CN113541405A

CN113541405A - 编码器组件及具有其的电机

Info

Publication number: CN113541405A
Application number: CN202110860238.1A
Authority: CN
Inventors: 吕光宇; 杨文德; 吉扬宏; 吴帮超; 谢亮
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai; Zhuhai Kaibang Motor Manufacture Co Ltd
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai; Zhuhai Kaibang Motor Manufacture Co Ltd
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2041-07-28
Also published as: CN113541405B

Abstract

本发明提供了一种编码器组件及具有其的电机。编码器组件包括：编码器；连接轴，与编码器的至少部分连接；第一连接部，安装于连接轴，第一连接部用于与电机的转子轴连接，以使转子轴通过第一连接部、连接轴带动编码器的至少部分转动。本发明的编码器组件解决了现有技术中的电机运行时编码器温度过高的问题。

Description

编码器组件及具有其的电机

技术领域

本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种编码器组件及具有其的电机。

背景技术

为了实现对电机速度、位置和转矩的多种控制，电机上均安装编码器，以用于检测电机的转速和位置信息，如今电机设计朝着小型化发展，电机温升高的问题已经成为行业内的难点，电机在运行中自身温度较高而导致编码器损坏的问题也已成为行业内急待攻克的难点问题。

在现有技术中，编码器由于直接安装在转子轴上，并且与后端盖配合，因此在电机运行时，电机自身的温度会通过转子轴和后端盖以热传导和热辐射的方式传递到编码器上，从而导致编码器运行温度进一步上升。编码器温度过高会导致编码器损坏，进而导致电机无法正常运行，电机控制系统瘫痪。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种编码器组件及具有其的电机，以解决现有技术中的电机运行时编码器温度过高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种编码器组件，包括：编码器；连接轴，与编码器的至少部分连接；第一连接部，安装于连接轴，第一连接部用于与电机的转子轴连接，以使转子轴通过第一连接部、连接轴带动编码器的至少部分转动。

进一步地，编码器组件还包括第二连接部，第二连接部用于安装在转子轴上，第一连接部通过第二连接部与转子轴连接。

进一步地，第一连接部的至少部分与第二连接部相对设置，第一连接部与第二连接部吸附连接。

进一步地，第一连接部为永磁体；和/或，第二连接部为永磁体。

进一步地，编码器组件还包括：安装件，安装件与编码器的外壳连接，安装件用于安装在电机的第一端盖上，安装件设置于编码器和第一端盖之间。

进一步地，安装件由隔热材料制成。

进一步地，连接轴的轴线为直线段或L形线段。

进一步地，第一连接部设置于连接轴的端部或者连接轴的侧壁。

进一步地，转子轴包括转子轴段，第二连接部设置于转子轴段的端部或者转子轴段的侧壁。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括电机本体和编码器组件，其中，编码器组件为上述的编码器组件，编码器组件的第一连接部与电机本体的转子轴连接。

进一步地，转子轴包括转子轴段，编码器组件的第二连接部设置在转子轴段上；其中，转子轴段的轴线为直线段或L形线段。

本发明的编码器组件包括编码器、连接轴和第一连接部，编码器通过连接轴和第一连接部与电机的转子轴连接，转子轴的动力依次通过第一连接部、连接轴传递至编码器的至少部分，以带动编码器的至少部分转动。由于编码器同转子轴之间通过第一连接部和连接轴进行连接，切断了编码器和转子轴之间的刚性装配，由于二者之间是断开的，转子轴上的热量将无法直接传导到编码器上，解决了电机运行时编码器温度过高的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的电机的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的编码器组件的编码器的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、编码器；20、连接轴；30、第一连接部；40、转子轴；41、转子轴段；50、第二连接部；60、安装件；70、第一端盖；80、电机本体；90、第二端盖；100、电机定子；

31、外壳；32、安装孔；33、码盘；34、电路板；35、编码器轴承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种编码器组件，请参考图1和图2，包括：编码器10；连接轴20，与编码器10的至少部分连接；第一连接部30，安装于连接轴20，第一连接部30用于与电机的转子轴40连接，以使转子轴40通过第一连接部30、连接轴20带动编码器10的至少部分转动。

