CN114552821B - 一种电动机及电动玩具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电动机技术领域，公开了一种电动机及电动玩具,电动机包括定子组件、转子组件、前端盖组件、后端盖组件、三相电源线以及数据传输线，转子组件套设于定子组件内，转子组件包括磁环、磁编架、铁芯、若干磁瓦、转轴以及转子端板，通过相邻磁瓦之间设置定位槽，磁编架设有定位凸台，定位凸台插接于定位槽的结构，电动机能够准确定位和装配转子组件，使得磁环的磁极和磁瓦的磁极相对应，提高电动机的转子组件的定位精度，从而提高感应器件对磁瓦的感应精度，改善电动机的工作性能。

Description

一种电动机及电动玩具

技术领域

本申请涉及电动机技术领域，特别是涉及一种电动机及电动玩具。

背景技术

电动机是一种把电能转换成机械能的设备，电动机包括转子和定子，电动机是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。无刷有感电动机是电动机的其中一种，无刷有感电动机具有较好的低速线性和较好的起步扭力，因此，无刷有感电动机的应用场景更加广泛。

在实施本申请的过程中，发明人发现：无刷有感电动机的内部存在感应元器件来感应转子的位置，通过输出信号数字给控制器，以对定子进行换向供电，然而，在现有技术中，转子的定位精度低，直接影响了无刷有感电动机的性能。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种电动机及电动玩具，能够准确定位和装配转子组件，使得磁环的磁极和磁瓦的磁极相对应，提高电动机的转子组件的定位精度，从而提高感应器件对磁瓦的感应精度，改善电动机的工作性能。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电动机，所述电动机包括定子组件、转子组件、前端盖组件、后端盖组件、三相电源线以及数据传输线，所述定子组件包括外壳和绕组，所述外壳设有收容腔，所述绕组收容于所述收容腔；所述转子组件套设于所述绕组内，所述转子组件包括磁环、磁编架、铁芯、若干磁瓦、转轴以及转子端板，所述铁芯套设于所述转轴，所述铁芯设有第一安装槽，所述磁瓦设置于所述第一安装槽，相邻两个所述磁瓦之间设有定位槽，所述转子端板套设于所述转轴，并且所述转子端板位于所述铁芯的第一端，所述磁编架套设于所述转轴，并且所述磁编架位于所述铁芯的第二端，所述磁编架的一端设有定位凸台，所述定位凸台与所述定位槽插接，所述磁环设置于所述磁编架的另一端；所述前端盖组件包括前端紧固件和前盖板，所述前盖板设置于所述外壳的第一端，所述前端紧固件用于将所述前盖板固定于所述外壳；所述后端盖组件包括后端紧固件、感应器件以及后盖板，所述感应器件设置于所述后盖板，所述感应器件用于感应所述磁环，所述后端紧固件用于将所述后盖板固定于所述外壳的第二端；所述三相电源线与所述绕组电连接；所述数据传输线的一端与所述感应器件电连接，所述数据传输线的另一端用于与外界的电调设备电连接。

可选的，所述铁芯设有第一平直部；所述转轴包括第一段、第二段以及第三段，所述第一段和所述第三段分别位于所述第二段的两端，所述第二段设有第二平直部，所述第一平直部与所述第二平直部配合连接，以将所述铁芯定位于所述转轴的第二段，所述转子端板套设于所述第一段，所述磁编架套设于所述第三段。

可选的，所述第二段设有胶槽，所述第一段靠近所述第二段的一端设有第一打筋，所述第三段靠近所述第二段的一端设有第二打筋，所述胶槽、所述第一打筋以及所述第二打筋均用于存储粘接剂。

可选的，所述磁编架的另一端设有第二安装槽，所述第二安装槽的槽底设有定位孔；所述磁环设置于所述第二安装槽，所述磁环设有定位柱，所述定位柱插接于所述定位孔，所述磁环的磁极与所述磁瓦外表面的磁极相对应。

可选的，所述转子组件还包括芳纶，所述芳纶绕设于所述磁瓦的外表面；所述转子端板设有第一埋线槽，所述磁编架设有第二埋线槽、出线口以及螺纹孔，所述出线口设置于所述第二埋线槽的槽壁，所述第一埋线槽用于收容所述芳纶的起始段，所述第二埋线槽用于收容所述芳纶的结束段，并且所述芳纶的结束段自所述出线口穿出后固定于所述螺纹孔。

