CN114928215A - 电机转子及其制造方法、电机 - Google Patents

Abstract

本发明在第一方面提供一种电机转子，电机转子包括转轴，以及固定于转轴上的转子磁芯，其中转子磁芯的一轴向端面上一体形成编码器码盘。本发明在第二方面提供一种电机，并在第三方面提供一种电机转子的制造方法。根据本发明的电机转子能够保证转子磁芯与其旋转轴的同心度，从而提高电机的定位精度，并且简化了电机结构，使电机结构更为紧凑，安装更为方便。

Description

电机转子及其制造方法、电机

技术领域

本发明涉及驱动技术领域，具体涉及一种电机转子及其制造方法、电机。

背景技术

带编码器的电机通常应用于激光雷达系统等应用中。现有的带编码器的电机中，通常是在电机转子的转轴上装配一编码器码盘，读取装置可以读取编码器码盘上的标尺，从而确定电机的位置、速度等参数。然而此种电机的轴向长度较长，使电机可能占用额外的空间，且该编码器码盘受到组装工序的影响，无法保证与电机的电机转子的同心度及垂直度，使得该编码器码盘的定位精度也受到影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种可以解决或减轻上述问题的电机转子及其制造方法、电机。

为此，本发明在第一方面提供一种电机转子，电机转子包括转轴，以及固定于转轴上的转子磁芯，其中转子磁芯的一轴向端面上一体形成编码器码盘。

在一些实施例中，编码器码盘直接形成在转子磁芯的转子磁芯材料上。

在一些实施例中，转子磁芯的轴向端面具有涂层或镀层，编码器码盘形成在涂层或者镀层上。

在一些实施例中，编码器码盘呈环形，其中心与转子磁芯的旋转中心重合。

在一些实施例中，编码器码盘包括同轴布置的第一标尺及第二标尺，第二标尺设置于第一标尺的径向外侧。

在一些实施例中，第一标尺由多个刻度槽组成，每一刻度槽沿转子磁芯的径向延伸，第一标尺的多个刻度槽的宽度沿周向变化。

本发明在第二方面提供一种电机，包括壳体和设置于壳体内的定子，其中，该电机还包括前述的电机转子，以及至少一编码器读取器。

本发明在第三方面提供一种电机转子的制造方法，其中，该方法包括以下步骤：S1、提供一电机转子本体，电机转子本体包括一转子磁芯；S2、在电机转子本体的一轴向端面上形成一编码器码盘。

在一些实施例中，步骤S2包括：直接在转子磁芯的轴向端面的转子磁芯材料上形成编码器码盘。

在一些实施例中，步骤S2包括：S21：在转子磁芯的轴向端面的转子磁芯材料上设置一基材；S22：在基材上形成编码器码盘。

在一些实施例中，基材为设置在转子磁芯轴向端面上的一环形元件，该环形元件以包覆成型的方式设置在转子磁芯轴向端面。。

在一些实施例中，基材为形成在转子磁芯材料上的涂层或镀层。

本发明通实施例提供的电机转子通过设置与所述电机转子磁心一体形成的编码器码盘，简化了电机的组成，提高了编码器码盘与其旋转轴的同心度，从而减小了电机的定位误差。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的电机的截面图。

图2是图1所示电机的爆炸示意图。

图3是图1中电机的转子的立体图，其中编码器码盘的局部被放大以清楚地显示其构造。

图4是图3所示的电机转子的转子磁芯的截面图。

图5是本发明的第二实施例的转子磁芯的截面图。

图6是本发明的第三实施例的电机转子的立体图。

图7是图6所示的电机转子的部分截面图。

图8是本发明的制造电机转子的方法的流程图。

图9是本发明的制造电机转子的另一种方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明，以使得本发明的技术方案及其有益效果更为清晰明了。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制，附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

参考图1及图2，本发明的第一实施例的电机100包括壳体10、固定地设置在壳体10内部的定子20、与定子20同轴布置的电机转子30以及同样固定于壳体10内的编码器读取器40。其中，所述壳体10包括上壳体12和下壳体14，所述定子20固定地设置于所述下壳体14内部。所述定子20包括沿周向排布的多个定子线圈组22，且该定子20包括一圆柱形内腔，电机转子30可转动地设置在该空腔内。所述电机转子30包括转轴38、固定于转轴38上的转子磁芯34、以及设置于转子磁芯34上的永磁体32。所述转子磁芯34由导磁材料，例如硅钢片，制成。本实施例中，所述永磁体32呈环形，其固定地设置于所述转子磁芯34的外围。且该永磁体32包括至少一对磁极，所述至少一对磁极的N级和S级沿周向交替布置。该电机转子30设置于所述定子20的空腔中，且所述多个定子线圈组22所述电机转子30的磁极相对。所述编码器读取器40与所述上壳体12固定，且该编码器读取器40朝向所述转子磁芯34的轴向端面设置。所述定子20通电时产生交变磁场，与所述永磁体32的磁极作用而驱动该永磁体32围绕其中心轴旋转，进而带动所述电机转子30转动。