本发明的编码器组件包括编码器10、连接轴20和第一连接部30，编码器10通过连接轴20和第一连接部30与电机的转子轴40连接，转子轴40的动力依次通过第一连接部30、连接轴20传递至编码器10的至少部分，以带动编码器10的至少部分转动。由于编码器10同转子轴40之间通过第一连接部30和连接轴20进行连接，切断了编码器10和转子轴40之间的刚性装配，由于二者之间是断开的，转子轴上的热量将无法直接传导到编码器上，解决了电机运行时编码器温度过高的问题。

具体地，如图2所示，当转子轴40旋转时，带动连接轴20、编码器轴承35和码盘33一同旋转，电路板34上有传感器，传感器会将来自码盘33的光信号转换成电信号，从而实现对电机运动信息的检测和搜集。其中，编码器10的至少部分至少包括码盘33。

具体地，编码器10具有安装孔32，第一连接部30的至少部分插设在安装孔32内。这样的设置实现了连接轴20与编码器10的组装。

在本实施例中，编码器组件还包括第二连接部50，第二连接部50用于安装在转子轴40上，第一连接部30通过第二连接部50与转子轴40连接。这样的设置通过第一连接部30和第二连接部50的配合进一步切断了编码器10和转子轴40之间的刚性装配，避免转子轴上的热量将无法直接传导到编码器上，且便于与转子轴40连接。

在本实施例中，第一连接部30的至少部分与第二连接部50相对设置，第一连接部30与第二连接部50吸附连接。这样的设置进一步保证转子轴上的热量将无法直接传导到编码器上，且吸附连接的方式便于二者之间的安装与拆卸。

具体地，第一连接部30为永磁体；和/或，第二连接部50为永磁体。

在一个实施例中，第一连接部30和第二连接部50均为永磁体，即第一连接部30和第二连接部50为磁钢。具体地，第一连接部30和第二连接部50相对侧的极性相反，第一连接部30和第二连接部50产生相互吸引力，当转子轴40旋转时，由于第一连接部30和第二连接部50之间的相互作用力，连接轴20会跟着转子轴40同步旋转，编码器10便可以检测到电机的运动信息。可见，本申请通过磁钢两级的相互做用，切断转子轴同编码器的刚性装配，使得转子轴上的热量无法传递到编码器上。

具体地，作为永磁体的第一连接部30和第二连接部50的形状不限定，可以为任何形状如圆形、方形等。

在本实施例中，编码器组件还包括安装件60，安装件60与编码器10的外壳31连接，安装件60用于安装在电机的第一端盖70上，安装件60设置于编码器10和第一端盖70之间。通过安装件60进步阻绝第一端盖70上的热量向编码器传递，从而降低编码器运行时的温度，从达到降低编码器运行温升的目的。

可选地，安装件60由隔热材料制成。这样，通过隔热材料的安装件60进步阻绝第一端盖70上的热量向编码器传递，从而降低编码器运行时的温度。

可选地，连接轴20的轴线为直线段或L形线段。

可选地，第一连接部30设置于连接轴20的端部或者连接轴20的侧壁。

可选地，转子轴40包括转子轴段41，第二连接部50设置于转子轴段41的端部或者转子轴段41的侧壁。

具体地，第一连接部30和第二连接部50的装配可以通过胶水粘接也可以通过螺钉锁紧等多种方式，不进行限定。

在一个实施例中，如图1所示，连接轴20的轴线为直线段，转子轴段41的轴线也为直线段，作为永磁体的第一连接部30和第二连接部50为竖直放置；其中，连接轴20的轴线和转子轴段41的轴线均为水平线。

在另一个实施例中，图中未示出，连接轴20的轴线为L形线段，转子轴段41的轴线也为L形线段，作为永磁体的第一连接部30和第二连接部50为水平放置(即与图1中的放置方式相垂直)。

本发明还提供了一种电机，如图1所示，包括电机本体80和编码器组件，其中，编码器组件为上述实施例中的编码器组件，编码器组件的第一连接部30与电机本体80的转子轴40连接。