可选的，所述转子组件还包括第一动平衡件和第二动平衡件，所述第一动平衡件设置于所述转子端板，所述第二动平衡件设置于所述磁编架。

可选的，所述前端盖组件还包括第一轴承，所述第一轴承设置于所述前盖板，所述第一轴承用于支撑所述转轴的第一段；所述后端盖组件还包括第二轴承，所述第二轴承设置于所述后盖板，所述第二轴承用于支撑所述转轴的第三段。

可选的，所述电动机还包括预压结构，所述预压结构设置于所述转子组件和所述前端盖组件之间，所述预压结构用于缓冲所述转子组件的轴向运动。

可选的，所述预压结构包括第一垫片和弹性垫片，所述第一垫片和所述弹性垫片均套设于所述转轴，并且所述第一垫片与所述第一轴承抵接，所述弹性垫片与所述转子端板抵接。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电动玩具，包括如上所述的电动机，所述电动机为所述电动玩具提供动力。

本申请的有益效果为：电动机包括定子组件、转子组件、前端盖组件、后端盖组件、三相电源线以及数据传输线，转子组件套设于定子组件内，前端盖组件和后端盖组件分别设置于定子组件的两端，三相电源线的两端分别与定子组件电连接以及与外部电源电连接，数据传输线的两端分别与后端盖组件电连接以及外界的电调设备电连接，转子组件包括磁环、磁编架、铁芯、若干磁瓦、转轴以及转子端板，铁芯套设于转轴，铁芯设有第一安装槽，磁瓦设置于第一安装槽，相邻两个磁瓦之间设有定位槽，转子端板套设于转轴，并且位于铁芯的第一端，磁编架套设于转轴，并且位于铁芯的第二端，磁编架的一端设有定位凸台，定位凸台与定位槽插接，磁环设置于磁编架的另一端，以使得磁环的磁极与磁瓦的磁极相对应，后端盖组件包括感应器件，感应器件用于感应磁环和磁瓦的磁极信息，并且将磁极信息发送至外界的电调设备，外界的电调设备根据磁极信息调节外部电源向定子组件的供电。通过相邻磁瓦之间设置定位槽，磁编架设有定位凸台，定位凸台插接于定位槽的结构，电动机能够准确定位和装配转子组件，使得磁环的磁极和磁瓦的磁极相对应，提高电动机的转子组件的定位精度，从而提高感应器件对磁瓦的感应精度，改善电动机的工作性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体或现有技术中的技术方案，下面将对具体或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本申请电动机的爆炸图。

图2是本申请电动机的剖视图。

图3是本申请电动机中转子组件的爆炸图。

图4是图3中局部A的放大图。

图5是本申请电动机中转子组件的剖视图。

图6是图5中局部B的放大图。

图7是本申请电动机中磁编架的示意图。

图8是本申请电动机中转子组件的示意图。

图9是本申请电动机中转轴的示意图。

图10是本申请电动机中前端盖组件、定子组件以及后端盖组件的爆炸图。

图11是本申请电动机中感应器件的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本申请中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参阅图1，所述电动机100包括定子组件10、转子组件20、前端盖组件30、后端盖组件40、三相电源线50以及数据传输线60。转子组件20收容于定子组件10内，前端盖组件30设置于定子组件10的第一端，后端盖组件40设置于定子组件10的第二端，前端盖组件30和后端盖组件40均用于支撑转子组件20，以使得转子组件20可相对于定子组件10转动，三相电源线50的一端与定子组件10电连接，三相电源线50的另一端与外部电源电连接，三相电源线50为定子组件10提供方向可变的三相电，产生可变的磁场从而驱动转子组件20转动。数据传输线60的一端与后端盖组件40电连接，数据传输线60的另一端与外界的电调设备电连接，后端盖组件40用于感应转子组件20的磁极信息，并且将磁极信息通过数据传输线60传递至电调设备，电调设备根据转子组件20的磁极信息控制外部电源的三相电变化。

对于上述的定子组件10，请参阅图2，定子组件10包括外壳11和绕组12，外壳11设有两端与外界连通的收容腔111，绕组12固定设置于收容腔111内，并且与三相电源线50电连接。转子组件20套设于绕组12内，并且可相对于绕组12转动。

对于上述的转子组件20，请参阅图3和图5，转子组件20包括磁环21、铁芯22、磁编架23、若干磁瓦24、转轴25、转子端板26以及芳纶27。铁芯22套设于转轴25的中部，转轴25的两端分别由前端盖组件30和后端盖组件40支撑。若干磁瓦24设置于铁芯22的外表面，并且相邻两个磁瓦24之间形成定位槽241。转子端板26套设于转轴25，并且安装于铁芯22的第一端。磁编架23套设于转轴25，并且磁编架23安装于铁芯22的第二端，磁环21设置于磁编架23，磁编架23插接于定位槽241，以使得磁环21与若干磁瓦24相对应。芳纶27自转子端板26开始，沿转子端板26向磁编架23的方向绕设于磁瓦24的外表面，并且芳纶27结束绕设并且固定于磁编架23。在磁瓦24的外表面绕设芳纶27，可以加强磁瓦24的强度，防止磁瓦24在转动过程中由于离心力过大，导致转子组件20爆炸的情况。

