CN203180742U - 电动机及使用该电动机的混凝土振捣棒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电动机及使用该电动机的混凝土振捣棒，其中，有刷电动机，包括定子、转轴及固定在转轴上的转子，所述转轴被轴承所支撑，所述转轴上设置有整流子组件，以及对应的电刷组件，一隔离件，所述隔离件位于转子与整流子组件之间，将所述转子与整流子组件、电刷组件分隔在两个不同的空间中。所述混凝土振捣棒，包括棒体，设置在棒体内的振动系统、为所述振动系统提供动力的电动机系统，与所述棒体相连的尾管系统，所述电动机系统采用前述有刷电动机；所述尾管系统内有管道型空腔；所述整流子组件、电刷组件所在的空间与所述尾管系统中的管道型空腔连通。本实用新型无需任何外部设备，能有效满足振捣棒的相关技术指标。

Description

电动机及使用该电动机的混凝土振捣棒

技术领域

本实用新型涉及一种混凝土内部振捣器，尤其涉及一种电动机内置式混凝土振捣棒；以及还涉及一电动机。

背景技术

混凝土振捣棒（以下简称振捣棒），又称混凝土振动棒、混凝土内部振捣器、插入式混凝土振捣器等，工作时将振捣棒的棒体插入混凝土内部，将其振动波直接传给混凝土，实现在混凝土浇注构建时，排除其中的气泡，进行捣固，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝、麻面等现象，以提高其强度，保证混凝土构件的质量。为了有效达到上述目的，根据相关技术规范，混凝土振捣棒的振动频率要求在167Hz以上，属于高频振捣器，如果以旋转方式提供振动动力源，在不对转动动力源进行变频（变速）的情况下，其转速应该在10000rpm（转/分，r/m）以上。因此，要实现此类混凝土振捣棒，首先需要解决的是获得符合上述要求的振动频率，即转速问题；其次是能够在特定的环境下长时间可靠工作。

现在普遍使用的混凝土振捣棒包括电动机外置式和电动机内置式。随着技术的发展、设备的小型化设计和环保节能等的需要，电动机内置式的混凝土振捣棒正在逐步替代电动机外置式混凝土振捣棒。电动机内置式混凝土振捣棒将提供振动动力源的电动机安装在振捣棒的棒体中，并驱动棒体中的振动机构，达到对棒体振动的目的，在具体实现方式上，所述的振动机构一般用偏心块来实现（图7提供了所述振动机构所构成的振动系统的结构原理图）。在使用时，将混凝土振捣棒的棒体插入混凝土内部进行工作。由于棒体结构、尺寸，尤其是其内部空间的限制，现在公知的这类混凝土振捣棒，普遍采用结构较为简单的同步或异步交流电动机（如鼠笼式交流电动机）作为动力源，由于此类交流电动机的转速受交流电频率的制约（例如我国供电频率为50Hz），因此其转速低。为了达到适合的振动频率，必需进行变频处理。其一是采用机械变频（变速）结构对动机的转动输出进行变速，提高偏心块的旋转速度，以达到相应的振动频率，这类设备由于结构复杂，使用极少。另一类是通过专门的电子变频控制设备将供电频率变频为167Hz以上（可以使交流电动机的转速达到10000rpm）予以输出并向混凝土振捣棒供电，以满足要求。因此需要根据不同的供电频率、输出频率采用不同的变频控制设备或控制方法。

上述两种结构的振捣棒中，由于采用电子变频器所实现的振捣棒，其棒体结构简单，是国内外高端混凝土振捣棒普遍采用的技术方案，这类振捣棒的优点在于棒体作为易损件，结构简单，更换成本相对较低，而作为成本高的变频控制设备（一般每台售价达几千甚至上万元人民币）可以反复使用。但是，这类振捣棒的电子变频控制设备虽然可以重复使用，但是因采用电子变频技术，其对工作环境往往有较高的要求，而建筑工地的施工环境恶劣，粉尘和湿度高，以及施工过程中的设备迁移、使用过程中的管理维护稍有不当等都极其容易导致脆弱的电子变频控制设备损坏，导致购置、使用和维护成本高。与此同时，由于其包括两个部分，设备迁移、使用过程中都很不方便，往往需要两个人协作才能完成工作；另一方面，由于其只能使用交流电工作，对于施工场地的供电等都提出了要求，往往需要进行相应的布线或设置发电设备才能工作，极其不便于施工工作的开展。