可选地，转子轴40包括转子轴段41，编码器组件的第二连接部50设置在转子轴段41上；其中，转子轴段41的轴线为直线段或L形线段。

具体地，电机本体80还包括第一端盖70和紧固件，编码器组件的安装件60通过紧固件与第一端盖70可拆卸地连接。其中，第一端盖70为电机的后端盖。

可选地，紧固件为螺钉或螺栓螺母结构。

具体地，电机本体80还包括第二端盖90和电机定子100；其中，第二端盖90为电机的前端盖。

可选地，第一端盖70和第二端盖90均为铝或铁等结构强度良好的金属制品，转子轴40为结构强度良好的钢材、如45#和SUS304等。

具体实施时，电机的工作原理为电机定子100通入交流电，使电机定子100产生变化的磁场与电机转子磁场相互作用，从而带动转子轴40旋转，电机末端的编码器10的作用是检测和收集电机运动信息并将这些信息反馈给控制系统，从而实现对电机的精准控制。具体地，编码器10的工作原理是当转子轴40旋转时，带动连接轴20、编码器轴承35和码盘33一同旋转，电路板34上有传感器，传感器会将来自码盘33的光信号转换成电信号，从而实现对电机运动信息的检测和搜集。

具体实施时，降低编码器的工作温度，是保证电机运行稳定的关键。本申请的编码器组件通过隔绝和阻断电机自身运行时的热量向编码器传递，可以有效地降低编码器运行时温度，保证电机可以稳定的运行。本申请解决了电机在运行时由于电机自身的铁耗、铜耗以及机械损耗，产生的热量会通过电机的后端盖、编码器端盖和转子轴通过热传导或热辐射的方式进行传递，使得编码器的工作温度过高而导致编码器损坏，进而导致电机无法正常工作的问题。

本申请解决的有益效果为：大幅度降低编码器运行的温升；提高编码器安装工艺的便捷性；降低电机的生产成本。具体地，降低编码器的温升，使得电机设计可以不受编码器温升过高的限制，进而降低机身的长度和体积，提高电机功率密度。电机的性能和运行时的稳定性将进一步提高。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种编码器组件，其特征在于，包括：

编码器(10)；

连接轴(20)，与所述编码器(10)的至少部分连接；

第一连接部(30)，安装于所述连接轴(20)，所述第一连接部(30)用于与电机的转子轴(40)连接，以使所述转子轴(40)通过所述第一连接部(30)、所述连接轴(20)带动所述编码器(10)的至少部分转动。

2.根据权利要求1所述的编码器组件，其特征在于，所述编码器组件还包括第二连接部(50)，所述第二连接部(50)用于安装在所述转子轴(40)上，所述第一连接部(30)通过所述第二连接部(50)与所述转子轴(40)连接。

3.根据权利要求2所述的编码器组件，其特征在于，所述第一连接部(30)的至少部分与所述第二连接部(50)相对设置，所述第一连接部(30)与所述第二连接部(50)吸附连接。

4.根据权利要求3所述的编码器组件，其特征在于，所述第一连接部(30)为永磁体；和/或，所述第二连接部(50)为永磁体。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的编码器组件，其特征在于，所述编码器组件还包括：

安装件(60)，所述安装件(60)与所述编码器(10)的外壳(31)连接，所述安装件(60)用于安装在所述电机的第一端盖(70)上，所述安装件(60)设置于所述编码器(10)和所述第一端盖(70)之间。

6.根据权利要求5所述的编码器组件，其特征在于，所述安装件(60)由隔热材料制成。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的编码器组件，其特征在于，所述连接轴(20)的轴线为直线段或L形线段。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的编码器组件，其特征在于，所述第一连接部(30)设置于所述连接轴(20)的端部或者所述连接轴(20)的侧壁。

9.根据权利要求2至4中任一项所述的编码器组件，其特征在于，所述转子轴(40)包括转子轴段(41)，所述第二连接部(50)设置于所述转子轴段(41)的端部或者所述转子轴段(41)的侧壁。

10.一种电机，包括电机本体(80)和编码器组件，其特征在于，所述编码器组件为权利要求1至9中任一项所述的编码器组件，所述编码器组件的第一连接部(30)与所述电机本体(80)的转子轴(40)连接。

11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述编码器组件为权利要求2所述的编码器组件；所述转子轴(40)包括转子轴段(41)，所述编码器组件的第二连接部(50)设置在所述转子轴段(41)上；其中，所述转子轴段(41)的轴线为直线段或L形线段。