请参阅图3和图6，磁环21呈环形结构，并且磁环21设有两组相对的磁极，分别为N极和S极，磁环21的一表面设有定位柱211，定位柱211用于与磁编架23配合连接，以使得磁环21能够快速安装于磁编架23。

请参阅图4，铁芯22呈空心圆柱环状，铁芯22设有四个第一安装槽221和第一平直部222，四个第一安装槽221位于铁芯22的外表面，每一第一安装槽221自铁芯22的一端向铁芯22的另一端延伸，每一第一安装槽221用于安装一个磁瓦24。第一平直部222位于铁芯22的空心内壁，第一平直部222用于与转轴25配合连接，以使得铁芯22能够快速定位安装于转轴25，并且，第一平直部222还能防止当转子组件20高速转动时，铁芯22与转轴25产生相对转动，从而影响磁瓦24与磁环21的对应性，降低电动机100的性能。

在本申请中，磁瓦24的数量为四个，分别为两个N极磁瓦24和两个S极磁瓦24，并且两个N极磁瓦24相对设置于两个第一安装槽221中，两个S极磁瓦24相对设置于剩余的第一安装槽221中。值得说明的是，磁瓦24的磁极位于磁瓦24的外表面，并且磁瓦24的磁极与磁环21的磁极相对应，即磁瓦24的N极与磁环21的N极相对应，磁瓦24的S极与磁环21的S极相对应。

请参阅图7和图8，磁编架23设有若干定位凸台231、第二安装槽232、第二埋线槽233、出线口234以及螺纹孔235。若干定位凸台231环绕间隔设置于磁编架23的一端，并且定位凸台231自磁编架23的一端向远离磁编架23的另一端的方向凸出，定位凸台231用于与定位槽241插接，以使得磁编架23能够快速且准确地安装于铁芯22。第二埋线槽233也设置于磁编架23的一端，第二埋线槽233用于供芳纶27的结束段272绕设，出线口234设置于第二埋线槽233的槽壁，出线口234用于供绕设在第二埋线槽233内的芳纶27穿出，螺纹孔235设置于磁编架23的中部，螺纹孔235用于供芳纶27的结束段272螺接，以将芳纶27的结束段272固定于磁编架23。第二安装槽232设置于磁编架23的另一端，第二安装槽232的槽底设有定位孔2321，第二安装槽232用于安装磁环21，并且磁环21的定位柱211插接于定位孔2321内，以使得磁环21能够快速且准确地安装于磁编架23。当磁环21的定位柱211插接于第二安装槽232的定位孔2321，磁编架23的定位凸台231插接于磁瓦24之间的定位槽241时，磁环21的磁极与磁瓦24外表面的磁极相对应，实现磁环21和磁瓦24的快速定位安装。

可以理解的是，螺纹孔235的数量可以为一个、两个或者多个，可以根据实际情况选择螺纹孔235的数量，当螺纹孔235的数量为两个或者多个时，螺纹孔235环绕设置于磁编架23的中部。

请参阅图9，转轴25包括第一段251、第二段252以及第三段253，第一段251和第三段253分别设置于第二段252的两端，第一段251、第二段252以及第三段253位于同一直线上。第一段251设有第一打筋2511，第一打筋2511用于收容粘接剂，穿过第一段251的转子端板26安装于第一打筋2511处，收容于第一打筋2511的粘接剂用于将转子端板26固定于第一段251。第二段252设有第二平直部2521和胶槽2522，第二平直部2521自第二段252的一端向第二段252的另一端延伸，第二平直部2521用于与第一平直部222配合连接，以使得铁芯22套设于第二段252后，铁芯22不能与第二段252相对转动，只能与第二段252同步转动。胶槽2522螺旋环绕第二段252的表面设置，胶槽2522用于收容粘接剂，以将套设于第二段252的铁芯22固定于第二段252，防止铁芯22沿第二段252的延伸方向（即第二段252的轴向方向）离开第二段252。可以理解的是，在本申请中，胶槽2522的形状为螺旋状，即胶槽2522自始至终为连通结构，第二段252的表面可以设置多个环形胶槽2522，多个胶槽2522之间互不连通。第三段253设有第二打筋2531，第二打筋2531用于收容粘接剂，穿过第三段253的磁编架23安装于第二打筋2531处，粘接剂用于将磁编架23固定于第三段253。

