CN115224829A - 具有非圆形定子的电机 - Google Patents

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M·霍塞克
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Abstract

一种装置包括具有转子和定子的电机，其中转子至少部分位于定子的转子容纳区域中，其中定子包括至少一个线圈绕组和齿部，其中至少一个线圈绕组位于齿部中的至少一些齿部上，其中齿部包括齿部的第一集合和齿部的第二集合，其中第一齿部集合中的齿部比第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域更远。

Description

具有非圆形定子的电机
本申请是申请日为2016年2月2日、申请号为201680020483.9、发明名称为“具有非圆形定子的电机”的申请的分案申请。
技术领域
示例性非限制性实施例总体上涉及电机，并且更具体地涉及具有非圆形定子的电机。
背景技术
电机通常用于向自动化机械装置的各种移动元件提供平移或旋转运动。所使用的电机通常包括与静止元件(定子)组装的旋转元件(转子)。磁体位于旋转元件与静止元件之间或直接位于旋转元件上。线圈围绕静止元件上的软铁芯进行缠绕，并且位于磁体附近。
在操作电动机时，电流通过线圈，生成作用于磁体的磁场。当磁场作用于磁体时，旋转元件的一个侧面被推动并且旋转元件的相对侧被拉动，这从而引起旋转元件相对于静止元件旋转。旋转的效率至少部分基于所使用的磁性部件的形状和制造电动机所使用的材料的特性。
发明内容
以下概述仅意图是示例性的。该概述并非意图限制权利要求的范围。
根据一个方面，一种装置包括具有转子和定子的电机。转子至少部分位于定子的转子容纳区域中。定子包括至少一个线圈绕组和齿部。至少一个线圈绕组位于齿部中的至少一些齿部上，其中齿部包括齿部的第一集合和齿部的第二集合。第一齿部集合中的齿部比第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域更远。
根据另一示例性方面，一种方法可以包括形成具有齿部的定子构件。定子可以包括转子容纳区域，其中齿部可以包括齿部的第一集合和齿部的第二集合。第一齿部集合中的齿部可以比第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域更远。该方法还可以包括在齿部中的至少一些齿部上定位至少一个线圈绕组。
根据另一示例性方面，一种装置可以包括电机，该电机包括转子和定子。转子可以至少部分位于定子的转子容纳区域中。定子可以包括定子构件，定子构件具有齿部和与转子容纳区域间隔开的至少一个部件容纳区域。齿部可以包括齿部的第一集合和齿部的第二集合，其中第一齿部集合中的齿部可以比第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域更远，并且其中第二齿部集合比第一齿部集合更接近至少一个部件容纳区域。至少一个线圈绕组可以位于定子构件上。至少一个部件可以可移动地位于至少一个部件容纳区域中。
附图说明
在结合附图进行的以下描述中，说明前述方面和其他特征，在附图中：
图1A是电机组件的一个示例性实施例的等距图；
图1B是图1A的电机组件的定子的等距图；
图1C是图1A的电机组件的定子芯的等距图；
图1D是图1A的电机组件的定子的截面图；
图2A是电机组件的一个示例性实施例的等距图；
图2B是图2A的电机组件的定子的等距图；
图2C是图2A的电机组件的定子芯的等距图；
图2D是图2A的电机组件的定子和转子的截面图；
图3A是电机组件的一个示例性实施例的等距图；
图3B是图3A的电机组件的定子的等距图；
图3C是图3A的电机组件的定子芯的等距图；
图3D是图3A的电机组件的定子和转子的截面图；
图4是电机组件的一个示例性实施例的顶视图；
图5是电机组件的一个示例性实施例的顶视图；
图6是电机组件的一个示例性实施例的顶视图；
图7是电机组件的一个示例性实施例的顶视图；
图8A是电机组件的一个示例性实施例的等距截面图；
图8B是图8A的电机组件的定子芯的等距截面图；
图8C是图8A的电机组件的转子部分的等距截面图；
图9A是电机组件的一个示例性实施例的等距截面图；
图9B是图9A的电机组件的定子芯的等距图；
图9C是图9A的电机组件的截面图；
图9D是图9A的电机组件的定子芯的等距截面图；
图9E是图9A的电机组件的定子芯的局部等距截面图；
图10是机器人驱动器的等距图；
图11是机器人驱动器的等距图；
图12是机器人驱动器的底视图；
图13是机器人驱动器的侧视图；
图14是机器人驱动器的等距图；
图15是机器人驱动器的侧视图；
图16是机器人驱动器的分解等距图；
图17是机器人驱动器的分解等距图；以及
图18是机器人驱动器的分解等距图。
具体实施方式
参考图1A，示出了包括有示例实施例的特征的电机组件10的等距图。尽管将参考附图中示出的示例实施例来描述特征，但是应当理解，特征可以以很多替代形式的实施例来实施。此外，可以使用任何合适的尺寸、形状或类型的元件或材料。