参考图3及图4，转子磁芯34大致呈圆筒状，具有一封闭端和开口端。转子磁芯34的封闭端具有一个沿其轴线贯穿的轴孔342，所述转轴38固定地插设于该轴孔342中。在本发明的第一实施例的电机转子30中，所述转子磁芯34包括一个形成在该转子磁芯34的轴向端面的转子磁芯材料上的编码器码盘36，该编码器码盘36大致呈环形，其包括第一标尺362及第二标尺364，所述第一标尺362及第二标尺364均呈环形，且两者同轴地布置，其中第二标尺364设置于第一标尺362的径向外侧。在本实施例中，第一标尺362和第二标尺364均由沿周向排布的多个凹陷的刻度槽组成，每一刻度槽沿电机转子30的转子磁芯34的径向延伸，且第一标尺362的多个刻度槽的宽度沿周向变化，以便于令编码器读取器40进行读取识别。在一实施例中，所述编码器码盘36可以通过直接在转子磁芯34的端面进行蚀刻得到，也可以由直接绘制在转子磁芯34的轴向端面上。可以理解，在其他实施方式中，只要能够由读取装置42准确读取即可。

再次参考图1及图2，根据本发明的电机中的编码器读取器40上设置有读取装置42，所述读取装置42朝向所述转子磁芯34的轴向端面设置，且该读取装置42被设置为沿轴向与所述编码器码盘36对齐。所述读取装置42用于读取所述编码器码盘36上的信息，该读取装置42例如可以是光电传感器，其通过向所述编码器码盘36发射光线并接受返回的光线来识别编码器码盘36上的刻度槽等标示特征，从而对编码器码盘36进行定位。在本实施例中，该读取器优选地同时读取第一标尺362和第二标尺364上的刻度槽的相对位置和第一标尺362上刻度槽的周向宽度，从而在电机转子30转动时获得电机转子30转动位置的信息。

在使用时，所述电机转子30的转动使得所述编码器码盘36随所述电机转子30一同转动，所述编码器读取器40上的读取装置42可以随时读取所述编码器码盘36上的标尺，从而确定该电机转子30的转动位置。由于编码器码盘36直接形成在所述转子磁芯34的轴向端面，因此通过保证转子磁芯34相对于旋转轴线的同心度即可同时保证编码器码盘36相对于旋转轴线的同心度，从而提高定位精度。同时，将编码器码盘36一体形成在转子磁芯34上也避免了轴向方向上额外增加零部件，从而缩短了电机的轴向长度，使得电机结构更为紧凑，占有的安装空间更少。

参考图5，其示出了本发明的第二实施例的转子磁芯64，其与第一实施例相似的部分在此不再赘述，其与第一实施例的区别在于，本实施例的转子磁芯64的轴向端面上一体设置有一层涂层或镀层65，而所述编码器码盘66形成在该涂层或镀层65上。该涂层或镀层65可以由涂在所述轴向端面上的涂料组成，或者也可以由镀覆在该轴向端面上的金属材料组成。与本发明的第一实施例类似，本发明的第二实施例的编码器码盘66也可以包括第一标尺及第二标尺，对于其具体结构可参考上述描述，在此不再赘述。

参考图6及图7，所示为本发明的第三实施例的电机转子50，类似于上述实施例，本实施例的电机转子50也包括同轴转轴58、固定于转轴58上的转子磁芯54以及固定转子磁芯54上的永磁体52，本实施例与上述第一实施例的区别在于：本实施例中的电机转子50还包括一个固定设置在转子磁芯54的轴向端面上的环形元件53。在本实施例中，该环形元件53与该转子磁芯54一体成型方式相对固定，该环形元件53可以由例如玻璃等非金属材料或者铁等金属材料组成，所述环形元件53的一个轴向端面与该转子磁芯结合为一体，而所述环形元件53的另一轴向端面上形成有编码器码盘56。与本发明的第一实施例类似，本发明的第三实施例的编码器码盘56也可以包括第一标尺及第二标尺，对于其具体结构可参考上述描述，在此不再赘述。