请继续参阅图3和图5，转子端板26设有第一埋线槽261，第一埋线槽261环绕转子端板26设置，第一埋线槽261用于收容芳纶27的起始段271，以使得绕设在转子端板26、磁瓦24表面以及磁编架23表面的芳纶27直径相同，即芳纶27的起始段271围成的外径不大于芳纶27的其他部分的外径，从而使得电动机100的结构更加可靠，同时，芳纶27绕设在转子组件20的外径一致，使得转子组件20在转动时更加安全平稳。

请继续参阅图3和图5，转子组件20还包括第一动平衡件28和/或第二动平衡件29，可以根据实际情况，在调试组装电动机100的时候，在转子端板26设置第一动平衡件28，在磁编架23设置第二动平衡件29，或者，只在转子端板26设置第一动平衡件28，或者，只在磁编架23设置第二动平衡件29，以使得转子组件20在转动的过程中，始终保持稳定转动，降低转子组件20在转动时的震动幅度，提高电动机100的性能。第一动平衡件28和第二动平衡件29均为胶泥，胶泥可以直接粘附于转子端板26和/或磁编架23。

对于上述的前端盖组件30，请参阅图10，前端盖组件30包括前端紧固件31、前盖板32以及第一轴承33。第一轴承33设置于前盖板32，第一轴承33供转轴25的第一段251穿过，并且支撑第一段251转动，前盖板32设置于外壳11的第一端，以盖合收容腔111的第一端，前端紧固件31环绕设置于前盖板32，前端紧固件31用于将前盖板32固定于外壳11的第一端。

对于上述的后端盖组件40，请参阅图10和图11，后端盖组件40包括后端紧固件41、感应器件42、后盖板43以及第二轴承44。第二轴承44和感应器件42设置于后盖板43，第二轴承44用于供转轴25的第三段253穿过，并且支撑第三段253转动，感应器件42包括PCBA（Printed Circuit Board Assembly）板和霍尔元件422，霍尔元件422设置于PCBA板421，PCBA板421与数据传输线60电连接，霍尔元件422用于感应磁环21的磁极信息，从而感应磁瓦24的磁极信息，将磁瓦24的磁极信息通过数据传输线60传输至外界的电调设备，外界的电调设备根据磁瓦24的磁极信息，调整通过三相电源线50向绕组12的供电参数，以使得绕组12产生变化的磁场，以驱动转子组件20转动。后盖板43设置于外壳11的第二端，以盖合收容腔111的第二端，后端紧固件41环绕设置于后盖板43，以将后盖板43固定于外壳11的第二端。

请继续参阅图1，所述电动机100还包括预压结构70，预压结构70套设于转轴25的第一端，并且预压结构70位于转子端板26和第一轴承33之间，预压结构70用于缓冲转子组件20的轴向移动量，以减小转子组件20与前端盖组件30之间的间隙，提高转子组件20在转动过程中的稳定性，同时降低电动机100在工作过程中的噪音。预压结构70包括第一垫片71和弹性垫片72，弹性垫片72靠近转子组件20，第一垫片71靠近第一轴承33，第一垫片71用于支撑弹性垫片72，弹性垫片72用于向转子组件20提供轴向弹性作用力。

本申请的有益效果为：电动机100包括定子组件10、转子组件20、前端盖组件30、后端盖组件40、三相电源线50以及数据传输线60，转子组件20套设于定子组件10内，前端盖组件30和后端盖组件40分别设置于定子组件10的两端，三相电源线50的两端分别与定子组件10电连接以及与外部电源电连接，数据传输线60的两端分别与后端盖组件40电连接以及外界的电调设备电连接，转子组件20包括磁环21、磁编架23、铁芯22、若干磁瓦24、转轴25以及转子端板26，铁芯22套设于转轴25，铁芯22设有第一安装槽221，磁瓦24设置于第一安装槽221，相邻两个磁瓦24之间设有定位槽241，转子端板26套设于转轴25，并且位于铁芯22的第一端，磁编架23套设于转轴25，并且位于铁芯22的第二端，磁编架23的一端设有定位凸台231，定位凸台231与定位槽241插接，磁环21设置于磁编架23的另一端，以使得磁环21的磁极与磁瓦24的磁极相对应，后端盖组件40包括感应器件42，感应器件42用于感应磁环21和磁瓦24的磁极信息，并且将磁极信息发送至外界的电调设备，外界的电调设备根据磁极信息调节外部电源向定子组件10的供电。通过相邻磁瓦24之间设置定位槽241，磁编架23设有定位凸台231，定位凸台231插接于定位槽241的结构，电动机100能够准确定位和装配转子组件20，使得磁环21的磁极和磁瓦24的磁极相对应，提高电动机100的转子组件20的定位精度，从而提高感应器件42对磁瓦24的感应精度，改善电动机100的工作性能。