还参考图1B，示出了图1A的电机组件10的定子12的等距图。还参考图1C，示出了图1A的电机组件10的定子芯14的等距图。还参考图1D，示出了图1A的电机组件10的定子12的截面图。尽管将参考附图中示出的示例实施例来描述特征，但是应当理解，特征可以以很多替代形式的实施例来实施。此外，可以使用任何合适的尺寸、形状或类型的元件或材料。例如，如图所示，电机10具有径向通量设计。在替代实施例中，电机可以具有轴向通量设计或混合三维通量设计。本文中公开的实施例的特征可以类似地应用于包括有包括软磁材料的芯的任何电机、系统或部件。
电机10和电机10内的子部件可以具有以下参考文献中所公开的特征，这些参考文献全部在此通过引用整体并入本文：2014年9月30日提交的题为“Structures Utilizing aStructured Magnetic Material and Methods for Making”的美国专利申请序列号14/501,603；2014年9月30日提交的题为“Structures Utilizing a Structured MagneticMaterial and Methods for Making”的美国专利申请序列号14/501,668；2014年1月9日公开的题为“Hybrid Field Electric Motor”的美国专利公开No.2014/0009025A1；2013年1月3日公开的题为“System and Method for Making Structured Magnetic Materialfrom Insulated Particles”的美国专利公开No.2013/0000861A1；2013年1月3日公开的题为“System and Method for Making a Structured Material”的美国专利公开No.2013/0004359A1；2013年1月3日公开的题为“Structured Magnetic Material”的美国专利公开No.2013/0002085A1；2014年4月17日公开的题为“Hybrid Motor”的美国专利公开No.2014/0103752A1号；2013年11月7日公开的题为“System and Method for Making a StructuredMagnetic Material with Integrated Particle Insulation”的美国专利公开No.2013/0292081A1；2013年1月3日公开的题为“System and Method for Making a StructuredMagnetic Material via Layered Particle Deposition”的美国专利公开No.2013/0000860A1；以及2013年1月3日公开的题为“System and Method for Making aStructured Magnetic Material with Integrated Particle Insulation”的美国专利公开No.2013/0000447A1。
在图1A中，电机10被示出为具有基本上椭圆形的定子12，定子12具有定子芯14和绕组16。在图1A-1D所示的实施例中，定子12被示出为具有芯14，芯14具有短的定子齿部18和长的定子齿部20。在替代方面，齿部18、20可以具有相同的长度或更多不同长度。长齿部20可以具有比短齿部更多的绕组匝数，例如，以对于给定电流获得更多扭矩输出。备选地，长齿部20可以具有与短齿部相同的匝数，但是使用较粗的电线来降低整体的相阻。备选地，可以在所有的齿部(长和短)上使用较粗的电线，并且总的绕组匝数可以保持与传统的圆形电机相同或更高。例如，在三相电机中，每个相绕组可以分别占用相等数目的短齿部和长齿部。备选地，定子齿部的数目不限于12。在所示的实施例中，转子22被示出为圆柱形，并且具有转子芯24和转子磁体26。备选地，转子可以具有任何合适的形状。图1A示出了构成电机10的转子22定子12组合，其中电机10被示出为无框电机。在替代方面，框架可以容纳转子22和定子12，定子12具有用于转子22的合适轴承和联接到转子22的输出元件。在所示的实施例中，示出了两个长度的定子齿部。在替代方面，可以为与不同齿部相对应的更多或更少不同的绕组设置更多或更少不同长度的齿部。在该实施例中，装置被示出为具有转子22和定子12的电机10，其中转子22至少部分位于定子12的转子容纳区域30中。定子12包括至少一个线圈绕组16和齿部18、20。至少一个线圈绕组16位于齿部18、20中的至少一些齿部上，其中齿部包括齿部20的第一集合和齿部18的第二集合。第一齿部集合20中的齿部比第二齿部集合18中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域30更远。这里，定子可以包括形成齿部的定子构件。每个齿部的基部32可以位于定子构件中形成定子构件的外周壁34的部分处。外周壁34可以具有如以下中的至少一项的形状：基本上椭圆形形状，基本上三角形形状、基本上正方形形状、基本上矩形形状或基本上多边形形状。在替代方面，可以设置任何合适的形状。在替代方面，至少一个线圈绕组16可以位于第一齿部集合和第二齿部集合上。至少一个线圈绕组16可以在第一齿部集合上包括比在第二齿部集合上更多的绕组匝数，和/或其中至少一个线圈绕组16可以在第一齿部集合20上包括比在第二齿部集合18上更粗的电线。