由于直流电动机，其转速不受供电频率的影响，通过现有的常规电动机设计技术既可以很容易地使其转速达到10000 rpm，因此有人提出利用常规的直流电动机作为电机内置式混凝土振捣棒的动力源。

中国实用新型专利申请98229657.6（名称：电机内装型插入式混凝土振动器）公开了采用常规的直流电动机所实现的技术方案，其将普通的直流电动机直接装入密闭的棒体中，由于使用时棒体是插入混凝土中，为了保护电动机，同时也为了做好绝缘，保证其能工作，必需将棒体进行良好的密封。但是直流电动机工作时，电刷和整流子（又称换向器，Commutator）间会产生电火花并形成高温（它的温度高出转子许多）而无法散热，电刷磨损产生粉末（粉尘）等无法排放，极其容易造成处于同一个封闭空间的电刷、整流子、转子、定子等组件的损坏和绝缘性能的破坏。由于棒体内的空间有限，电刷因其内部空间小以及转子、定子等部件的存在而导致安装不便，高温和电刷粉尘的影响也使得绝缘处理困难，甚至无法处理。并且，电刷和整流子在工作过程中，需要不断地在其工作面上形成氧化膜而减小磨损，密闭空间中无法提供相应的氧化环境（需要一定的氧气和湿度，一般普通的空气就可提供这样氧化环境）。该技术方案实际的实用性差，无法实现能够实际使用的“振捣棒”，其一开机就可能烧坏。

中国实用新型专利申请200520018353.0（名称：无刷直流电机系统集成式混凝土振动棒）公开了采用无刷直流电动机所实现的技术方案。其虽然解决了普通直流电动机中的上述缺陷，但是由于无刷直流电动机的工作需要专用的无刷直流电动机控制器和检测电动机转动位置状态的霍尔元件配合工作，由于棒体空间及环境的限制无刷直流电动机控制器只能设置在外部，并通过电缆与无刷直流电动机连接，而霍尔元件必需安装在棒体中并与外部的无刷直流电动机控制器连接，这种结构整个设备也是由两个部分组成（棒体和无刷直流电动机控制器），导致了与使用交流电动机的技术方案类似的缺陷，只是无刷直流电动机控制器体积相对较小。另一方面，在施工中功率变化很大引起电机电流变化很大，电子变频控制设备电子元件耐冲击能力比较差；而且，霍尔元件比较脆弱，在复杂和恶劣的施工环境下极易损坏，并且因为棒体处于密闭状态，电动机的工作形成的高温也会大大缩减霍尔元件的工作寿命，甚至对其造成损坏。同时，其成本也相对较高。基于上述原因，采用该技术方案的振捣棒实用性差，实际使用价值也不高。

综上可看出，由于棒体尺寸限制导致棒体内空间有限，在不需要外部设备的情况下，现有相关技术难以实现将普通电动机直接植入振捣棒棒体来实现相关技术指标。

实用新型内容

鉴于以上缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种无需外部设备，体积小、结构简单，能够满足实际施工使用要求的电动机内置式混凝土振捣棒。

以及提供一种能在有限中空间正常工作的有刷电动机。

本实用新型采用的技术方案是：

一种有刷电动机，包括定子、转轴及固定在转轴上的转子，所述转轴被轴承所支撑，所述转轴上设置有整流子组件，以及对应的电刷组件，包括一隔离件，所述隔离件位于转子与整流子组件之间，将所述转子与整流子组件、电刷组件分隔在两个不同的空间中。 

优选地，所述隔离件是所述电动机后端的第一轴承，使所述整流子组件、电刷组件处于所述第一轴承外侧的空间。

优选地，所述整流子组件、电刷组件所在的空间与一空腔连通，所述空腔中有气体，所述气体含氧气及水蒸气。所述气体构成利于所述整流子组件、电刷组件工作时形成氧化膜的氧化环境。

优选地，进一步包括一空气循环系统，所述空气循环系统与所述整流子组件、电刷组件所在的空间对接；所述空气循环系统包括空气强制对流部件、对流风道、充满空气的空气循环及存储腔体。