本申请还提供一种电动玩具，电动玩具包括上述的电动机100，电动机100用于向电动玩具提供动力。电动玩具可以包括无人机，遥控车，电风扇等需要电动机100作为动力源提供动力的设备。对于电动机100的结构和功能可参阅上述的电动机100，此处不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例，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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电动机，其特征在于，包括：

定子组件，包括外壳和绕组，所述外壳设有收容腔，所述绕组收容于所述收容腔；

转子组件，套设于所述绕组内，所述转子组件包括磁环、磁编架、铁芯、若干磁瓦、转轴、芳纶以及转子端板，所述铁芯套设于所述转轴，所述铁芯设有第一安装槽，所述磁瓦设置于所述第一安装槽，相邻两个所述磁瓦之间设有定位槽，所述芳纶绕设于所述磁瓦的外表面，所述转子端板套设于所述转轴，并且所述转子端板位于所述铁芯的第一端，所述磁编架套设于所述转轴，并且所述磁编架位于所述铁芯的第二端，所述磁编架的一端设有定位凸台，所述定位凸台与所述定位槽插接，所述磁环设置于所述磁编架的另一端；所述转子端板设有第一埋线槽，所述磁编架设有第二埋线槽、出线口以及螺纹孔，所述出线口设置于所述第二埋线槽的槽壁，所述第一埋线槽用于收容所述芳纶的起始段，所述第二埋线槽用于收容所述芳纶的结束段，并且所述芳纶的结束段自所述出线口穿出后固定于所述螺纹孔，所述螺纹孔的数量至少为一个，所述螺纹孔设置于所述磁编架的中部；

前端盖组件，包括前端紧固件和前盖板，所述前盖板设置于所述外壳的第一端，所述前端紧固件用于将所述前盖板固定于所述外壳；

后端盖组件，包括后端紧固件、感应器件以及后盖板，所述感应器件设置于所述后盖板，所述感应器件用于感应所述磁环，所述后端紧固件用于将所述后盖板固定于所述外壳的第二端；

三相电源线，所述三相电源线与所述绕组电连接；

数据传输线，所述数据传输线的一端与所述感应器件电连接，所述数据传输线的另一端用于与外界的电调设备电连接。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述铁芯设有第一平直部；

所述转轴包括第一段、第二段以及第三段，所述第一段和所述第三段分别位于所述第二段的两端，所述第二段设有第二平直部，所述第一平直部与所述第二平直部配合连接，以将所述铁芯定位于所述转轴的第二段，所述转子端板套设于所述第一段，所述磁编架套设于所述第三段。

3.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于，

所述第二段设有胶槽，所述第一段靠近所述第二段的一端设有第一打筋，所述第三段靠近所述第二段的一端设有第二打筋，所述胶槽、所述第一打筋以及所述第二打筋均用于存储粘接剂。

4.根据权利要求2所述的电动机，其特征在于，

所述磁编架的另一端设有第二安装槽，所述第二安装槽的槽底设有定位孔；

所述磁环设置于所述第二安装槽，所述磁环设有定位柱，所述定位柱插接于所述定位孔，所述磁环的磁极与所述磁瓦外表面的磁极相对应。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述转子组件还包括第一动平衡件和第二动平衡件，所述第一动平衡件设置于所述转子端板，所述第二动平衡件设置于所述磁编架。

6.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，

所述前端盖组件还包括第一轴承，所述第一轴承设置于所述前盖板，所述第一轴承用于支撑所述转轴的第一段；

所述后端盖组件还包括第二轴承，所述第二轴承设置于所述后盖板，所述第二轴承用于支撑所述转轴的第三段。

7.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于，

所述电动机还包括预压结构，所述预压结构设置于所述转子组件和所述前端盖组件之间，所述预压结构用于缓冲所述转子组件的轴向运动。

8.根据权利要求7所述的电动机，其特征在于，

所述预压结构包括第一垫片和弹性垫片，所述第一垫片和所述弹性垫片均套设于所述转轴，并且所述第一垫片与所述第一轴承抵接，所述弹性垫片与所述转子端板抵接。

9.一种电动玩具，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的电动机，所述电动机为所述电动玩具提供动力。

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