现在参考图2A，示出了具有三角形形状的定子62的电机组件60的等距图。还参考图2B，示出了图2A的电机组件60的定子62的等距图。还参考图2C，示出了图2A的电机组件60的定子芯64的等距图。还参考图2D，示出了图2A的电机组件60的定子62的截面图。在图2A中，示出了电机60，其中定子62是具有定子芯64和绕组66的三角形形状。在图2A-2D所示的实施例中，示出了具有芯64的定子62，芯64具有短的定子齿部68和长的定子齿部70。在替代方面，齿部68、70可以具有相同的长度或更多不同长度。长齿部70可以具有比短齿部更多的绕组匝数，例如，以对于给定电流，获得更多的扭矩输出。备选地，长齿部70可以具有与短齿部相同的匝数，但是使用较粗的电线来降低整体的相阻。备选地，可以在所有的齿部(长和短)上使用较粗的电线，并且总的绕组匝数可以保持与传统的圆形电机相同或更高。例如，在三相电机中，每个相绕组可以分别占用相等数目的短齿部和长齿部。备选地，定子齿部的数目不限于12。在所示的实施例中，转子72被示出为圆柱形，并且具有转子芯74和转子磁体76。备选地，转子可以具有任何合适的形状。图2A示出了构成电机60的转子72定子62组合，其中电机60被示出为无框电机。在替代方面，框架可以容纳转子72和定子62，定子62具有用于转子72的合适轴承和联接到转子72的输出元件。在所示的实施例中，示出了多个长度的定子齿部。在替代方面，可以为与不同齿部相对应的更多或更少不同的绕组设置更多或更少不同长度的齿部。在该实施例中，装置被示出为具有转子72和定子62的电机60，其中转子72至少部分位于定子62的转子容纳区域80中。定子62包括至少一个线圈绕组66和齿部68、70。至少一个线圈绕组66位于齿部68、70中的至少一些齿部上，其中齿部包括齿部70的第一集合和齿部68的第二集合。第一齿部集合70中的齿部比第二齿部集合68中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域80更远。这里，定子可以包括形成齿部的定子构件。每个齿部的基部82可以位于定子构件中形成定子构件的外周壁84的部分处。外周壁84可以具有如以下各项中的至少一项的形状：基本上椭圆形形状、基本上三角形形状、基本上正方形形状、基本上矩形形状或基本上多边形形状。在替代方面，可以设置任何合适的形状。在替代方面，至少一个线圈绕组66可以位于第一齿部集合70和第二齿部集合68上。至少一个线圈绕组66可以在第一齿部集合上包括比在第二齿部集合上更多的绕组匝数，和/或其中至少一个线圈绕组66可以在第一齿部集合上包括比在第二齿部集合上更粗的电线。
在图3A中，电机110被示出为具有包括定子芯114和绕组116的基本上正方形形状的定子112。在图3A-3D所示的实施例中，示出了具有芯114的定子112，芯114具有短的定子齿部118和长的定子齿部120。在替代方面，齿部118、120可以具有相同的长度或更多不同长度。长齿部120可以具有比短齿部118更多的绕组匝数，例如，以对于给定电流，获得更多的扭矩输出。备选地，长齿部120可以具有与短齿部118相同的匝数，但是使用较粗的电线来降低整体的相阻。备选地，可以在所有的齿部(长和短)上使用较粗的电线，并且总的绕组匝数可以保持与传统的圆形电机相同或更高。例如，在三相电机中，每个相绕组可以分别占用相等数目的短齿部和长齿部。备选地，定子齿部的数目不限于12。在所示的实施例中，转子122被示出为圆柱形，并且具有转子芯124和转子磁体126。备选地，转子可以具有任何合适的形状。图3A示出了构成电机110的转子122定子112组合，其中电机110被示出为无框电机。在替代方面，框架可以容纳转子122和定子112，定子112具有用于转子122的合适轴承和联接到转子122的输出元件。在所示的实施例中，示出了两个长度的定子齿部。在替代方面，可以为与不同齿部相对应的更多或更少不同的绕组设置更多或更少不同长度的齿部。在该实施例中，装置被示出为具有转子122和定子112的电机110，其中转子122至少部分位于定子112的转子容纳区域130中。定子112包括至少一个线圈绕组116和齿部118、120。至少一个线圈绕组116位于齿部118、120中的至少一些齿部上，其中齿部包括齿部120的第一集合和齿部118的第二集合。第一齿部集合120中的齿部比第二齿部集合118中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域130更远。这里，定子可以包括形成齿部的定子构件。每个齿部的基部132可以位于定子构件中形成定子构件的外周壁134的部分处。外周壁134可以具有如以下中的至少一项的形状：基本上椭圆形形状、基本上三角形形状、基本上正方形形状、基本上矩形形状或基本上多边形形状。在替代方面，可以设置任何合适的形状。在替代方面，至少一个线圈绕组116可以位于第一齿部集合118和第二齿部集合120上。至少一个线圈绕组116可以在第一齿部集合118上包括比在第二齿部集合120上更多的绕组匝数，和/或其中至少一个线圈绕组116可以在第一齿部集合118上包括比在第二齿部集合120上更粗的电线。