优选地，所述空气强制对流部件是空压机或风扇；所述风扇固定在所述转轴上，并由所述转轴驱动。

优选地，进一步包括一过滤件，所述过滤件设置在所述空气循环及存储腔体中，并将所述空气循环及存储腔体分隔成第二腔体、第三腔体；所述对流风道包括将所述整流子组件、电刷组件所在的空间与第三腔体连通的第一风道；经所述空气强制对流部件将所述第二腔体与所述整流子组件、电刷组件所在的空间连通的第二风道。

一种混凝土振捣棒，包括棒体，在棒体内设置有振动系统、为所述振动系统提供动力的电动机系统，与所述棒体相连的尾管系统，所述电动机系统前面所述的有刷电动机；所述尾管系统内有管道型空腔；所述整流子组件、电刷组件所在的空间与所述尾管系统中的管道型空腔连通。

优选地，所述振动系统的振动回转轴与所述电动机的转轴连接，所述振动回转轴贯穿第二轴承并由所述第二轴承支撑，在所述第二轴承两侧分别布置有偏心部件。

优选地，所述第二轴承外侧的偏心部件为设置在所述振动回转轴上的偏心块；所述电动机转子的质心偏离所述转轴的旋转轴线，构成位于所述第二轴承内侧的偏心部件。

优选地，所述第二轴承内侧的所述振动回转轴上布置一偏心块；所述两个偏心块的质心与所述电动机转子的质心位于旋转轴线的同侧。

优选地，进一步包括一过滤件、风道组件及空气强制对流部件，所述空气强制对流部件位于所述整流子组件、电刷组件所在的空间与所述风道组件之间；所述过滤件设置在所述管道型空腔中，并将所述管道型空腔分隔成位于尾管系统前端的第二腔体、位于尾管系统后端的第三腔体；所述风道组件包括位于前端的漏斗形回流腔，设置在回流腔底部贯通风道组件与其外侧连通的回流管；开口设在风道组件前侧方并与位于风道组件后端的汇流管连通的集气管；回流管、集气管交错设置在风道组件上，从不同方向穿过风道组件的壁但是彼此不连通；所述汇流管与排气管连接，所述排气管穿过所述过滤件与所述第三腔体连通；所述排气管、风道组件在尾管系统的管道型空腔中形成回流通道；所述空气强制对流部件设置在棒体内的末端，所述气强制对流部件与棒体外壳之间的间歇构成排气通道；所述排气通道、集气管、汇流管、排气管将所述整流子组件、电刷组件所在的空间与第三腔体连通；回流通道、回流管、回流腔经空气强制对流部件将所述第二腔体与所述整流子组件、电刷组件所在的空间连通。

优选地，进一步包括一设置在尾管系统内管道型空腔中的电源控制系统，所述电源控制系统与电源电缆连接，并为所述电动机系统供电；所述电源控制系统包括一控制开关或传感器，所述控制开关或传感器固定在尾管系统前端与所述棒体连接部附近的管道型空腔中。

优选地，所述电源控制系统包括记忆电路、传感器，所述传感器为磁控传感器；所述记忆电路与电源电缆连接，所述记忆电路通过控制线与所述磁控传感器连接，所述记忆电路通过电机电缆与所述电动机系统连接；所述磁控传感器的工作状态由尾管系统外部的磁铁控制。

就技术效果而言：基于上述技术方案实现的有刷电动机有效改善了其在密闭环境下的工作性能，有效保障了其正常工作。以有刷电动机作为动力源、采用上述技术手段实现的电动机内置式混凝土振捣棒，其转速可达到11000-12000rpm，甚至更高，有效满足了混凝土振捣棒的相关技术指标。便能使用现有的交流电进行工作，甚至可以直接使用蓄电池供电工作。根据反复试验，利用上述技术方案实现的混凝土振捣棒，能够无故障连续工作200h以上，如果选用性能更加优越的配件（如轴承等），还能进一步提供起无故障工作寿命；并且能够在持续较长空转时间时也不会损坏。本实用新型采用有刷电动机嵌入棒体，实现了无需专门的变频控制设备，直接利用任何频率的电力都可以正常工作，以及直接使用直流电进行工作，例如采用携带型的蓄电池进行工作。对于交流电，只需要一个简单的桥式整流电路既可以实现工作（如果采用硅钢片绕组式定子，无需整流也可工作）。优选使用直流电动机，其功耗小，体积小，转矩大，形成的激振力强，能很好的满足相关设计指标。采用“挑”型振动系统，能形成理想的圆周振动模型——棒体末端为不受激振力的零振点，激振力集中施加在棒体前端的振动头上，并作为振动自由端进行振动，有效增强棒体的激振力，并且使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地描述本实用新型所涉及的相关技术方案，下面将其涉及的附图予以简单说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图 1   本实用新型混凝土振捣棒第一实施例的结构示意图；

