CN117833566A - 一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机，定子转子组件、谐波减速器、电机转轴内置于电机壳体，电机输出轴连接到所述的谐波减速器上，径向动密封圈装至电机输出轴的密封槽内，安装电机前端盖，将其与所述的电机壳体连接，安装电机后端盖，电机控制器内置于控制器保护盖，输出轴霍尔元件与电机控制器集成后密封至控制器保护盖内，所述的控制器保护盖与所述的电机壳体连接，假轴轴承安装在控制器保护盖外侧，并用轴承盖压住，通过连接杆与输出轴转接相连接。电机控制器的另一侧设置有输出轴霍尔元件。本发明提升了水下电机集成度，节省空间，增大了操作灵活性，使电机密封更加可靠。减少了电机出线数量，同时提升了电机的水密性能。
Description
技术领域
本发明涉及水下机器人电机技术领域，具体涉及一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机。
背景技术
在水下智能技术大力发展的背景下，各类机器人及海洋装备发展迅速，目前已经进入了商业生产模式。电机作为机器人内部重要驱动装置，其水密性和集成度始终是限制研发的重要因素。现有电机所用的主轴霍尔传感器是单独安装在电机外部的，不仅在水下环境使用前需将霍尔板注塑密封处理，出线数量增多也为机器人内部有限的空间安排及电机防水处理增加了一定困难，装配流程也更加复杂。现有技术CN201985684U公开了一种内置双霍尔计数传感器的永磁直流电机，电机采用蜗轮蜗杆传动进行减速输出，采用霍尔计数传感器向电子单元发送反馈信息，水下电机输出端的动密封问题也是影响机器人下潜深度的关键性问题。电机高速旋转时易导致O型密封圈的磨损变型，水压越高时也就越容易漏水。
因此，设计一种将外接霍尔内置的一体式集成电机，电机外通过假轴传递转矩，进行测速及定位控制。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷而进行的改进，本发明一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机保证电机在水下环境驱动时的密封性，并将输出轴霍尔内置，优化结构，完成电机的高度集成。
本发明所采用的技术方案是一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机，定子转子组件、谐波减速器、电机转轴内置于电机壳体，电机输出轴连接到所述的谐波减速器上，径向动密封圈装至电机输出轴的密封槽内，安装电机前端盖，将其与所述的电机壳体连接，安装电机后端盖，所述的电机后端盖连接在电机壳体与控制器保护盖之间，电机控制器内置于控制器保护盖，输出轴霍尔元件集成在电机控制器上，密封至控制器保护盖内，所述的控制器保护盖与所述的电机壳体连接，假轴轴承安装在控制器保护盖外侧，并用轴承盖压住，假轴轴承通过连接杆与输出轴转接相连接。
优选的，所述的电机控制器靠近电机转轴的一侧中心设置有电机轴霍尔元件，与电机转轴磁环相感应，电机控制器另一侧中心设置有输出轴霍尔元件，与输出轴磁环相感应。
优选的，所述的轴承盖内固定输出轴磁环，通过输出轴转接、连接杆、轴承盖、假轴轴承的同步转动将电机转动信号传递到输出轴霍尔元件进行感应。
优选的，所述的电机壳体与电机后端盖和电机前端盖间均设置有轴向密封圈。
优选的，所述的电机控制器的一侧端与水密接插件连接。
本发明的有益效果是：通过使电机控制器的另一侧设置有输出轴霍尔元件，将输出轴霍尔元件集成在电机控制器上，密封至电机舱内。无需注塑处理独立的输出轴霍尔板，提升了水下电机集成度，节省空间，增大了操作灵活性，通过设计输出轴端两道径向密封，电机壳体与端盖间各处采用轴向密封，使电机密封更加可靠。通过电机输出端通过假轴连接传递至控制端使输出轴霍尔元件接收信号，减少了电机出线数量，同时提升了电机的水密性能。
附图说明
图1为本发明用于水下机器人的双霍尔内置集成电机整体结构示意图。
图2为本发明用于水下机器人的双霍尔内置集成电机内部结构示意图。
图中标记：1、控制器保护盖；2、电机后端盖；3、电机壳体；4、定子转子组件；5、谐波减速器；6、电机前端盖；7、径向动密封圈；8、电机输出轴；9、输出轴转接；10、电机转轴；11、电机转轴磁环；12、电机轴霍尔元件；13、电机控制器；14、输出轴霍尔元件；15、轴承盖；16、假轴轴承；17、输出轴磁环；18、连接杆；19、轴向密封圈；20、水密接插件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，常见驱动电机所用的主轴霍尔传感器是单独安装在电机外部的，不仅在水下环境使用前需将霍尔板注塑密封处理，出线数量增多也为机器人内部有限的空间安排及电机防水处理增加了一定困难。此外，水下电机输出端的动密封问题也是影响机器人下潜深度的关键性问题。电机高速旋转时易导致O型密封圈的磨损变型，水压越高时也就越容易漏水。