现在参考图4，示出了电机组件160的一个示例性实施例的顶视图，电机组件160具有定子162，定子162具有在磁极166、168的子集上的绕组164。这里，在图4中，示出了椭圆形定子162和转子170。这里，在12个定子齿部中，只有6个齿部中存在绕组。备选地，可以设置更多或更少的齿部和/或绕组。这里，该实施例允许较大的转子和因此较大的滚珠丝杆，例如在Z电机中。备选地，具有关于附图和此处描述的形状或其他形状的类似实施例也是可能的。这里，作为示例，不带线圈的齿部168的存在可以实现齿槽转矩的最小化。在所示的装置中，至少一个线圈绕组164可以位于第一齿部集合166上但并未位于第二齿部集合168上。在替代方面，可以设置具有更多或更少的绕组的更多或更少的齿部。例如，如图5所示，可以沿着某些方向不为定子设置磁极或绕组。
现在参考图5，示出了电机组件210的一个示例性实施例的顶视图。在图5中，示出了与关于图4所示的相似定子，但是在某些定子部分212、214中没有齿部。作为示例，该实施例可以允许较大的转子和较大的滚珠丝杆的封装。此外，该实施例可以适用于例如关于附图和这里的描述的其他形状。在图5的装置210中，齿部216可以朝着转子容纳区域218径向向内延伸，其中齿部216可以并未沿着例如大约40至100度的弧线或其他合适的角度或角度范围而位于转子容纳区域218的两个相对侧212、214上。
现在参考图6，示出了电机组件260的一个示例性实施例的顶视图。电机260具有定子262，定子262具有切口264，以用于例如Z电机滚珠丝杆等的其他部件266的替代封装。切口268还可以被设置以实现对称性。备选地，可以设置更多或更少的切口。在图6中，可以示出图4的定子凹槽264、266的相对侧的变型，以允许将其他组件部件(诸如Z电机的滚珠丝杆)封装在机器人组件中。所公开的内容也可以备选地应用于上面各图。在该装置中，定子262可以包括形成齿部272的定子构件270，其中定子构件可以包括与转子容纳区域274间隔开的至少一个部件容纳区域264。至少一个部件容纳区域264的尺寸和形状可以被确定为使得部件266能够可移动地定位在其中。这里，至少一个部件容纳区域264可以具有平行于转子容纳区域274的中心轴线282的中心轴线280。至少一个部件容纳区域264可以在定子构件262的横向侧周壁286处具有开口侧284。此外，除了定子构件的顶部侧和底部侧之外，至少一个部件容纳区域264可以是基本上封闭的，例如，如图7所示。还参考图7，示出了电机组件260'的替代示例性实施例的顶视图。这里，定子262'被示出为具有孔264'，以便于封装，例如以考虑Z电机滚珠丝杆280。在图7所示的实施例中，定子壳体262'具有孔264'，以使得来自另一电机(诸如Z电机)的滚珠丝杆280能够通过。所公开的内容也可以备选地应用于上面各图。这里，至少一个部件280可以可移动地位于至少一个部件容纳区域264中，其中至少一个部件280可以是具有位于至少一个部件容纳区域264中的螺纹的杆。杆可以被配置为在至少一个部件容纳区域中旋转。至少一个部件容纳区域可以被构造以使得定子沿着杆纵向地上下移动。如关于图10-18所示，该装置还可包括其中具有定子的电机壳体。定子壳体可以连接到杆的螺纹，使得杆的旋转引起电机壳体沿着杆纵向移动。
现在参考图8A，示出了具有定子312和转子314的电机组件310的一个示例性实施例的等距截面图，其中转子314具有第一部分318和第二部分320。这里，作为示例，示出了具有非圆柱形气隙的非圆形定子。还参考图8B，示出了图8A的电机组件的定子芯316的等距截面图。还参考图8C，示出了图8A的电机组件的转子部分320的等距截面图。图8A至图8C示出了具有非圆柱形气隙322的转子定子组，例如以便增加通过线圈324的总磁通量。这里，定子312具有凸形定子齿部326，并且转子314具有凹形转子磁体330和轭332。此外，转子可以由两个半部318、320制成，以便于组装。所公开的内容也可以备选地应用于上面各图。这里，气隙322可以在定子312与转子314之间设置于转子容纳区域处，其中气隙322具有不均匀圆柱形的形状。这里，转子314可以包括第一顶部侧元件320和第二底部侧元件318，第一顶部侧元件320和第二底部侧元件318具有以相反方向定向的基本上锥形的形状。在替代方面，可以使用其他形状。
