磁体303位于转子103靠近线圈401的一侧，磁体303和转子103之间具有一定的气隙。参照图6，编码器201与转子103连接，编码器201用于检测转子103的角位移。
线圈401通电后，线圈401产生磁场，磁体303在该磁场中受力并运动，因此转子103相对定子102转动。该盘式电机中，磁体303和线圈401两者沿电机的轴向分布，且多个磁体303沿转子103的周向分布，多个线圈401沿定子102的周向分布，因此本发明的盘式电机的整体较为扁平，高度较低。此外，由于本发明的盘式电机具有用于检测转子103的角位移的编码器201，该盘式电机能够精确地检测转子103的转动角度或转动圈数，有利于实现高精度的控制。
参照图5和图6，在一些实施例中，编码器201包括读数头501、光栅盘503和转轴502。转轴502与转子103固定连接，且转轴502的轴线与转子103的轴线共线，转轴502和转子103能够同步转动；光栅盘503连接在转轴502的外周，光栅盘503亦能够与转轴502同步转动。读数头501与底座101连接，读数头501用于读取光栅盘503上的位置信息，通过对比某两个时间点的位置信息，可以计算出转子103的角位移。参照图6，在一些实施例中，底座101的内部具有编码安装腔601，读数头501和光栅盘503均容置在编码安装腔601中，其中读数头501可以通过螺钉与编码安装腔601的壁面固定。读数头501和光栅盘503属于较为编码器201中容易损坏的部件，将读数头501和光栅盘503容置在底座101的编码安装腔601中有利于减少损坏的风险。参照图2，盘式电机还包括底板203，底板203与底座101连接，底板203能够覆盖编码安装腔601的开口侧以封闭编码安装腔601，从而进一步减少编码器201受损的风险。参照图2、图5和图6，底板203还开设有定位孔204，转轴502还包括底板定位轴肩，转轴502能够穿设在定位孔204中，底板定位轴肩能够与底板203抵持以阻碍底板203的运动，从而对底板203和转轴502之间的连接进行定位。
参照图3，转子103包括主体部301和伸入部302，主体部301呈圆盘状，伸入部302呈柱状，主体部301和伸入部302连接，磁体303贴装在主体部301上，且磁体303环绕在伸入部302的外围，沿转子103的轴向上，伸入部302相对于磁体303凸出。参照图4，定子102还包括压盖402，线圈401安装在压盖402中并灌封固定，压盖402的中心则开设有套设孔403，主体部301能够穿设于套设孔403中。套设孔403与伸入部302之间的相互约束能够对定子102与转子103之间的装配起定位作用。伸入部302用于与转轴502连接，具体可以是通过螺钉等螺纹紧固件进行连接。
参照图2和图6，盘式电机还包括轴承202，轴承202安装在底座101上，且轴承202套设于转子103与转轴502的交接处的外周。轴承202用于同时支撑可转动的转子103和转轴502，且用于减小转子103和转轴502转动时所受的摩擦。轴承202具体可以选用交叉滚子轴承202，也可以选用一些滚珠轴承202。轴承202包括外圈602、内圈604和滚动件603(轴承202中的滚子或滚珠即为滚动件603)，滚动件603位于外圈602和内圈604之间，外圈602能够相对内圈604转动，而外圈602相对于内圈604转动时，滚动件603滚动。
参照图6，定子102和底座101从轴承202的轴向的不同侧共同夹持轴承202的外圈602，从而对轴承202进行一个初步的定位，具体可以是通过压盖402和底座101上开设的槽体的壁面对轴承202的外圈602进行夹持。伸入部302和转轴502从轴承202的轴向的不同侧夹持轴承202的内圈604，当转子103和转轴502转动时，内圈604会相对外圈602转动，从而发挥轴承202的作用。具体来说，伸入部302具有第一轴肩304，转轴502具有第二轴肩205，第一轴肩304和第二轴肩205共同夹持轴承202的内圈604。利用第一轴肩304和第二轴肩205对内圈604进行夹持或定位的这种设置方式相对较为简单，不需要额外设置过多的连接零部件或定位零部件。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.盘式电机，其特征在于，包括：
底座；
定子，所述定子与所述底座连接，所述定子包括多个线圈，多个所述线圈沿所述定子的周向分布；
转子，所述转子能够相对所述定子转动，所述转子包括多个磁体，多个所述磁体沿所述转子的周向分布，沿所述转子的周向上，相邻的所述磁体朝向所述定子的磁极的极性不同，且所述磁体和所述线圈沿所述盘式电机的轴向分布；
编码器，所述编码器与所述转子连接，所述编码器用于检测所述转子的角位移。
2.根据权利要求1所述的盘式电机，其特征在于，所述编码器包括读数头、光栅盘和转轴，所述读数头与所述底座连接，所述转轴与所述转子固定连接，且所述转轴的轴线与所述转子的轴线共线，所述光栅盘连接在所述转轴的外周，所述光栅盘能够与所述转轴同步转动，所述读数头用于读取所述光栅盘上的位置信息。
3.根据权利要求2所述的盘式电机，其特征在于，所述底座的内部具有编码安装腔，所述读数头和所述光栅盘均容置在所述编码安装腔中。
4.根据权利要求2所述的盘式电机，其特征在于，所述盘式电机还包括轴承，所述轴承安装在所述底座上，且所述轴承套设于所述转子与所述转轴的交接处的外周。
5.根据权利要求4所述的盘式电机，其特征在于，所述定子和所述底座夹持所述轴承的外圈。
6.根据权利要求4所述的盘式电机，其特征在于，所述转子包括主体部和伸入部，所述主体部与所述伸入部连接，所述磁体与所述主体部连接，所述磁体环绕在所述伸入部的外周，所述伸入部用于与所述转轴连接，沿所述转子的轴向上，所述伸入部相对于所述磁体凸出；所述定子的中心开设有套设孔，所述伸入部穿设于所述套设孔中。
7.根据权利要求6所述的盘式电机，其特征在于，所述伸入部和所述转轴夹持所述轴承的内圈。
8.根据权利要求7所述的盘式电机，其特征在于，所述伸入部具有第一轴肩，所述转轴具有第二轴肩，所述第一轴肩和所述第二轴肩共同夹持所述内圈。
9.根据权利要求3所述的盘式电机，其特征在于，所述盘式电机还包括底板，所述底板与所述底座连接，且所述底板能够覆盖所述编码安装腔的开口侧以封闭所述编码安装腔。
10.根据权利要求9所述的盘式电机，其特征在于，所述转轴包括底板定位轴肩，所述底板开设有定位孔，所述转轴能够穿设在所述定位孔中，所述底板定位轴肩能够与所述底板抵持。
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