本发明提供了一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机，电机输出轴端采用两道径向密封，各端盖与壳体间采用了轴向密封，结构上做到了完全密封，提升了电机水密性能，电机控制器13的一侧设置有电机轴霍尔元件12，所述的电机控制器13的另一侧设置有输出轴霍尔元件14。将输出轴霍尔元件14集成在电机控制器13上，密封至电机舱内，高度集成，精简结构，节省空间，减少了装配步骤与难度，能够实现安全高效的运动要求。
如图1和图2所示，一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机的具体结构：先在电机壳体3中将电机的定子转子组件4、谐波减速器5、电机转轴10等连接到位，将电机输出轴8通过螺钉连接到谐波减速器5上，将径向动密封圈7装至电机输出轴8的密封槽内，安装电机前端盖6，将其与电机壳体3通过螺钉连接，安装电机后端盖2，电机后端盖2连接在电机壳体3与控制器保护盖1之间，控制器保护盖1内设置有控制板安装孔，将电机控制器13固定在控制器保护盖1内，电机控制器13靠近电机转轴10的一侧中心设置有电机轴霍尔元件12，与电机转轴磁环11相感应，电机控制器13另一侧中心设置有输出轴霍尔元件14，与输出轴磁环17相感应，两霍尔元件在电机控制器13上的相对距离经测试已确定且电机工作时不会相互干扰，在使用时，输出轴磁环17先固定在轴承盖15的槽内，通过输出轴转接9、连接杆18、轴承盖15、假轴轴承16的同步转动将电机转动信号传递到输出轴霍尔元件14，进行感应，保证输出轴霍尔元件内置电机且运转良好，响应迅速，所述的电机控制器13的一侧端与水密接插件20连接。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于:
1、本发明中，通过使电机控制器13的另一侧设置有输出轴霍尔元件14。将输出轴霍尔元件14集成在电机控制器13上，密封至电机舱内。无需注塑处理独立的输出轴霍尔板，提升了水下电机集成度，节省空间，增大了操作灵活性。
2、本发明中，通过设计输出轴端两道径向动密封圈7（见图2），电机壳体与端盖间各处采用轴向密封圈19（见图2），使电机密封更加可靠。
3、本发明中，通过电机输出端通过假轴连接传递至控制端使输出轴霍尔元件14接收信号，减少了电机出线数量，同时提升了电机的水密性能。
本发明设计一种将输出端霍尔内置的一体式集成电机，电机外通过假轴传递转矩，进行测速及定位控制。本发明结构具有实用价值，更适用于水下机器人，结构上做到了完全密封，高度集成的控制器具有精准稳定的运行性能。该电机精简结构、节省空间、减少了装配步骤与难度，能够实现安全高效的运动要求，对推进水下机器人技术发展有着重要的作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机，其特征在于：定子转子组件（4）、谐波减速器（5）、电机转轴（10）内置于电机壳体（3），电机输出轴（8）连接到所述的谐波减速器（5）上，径向动密封圈（7）装至电机输出轴（8）的密封槽内，安装电机前端盖（6），将其与所述的电机壳体（3）连接，安装电机后端盖（2），所述的电机后端盖（2）连接在电机壳体（3）与控制器保护盖（1）之间，电机控制器（13）内置于控制器保护盖（1），输出轴霍尔元件（14）集成在电机控制器（13）上，密封至控制器保护盖（1）内，所述的控制器保护盖（1）与所述的电机壳体（3）连接，假轴轴承（16）安装在控制器保护盖（1）外侧，并用轴承盖（15）压住，所述的假轴轴承（16）通过连接杆（18）与输出轴转接（9）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机，其特征在于：所述的电机控制器（13）靠近电机转轴（10）的一侧中心设置有电机轴霍尔元件（12），与电机转轴磁环（11）相感应，电机控制器（13）另一侧中心设置有输出轴霍尔元件（14），与输出轴磁环（17）相感应。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机，其特征在于：所述的轴承盖（15）内固定输出轴磁环（17），通过输出轴转接（9）、连接杆（18）、轴承盖（15）、假轴轴承（16）的同步转动将电机转动信号传递到输出轴霍尔元件（14）进行感应。
4.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机，其特征在于：所述的电机壳体（3）与电机后端盖（2）和电机前端盖（6）间均设置有轴向密封圈（19）。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的双霍尔内置集成电机，其特征在于：所述的电机控制器（13）的一侧端与水密接插件（20）连接。
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