现在参考图9A-9E，示出了具有用于促进三维通量流动的特征的示例性非圆形定子。现在参考图9A，示出了具有定子362和转子364的电机组件360的一个示例性实施例的等距截面图。还参考图9B，示出了图9A的电机组件360的定子芯366的等距图。还参考图9C，示出了图9A的电机组件360的截面图。还参考图9D，示出了图9A的电机组件的定子芯366的等距截面图。还参考图9E，示出了图9A的电机组件的定子芯366的局部等距截面图。在图9A-9E中，示出了二维372、374中逐渐变窄的定子齿部368和线圈370。这为更多的绕组匝数提供了空间。这里，定子外壁376可以沿着轴线方向选择性地延伸，以提供更多的区域供通量流过。此外，定子靴部380在内径处也可以轴向延伸382、384以实现更多的区域以供通量流过。这里，几何形状使得能够使用更长的磁体386来增加磁通流。这些特征可以一起使用或以任何组合使用。所公开的内容也可以备选地应用于上面各图。例如，在该装置中，齿部中的至少一些齿部可以沿着如图所示的两个正交方向或以其他方式逐渐变窄。这里，定子可以包括形成齿部368的定子构件366、在齿部的外端处的外周壁376和在齿部内端处的相应的靴部380。齿部的顶部侧390和底部侧392可以分别相对于外周的顶部侧394、396和底部侧398、400而凹陷。在该装置中，定子构件可以是单件元件，或者多件元件。
在替代方面，非圆形定子也可以用于无槽电机。例如，这可以采用沿着定子圆周的可变数目的绕组匝数和变化的壁厚度的形式。对于所公开的内容，定子材料可以是各向异性的，诸如层压钢，或者可以是各向同性，诸如软磁性复合材料。此外，定子可以兼作电机壳体。例如，定子上可以加工有安装特征，并且可以直接安装到机械或被驱动部件。在替代方面，任何合适的形状、三角形、椭圆形、正方形或其他形状可以设置有任何合适的齿部/磁体组合，例如6齿部构造、12齿部构造、24齿部构造或其他构造。类似地，可以设置具有减少线圈的任何合适的非圆形定子(以上或任何合适的横截面中的任何一种)。类似地，可以设置具有凹形形状的任何合适的非圆形定子，例如以配合具有通孔的滚珠丝杆或非圆形定子，例如以配合滚珠丝杆。类似地，可以设置具有层叠定子的任何合适的非圆形电机或具有复合定子的非圆形电机。类似地，可以设置具有3D通量特征(例如凹陷线圈)的任何合适的非圆形电机、或者具有混合场特征(例如圆锥形拓扑结构)的非圆形电机、或无槽非圆形电机。类似地，可以设置与电机壳体集成的任何合适的非圆形定子。如下所示，可以设置椭圆形或非圆形电机在机器人中的使用，例如在Z轴实施例、θ轴实施例或其他实施例中。
现在参考图10-11，示出了机器人驱动器510的等距图。还参考图12，示出了机器人驱动器510的底视图。还参考图13，示出了机器人驱动器510的侧视图。还参考图14，示出了机器人驱动器510的等距图。还参考图15，示出了机器人驱动器510的侧视图。还参考图16-18，示出了机器人驱动器510的分解等距图。机器人510可具有如授权日期为2015年5月6日题为“Robot with Heat Dissipating Stator”的美国专利No.8,716,909中所公开的特征，其全部内容通过引用并入本文。机器人510具有包括Z电机组件的壳体512和耦合在壳体512的下部处的壳体514。Z电机组件和壳体514可以包括本文中公开的非圆形定子和电机组件的特征。T电机组件和壳体516可以在壳体512内竖直地移动并且可以联接到波纹管518，并且还经由滑块520联接到壳体512，滑块520限制T电机组件和壳体516沿着竖直方向移动。螺杆522联接到Z电机组件和壳体514并且由Z电机组件和壳体514旋转，并且具有联接到T电机组件和壳体516的螺母，螺母由于螺杆522的旋转而被驱动并且在壳体512内竖直可移动，该螺杆522由Z电机组件的转子和壳体514旋转。T电机组件和壳体516可以包括作为所公开的实施例中的任何一个的转子和定子组，例如，T电机组件和壳体516可以包括如图6、7所示的一个或多个堆叠的转子和定子组，或者其中与具有圆形定子的布置相比，丝杆522可以被封装成更接近T电机组件和壳体516的旋转中心。参考图13，该装置还可以包括从T电机组件的一个或多个转子和壳体516延伸的一个或多个驱动轴530、以及连接到驱动轴的机械臂532。这里，安装凸缘524可以联接到壳体512和波纹管518，将空气526与真空528分离，其中输出轴530和臂532处于真空环境中。这里，图10-18示出了机器人驱动器510，以示出非圆形电机的实施例。这里，非圆形电机可以在任何合适的轴线上使用，以便有效地封装附加的或互补的部件。例如，机器人可以使用非圆形或“足球”形状的Z轴电机以及圆形或具有穿过其的孔或穿过其的半圆形切割的矩形T轴电机，以产生从T轴电机的中心到滚珠丝杆的较小的距离。这里，可以在机器人中设置一个或多个非圆形电机以优化封装，使得可以对电机进行封装以有效地利用空间，例如滚珠丝杆穿过T型电机，由于Z电机的形状或其他原因而造成滚珠丝杆轴线到框架的距离减小。
根据一个示例性方面，一种装置包括具有转子和定子的电机。转子至少部分位于定子的转子容纳区域中。定子包括至少一个线圈绕组和齿部。至少一个线圈绕组位于至少一些齿部上，其中齿部包括齿部的第一集合和齿部的第二集合。第一齿部集合中的齿部比第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域更远。
在该装置中，定子可以包括形成齿部的定子构件。每个齿部的基部可以位于定子构件中形成定子构件的外周壁的部分处。外周壁具有如下述各项中的至少一项的形状：基本上椭圆形形状、基本上三角形形状、基本上正方形形状、基本上矩形形状或基本上多边形形状。