上述第二及三实施例相对于实施例一均是在转子磁芯的端部额外设置一基材，例如实施例1中的涂层或镀层65，实施例二中的环形元件53，并将编码器码盘56形成在该基材上。

下面结合图8说明本发明的电机转子的制造方法。本发明一实施例的制造方法包括：步骤S1，提供一电机转子本体，所述电机转子本体包括转子磁芯；步骤S2，在所述转子磁芯的一轴向端面上形成一编码器码盘。优选地，该编码器码盘以所述电机转子本体的旋转轴心作为基准而形成，因而能够确保编码器码盘与转子本体的同轴度，提高定位精度。具体地，在步骤S2中，直接在所述转子磁芯的轴向端面上刻制或印制所述编码器码盘。

可以理解地，在一些实施例中，步骤S1中的电机转子本体还包括转轴和/或永磁体，所述磁芯固定于所述转轴上，所述永磁体附接在转子磁芯上，也就是说，先将转子磁芯与转轴和/或永磁体连接后再在转子磁芯上形成编码器码盘。

在一些实施例中，所述编码器码盘可以由第一标尺和第二标尺组成，该第一标尺和第二标尺由直接刻制在转子磁芯的轴向端面上的多个刻度槽组成。可以理解地，在其它实施例中，该编码器码盘也可以由直接绘制在该轴向端面上的明暗相间的图案组成，只要能够令读取装置准确读取即可。

进一步地，参考图9，其示出了本发明的电机转子的另一种的制造方法的流程图。其中步骤S1与上述步骤S1相同，在此不再赘述，而步骤S2则包括进一步的步骤S21及S22。在步骤S21中，在所述转子磁芯的轴向端面的转子磁芯材料上设置一基材，在一实施例中，所述基材为涂层或镀层，该涂层或镀层可以由涂在所述轴向端面上的涂料组成，或者是由形成在该轴向端面上的玻璃等非金属材料组成，或者也可以由镀覆在该轴向端面上的金属材料组成。在另一实施例中，所述基材为一成型地设置在所述转子磁芯轴向端面上的一环形元件，该环形元件可以由例如玻璃等非金属材料或者铁等金属材料制成，以包覆成型的方式设置在所述转子磁芯轴向端面。该环形元件大致呈环形的片状并与所述转子磁芯同轴设置，其一个轴向的端面与所述转子磁芯的所述轴向端面贴合。之后，在步骤S22中，在所述基材，如该涂层或镀层，或者该环形元件上形成所述编码器码盘，该编码器码盘与上述实施例中的编码器码盘具有类似的构造，在此不再赘述。

同样，在一些实施例中，步骤S1中的电机转子本体还包括转轴和/或永磁体，所述磁芯固定于所述转轴上，所述永磁体附接在转子磁芯上，也就是说，先将转子磁芯与转轴和/或永磁体连接后再在转子磁芯的轴向端面上的涂层或镀层上形成编码器码盘。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于以上列举的实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种电机转子，所述电机转子包括转轴，以及固定于所述转轴上的转子磁芯，其特征在于，所述转子磁芯的一轴向端面上一体形成编码器码盘。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述编码器码盘直接形成在所述转子磁芯的转子磁芯材料上。

3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述转子磁芯的所述轴向端面具有涂层或镀层，所述编码器码盘形成在所述涂层或者镀层上。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电机转子，其特征在于，所述编码器码盘呈环形，其中心与所述转子磁芯的旋转中心重合。

5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述编码器码盘包括同轴布置的第一标尺及第二标尺，所述第二标尺设置于所述第一标尺的径向外侧。

6.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述第一标尺由多个刻度槽组成，每一所述刻度槽沿所述转子磁芯的径向延伸，所述第一标尺的多个所述刻度槽的宽度沿周向变化。

7.一种电机，包括壳体和设置于所述壳体内的定子，其特征在于，所述电机还包括根据权利要求1-6中任一项所述的电机转子，以及至少一编码器读取器。

8.一种电机转子的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、提供一电机转子本体，所述电机转子本体包括一转子磁芯；

S2、在所述电机转子本体的一轴向端面上形成一编码器码盘。

9.根据权利要求8所述的电机转子的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括：直接在所述转子磁芯的轴向端面的转子磁芯材料上形成所述编码器码盘。

10.根据权利要求8所述的电机转子的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21：在所述转子磁芯的轴向端面的转子磁芯材料上设置一基材；

S22：在所述基材上形成所述编码器码盘。

11.根据权利要求10所述的电机转子的制造方法，其特征在于，所述基材为设置在所述转子磁芯轴向端面上的一环形元件，该环形元件以包覆成型的方式设置在所述转子磁芯轴向端面。

12.根据权利要求10所述的电机转子的制造方法，其特征在于，所述基材为形成在转子磁芯材料上的涂层或镀层。

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