在该装置中，定子可以包括形成齿部的定子构件，其中定子构件可以包括与转子容纳区域间隔开的至少一个部件容纳区域。至少一个部件容纳区域的尺寸和形状被确定为使得部件可移动地定位在部件容纳区域中。
在该装置中，至少一个部件容纳区域可以具有与转子容纳区域的中心轴线平行的中心轴线。
在该装置中，至少一个部件容纳区域可以在定子构件的横向侧周壁处具有开口侧。
在该装置中，除了定子构件的顶部侧和底部侧处之外，至少一个部件容纳区域可以是基本上封闭的。
在该装置中，齿部可以朝着转子容纳区域径向地向内延伸。齿部可以并未沿着大约40至100度的弧线位于转子容纳区域的两个相对的侧面上。
在该装置中，至少一个线圈绕组可以位于第一齿部集合上而并未位于第二齿部集合上。
在该装置中，至少一个线圈绕组可以位于第一和第二齿部集合上。至少一个线圈绕组可以在第一齿部集合上包括比在第二齿部集合上更多的绕组匝数，和/或其中至少一个线圈绕组可以在所述第一齿部集合上包括比在第二齿部集合上更粗的电线。
在该装置中，可以在定子与转子之间在转子容纳区域处设置间隙，其中间隙具有非均匀圆柱形的形状。
在该装置中，转子可以包括具有在相反的方向上定向的基本上锥形形状的第一顶部侧元件和第二底部侧元件。
在该装置中，齿部中的至少一些齿部可以在两个正交方向上逐渐变窄。
在该装置中，定子可以包括形成齿部的定子构件、在齿部的外端处的外周壁和在齿部的内端处的相应靴部。齿部的顶部侧和底部侧可以相对于外周的顶部侧和底部侧以及靴部而凹陷。
在该装置中，定子构件可以是单件元件。
该装置还可以包括从转子延伸的驱动轴和连接到驱动轴的机械臂。
根据另一示例性方面，一种方法可以包括形成具有齿部的定子构件。定子可以包括转子容纳区域，其中齿部可以包括齿部的第一集合和齿部的第二集合。第一齿部集合中的齿部可以比第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域更远。该方法还可以包括在至少一些齿部上定位至少一个线圈绕组。
根据另一示例性方面，一种装置可以包括具有转子和定子的电机。转子可以至少部分位于定子的转子容纳区域中。定子可以包括定子构件，其具有齿部和与转子容纳区域间隔开的至少一个部件容纳区域。齿部可以包括齿部的第一集合和齿部的第二集合，其中第一齿部集合中的齿部可以比第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离转子容纳区域更远，并且其中第二齿部集合比第一齿部集合更接近至少一个部件容纳区域。至少一个线圈绕组可以在定子构件上。至少一个部件可以可移动地位于至少一个部件容纳区域中。
该装置还可包括其中至少一个部件包括具有位于至少一个部件容纳区域中的螺纹的杆。杆可以被配置为在至少一个部件容纳区域中旋转。至少一个部件容纳区域可以被构造用于使定子沿着杆纵向地上下移动。
该装置还可以包括其中具有定子的电机壳体。定子壳体可以连接到杆的螺纹，使得杆的旋转引起电机壳体沿着杆纵向移动。
应当理解，前面的描述仅是说明性的。本领域技术人员可以设想各种替代和修改。例如，在各种从属权利要求中记载的特征可以以任何合适的组合彼此组合。此外，来自上述不同实施例的特征可以选择性地组合成新的实施例。因此，说明书旨在包括落在所附权利要求的范围内的所有这样的替代方案、修改和变化。

Claims (41)

1.一种装置，包括：
电机，所述电机包括：
转子；以及
定子，其中所述转子至少部分位于所述定子的转子容纳区域中，其中所述定子包括：
定子构件，具有齿部和与所述转子容纳区域间隔开的至少一个部件容纳区域，其中所述齿部包括第一齿部集合和第二齿部集合，其中所述第一齿部集合中的齿部比所述第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离所述转子容纳区域更远，并且所述第二齿部集合被定位为比所述第一齿部集合更靠近所述至少一个部件容纳区域，
所述定子构件上的至少一个线圈绕组；以及
电机壳体，其中具有所述定子；以及
可移动地位于所述至少一个部件容纳区域中的至少一个部件，其中所述至少一个部件包括位于所述至少一个部件容纳区域中的具有螺纹的杆，
其中所述电机壳体被连接到所述杆的螺纹，使得所述杆的旋转导致所述电机壳体沿所述杆纵向地移动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述杆被配置为在所述至少一个部件容纳区域中旋转，并且所述至少一个部件容纳区域被配置为用于所述定子沿所述杆纵向上下移动。
3.一种机器人驱动器，包括：
根据权利要求1所述的装置；和
驱动轴，被连接到所述转子，其中所述驱动轴延伸出所述电机壳体，并且所述电机壳体包括至少一个第二部件容纳区域，其中所述电机壳体的所述至少一个第二部件容纳区域具有至少一个可移动地位于其中的至少一个部件。
4.一种机器人，包括：
根据权利要求3所述的机器人驱动器；和
连接到所述驱动轴的机械臂。
5.根据权利要求3所述的机器人驱动器，还包括驱动器壳体，所述驱动器壳体被配置为被连接到腔室，所述电机壳体与所述驱动器壳体的连接被配置为允许所述电机壳体在所述驱动器壳体上滑动，并且其中具有所述螺纹的所述杆包括连接到所述电机壳体的丝杠，以在所述丝杠旋转时移动所述电机壳体。
6.根据权利要求5所述的机器人驱动器，还包括连接到所述驱动器壳体和所述丝杠的丝杠电机，其中所述丝杠电机被配置为使所述丝杠轴向地旋转。
7.根据权利要求1所述的装置，其中每个所述齿部的基部位于所述定子构件的形成所述定子构件的外周壁的一部分处，并且其中所述外周壁具有大致椭圆的形状。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个部件容纳区域在所述定子构件的横向侧周壁处具有开口侧。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个部件容纳区域具有平行于所述转子容纳区域的中心轴线的中心轴线。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个部件容纳区域除了在所述定子构件的顶侧和底侧之外基本上是封闭的。
11.一种方法，包括：
提供具有齿部的定子构件，其中所述定子构件包括转子容纳区域，其中所述齿部包括第一齿部集合和第二齿部集合，其中所述第一齿部集合中的齿部比所述第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离所述转子容纳区域更远，其中所述定子构件包括与所述转子容纳区域间隔开的至少一个部件容纳区域，并且其中所述第二齿部集合定位成比所述第一齿部集合更靠近所述至少一个部件容纳区域；
将至少一个线圈绕组定位在至少一些齿部上；
将至少一个部件定位在所述至少一个部件容纳区域中，其中所述至少一个部件被配置为在所述至少一个部件容纳区域中轴向旋转，
其中所述至少一个部件包括位于所述至少一个部件容纳区域中的具有螺纹的杆，其中所述杆被配置为在所述至少一个部件容纳区域中旋转，并且所述至少一个部件容纳区域被配置用于所述定子沿所述杆纵向地上下移动。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括提供其中具有所述定子构件的电机壳体，其中所述电机壳体被连接到所述杆的所述螺纹，使得所述杆的旋转导致所述电机壳体沿所述杆纵向地移动。
13.一种方法，包括：
提供电机，所述电机包括电机壳体、具有齿部的定子构件和在至少一些齿部上的至少一个线圈绕组，其中所述定子构件包括转子容纳区域，其中所述齿部包括第一齿部集合和第二齿部集合，其中所述第一齿部集合中的齿部比所述第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离所述转子容纳区域更远，其中所述定子构件包括与所述转子容纳区域间隔开的至少一个部件容纳区域，并且其中所述第二齿部集合定位成比所述第一齿部集合更靠近所述至少一个部件容纳区域；
将至少一个部件定位在所述至少一个部件容纳区域中，其中所述至少一个部件被配置为在所述至少一个部件容纳区域中轴向旋转；和
将驱动器壳体连接到所述电机壳体，以允许所述电机壳体在所述驱动器壳体上滑动，其中所述至少一个部件包括连接到所述电机壳体的丝杠，以在所述丝杠旋转时移动所述电机壳体。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括将螺杆电机连接到所述驱动器壳体和所述丝杠，其中所述螺杆电机配置成轴向地旋转所述丝杠。
15.根据权利要求11所述的方法，其中提供所述定子构件包括：在所述定子构件的横向侧周壁处提供具有开口侧的所述至少一个部件容纳区域。
16.一种装置，包括：
电机，包括：
电机壳体，包括第一部件容纳区域；
转子；以及
位于所述电机壳体中的定子，其中所述转子至少部分位于所述定子的转子容纳区域中，其中所述定子包括：
定子构件，具有齿部和与所述转子容纳区域间隔开的第二部件容纳区域，其中所述齿部包括第一齿部集合和第二齿部集合，其中所述第一齿部集合中的齿部比所述第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离所述转子容纳区域更远，其中所述第二齿部集合被定位成比所述第一齿部集合更靠近所述第二部件容纳区域；以及
在所述定子构件上的至少一个线圈绕组；以及
第一丝杠，可移动地位于所述第一部件容纳区域和所述第二部件容纳区域两者中，其中在所述电机壳体和所述第一丝杠之间提供连接，以在所述丝杠轴向旋转时沿所述第一丝杠纵向地移动所述电机。
17.根据权利要求16所述的装置，还包括驱动器壳体，所述驱动器壳体被配置成被连接到腔室，并且所述电机壳体与所述驱动器壳体的连接被配置成允许所述电机壳体在所述驱动器壳体上滑动。
18.根据权利要求17所述的装置，还包括连接在所述驱动器壳体和所述丝杠之间的丝杠电机，其中所述丝杠电机被配置为使所述丝杠轴向地旋转。
19.一种电机，包括：
转子，其中所述转子包括第一顶侧构件和第二底侧构件，其中所述第一顶侧构件和所述第二底侧构件是具有沿相反方向定向的大致锥形的分离的构件；和
定子，其中所述转子至少部分地位于所述定子的转子容纳区域中，其中所述定子包括至少一个线圈绕组和齿部，其中所述至少一个线圈绕组位于至少一些齿部上，其中所述齿部包括第一齿部集合和第二齿部集合，其中所述第一齿部集合中的齿部比所述第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离所述转子容纳区域更远，
其中在所述定子与所述转子之间、在所述转子容纳区域处设置有间隙，其中所述间隙具有并非均匀圆柱形的形状。
20.根据权利要求19所述的电机，其中所述定子包括形成所述齿部的定子构件，其中所述齿部中的每个齿部的基部位于所述定子构件的形成所述定子构件的外周壁的部分处，并且其中所述外周壁具有如下述各项中的一项的形状：基本上椭圆形形状、基本上三角形形状、基本上正方形形状、基本上矩形形状或基本上多边形形状。
21.根据权利要求19所述的电机，其中所述定子包括形成所述齿部的定子构件，其中所述定子构件包括与所述转子容纳区域间隔开的至少一个部件容纳区域，其中所述至少一个部件容纳区域的尺寸和形状被确定为使得部件可移动地定位于其中。
22.根据权利要求21所述的电机，其中所述至少一个部件容纳区域具有与所述转子容纳区域的中心轴线平行的中心轴线。
23.根据权利要求22所述的电机，其中所述至少一个部件容纳区域在所述定子构件的周壁的横向侧处具有开口侧。
24.根据权利要求22所述的电机，其中所述至少一个部件容纳区域除了在所述定子构件的顶侧和底侧之外是基本上封闭的。
25.根据权利要求19所述的电机，其中所述齿部朝着所述转子容纳区域径向地向内延伸，并且其中所述齿部并未沿着大约40至100度的弧线位于所述转子容纳区域的两个相对侧上。
26.根据权利要求19所述的电机，其中所述至少一个线圈绕组位于所述第一齿部集合上而并未位于所述第二齿部集合上。
27.根据权利要求19所述的电机，其中所述至少一个线圈绕组位于所述第一齿部集合和所述第二齿部集合上，并且其中所述至少一个线圈绕组在所述第一齿部集合上包括比在所述第二齿部集合上更多的绕组匝数，和/或其中所述至少一个线圈绕组在所述第一齿部集合上包括比在所述第二齿部集合上更粗的电线。
28.根据权利要求19所述的电机，其中所述齿部中的至少一些齿部在两个正交方向上逐渐变窄，其中所述定子包括形成所述齿部的定子构件、在所述齿部的外端处的外周壁和在所述齿部的内端处的相应靴部，其中所述齿部的顶侧和底侧相对于所述外周壁的顶侧和底侧以及所述靴部是凹陷的。
29.一种装置，包括：
根据权利要求19所述的电机；
从转子延伸的驱动轴；和
连接到所述驱动轴的机械臂。
30.一种电机，包括：
转子；以及
定子，其中所述转子至少部分地位于所述定子的转子容纳区域中，其中所述定子包括至少一个线圈绕组和形成齿部的定子构件，其中所述至少一个线圈绕组位于至少一些齿部上，其中所述齿部包括第一齿部集合和第二齿部集合，其中所述第一齿部集合中的齿部比所述第二齿部集合中的齿部在径向方向上距离所述转子容纳区域更远，其中至少一些齿部在两个正交方向上逐渐变窄，
其中所述定子构件在所述齿部的外端处形成外周壁、并且在所述齿部的内端处形成靴部，其中所述齿部的顶侧和底侧相对于所述外周壁的顶侧和底侧和所述靴部是凹陷的，并且所述外周壁的顶侧和底侧和所述靴部具有基本相同的高度。
31.根据权利要求30所述的电机，其中所述外周壁具有如下各项中的一项的形状：基本上椭圆形形状、基本上三角形形状、基本上正方形形状、基本上矩形形状或基本上多边形形状。
32.根据权利要求30所述的电机，其中所述定子构件包括与所述转子容纳区域间隔开的至少一个部件容纳区域，其中所述至少一个部件容纳区域的尺寸和形状被设计为使得部件可移动地定位于其中。
33.根据权利要求32所述的电机，其中所述至少一个部件容纳区域具有平行于所述转子容纳区域的中心轴线的中心轴线。
34.根据权利要求33所述的电机，其中所述至少一个部件容纳区域在所述定子构件的周壁的横向侧处具有开口侧。
35.根据权利要求33所述的电机，其中所述至少一个部件容纳区域除了在所述定子构件的顶侧和底侧之外基本上是封闭的。
36.根据权利要求30所述的电机，其中所述齿部朝着所述转子容纳区域径向地向内延伸，并且其中所述齿部并未沿着大约40至100度的弧线位于所述转子容纳区域的两个相对侧上。
37.根据权利要求30所述的电机，其中所述至少一个线圈绕组位于所述第一齿部集合上而并未位于所述第二齿部集合上。
38.根据权利要求30所述的电动机，其中所述至少一个线圈绕组位于所述第一齿部集合和所述第二齿部集合上，并且其中所述至少一个线圈绕组在所述第一齿部集合上包括比在所述第二齿部集合上更多的绕组匝数，和/或其中所述至少一个线圈绕组在所述第一齿部集合上包括比在所述第二齿部集合上更粗的电线。
39.根据权利要求30所述的电动机，其中在所述定子与所述转子之间、在所述转子容纳区域处设置有间隙，其中所述间隙具有并非均匀圆柱形的形状。
40.根据权利要求39所述的电机，其中所述转子包括第一顶侧构件和第二底侧构件，其中所述第一顶侧构件和所述第二底侧构件是具有沿相反方向定向的大致锥形的分离的构件。
41.一种装置，包括：
根据权利要求30所述的电机；
从所述转子延伸的驱动轴；和
连接到所述驱动轴的机械臂。
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