图 2本实用新型   混凝土振捣棒第二实施例的局部结构示意图；

图 3   本实用新型混凝土振捣棒第三实施例的局部结构示意图；

图 4   第一轴承套的结构示意图；

图 5   风扇的主视图；

图 6   风道组件的主视图；

图 7   现有技术中混凝土振捣棒振动系统原理图；

图 8   本实用新型中振动系统一实施例的原理图；

图 9   本实用新型中振动系统另一实施例的原理图；

图 10  为图8实施例的结构示意图；

图 11  为图9实施例的结构示意图；

图 12  本实用新型中电动机结构一实施例的硅钢片结构示意图；

图 13  本实用新型中电动机结构另一实施例的转子结构示意图；

图 14  尾管系统末端内部部件的结构示意图；

图 15  本实用新型中电源控制系统一实施例的原理框图；

图 16  本实用新型中电源控制系统另一实施例的原理框图；   

图 17  本实用新型中电源控制系统一实施例所使用的一种传感器的结构原理图；   

图 18  本实用新型中电源控制系统另一实施例所使用的一种控制开关的结构原理图。  

附图标记说明：

1.振动系统；11.第一偏心块；110.偏心块；12.偏心块紧固螺栓；13.振动回转轴；14.第二轴承；141.第一承重轴承；142.第二承重轴承；15.第二偏心块；2.电动机系统；21.转子；2101.凸起部；2102.绕组槽；2103.质心调整孔；2104.低密度槽楔；2105.高密度槽楔；211.小质量部；212.大质量部；22.定子；23.转轴；230.转轴孔；24.第一轴承套；241.线槽；25.第一轴承；251.隔离件；3.电刷组件；31.支持体；32.整流子组件；33.刷握；34.电刷；4.空气循环系统；40.空压机；401.喷气口；402.吸气口；41.第一腔体；411.旁路排气通道；412.径向回流通道；413.轴向回流通道；414.第二腔体；415.旁路排气孔；42.风扇；421.绝缘垫；422.风扇紧固螺栓；4220.风扇紧固孔；423.连接件；424.扇叶；425.护圈；43.排气通道；44.风道组件；441.回流腔；442.回流管；443.集气管；444.汇流管；45.阻隔件；46.排气管；47.第二腔体；48.过滤件；49.第三腔体；5.棒体；51.振动头；52.外壳；6.尾管系统；61.第一连接器；610.回流通道；62.软管紧固件；63.软管；64.端盖；641.第二连接器；642.护线器；7.电源控制器；71.控制开关；711.振动传感器；7111.绝缘外壳；7112.摆锤；7113.弹性部件；712.震动控制开关；7114.触控电极；7121.壳体；7122.震动锤；7123.回复部件；7124.按压式记忆开关；7125.按钮；72.控制线；73.电机电缆；74.电源电缆。

具体实施方式

为了便于本领域的技术人员对本实用新型的进一步理解，并清楚地认识本申请所记载的技术方案，完整、充分地公开本实用新型的相关技术内容，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述，显而易见地，所描述的具体实施方式仅仅以列举方式给出了本实用新型的一部分实施例，用于帮助理解本实用新型及其核心思想。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，和/或在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，即使根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所要求保护的范围。

本实用新型涉及的相关术语定义或补充说明如下：

电动机（英文：Electric motor），把电能变为机械能的机器，通过电磁感应驱动电机的转子转动，并由转子对外输出机械能，可分为直流电动机和交流电动机。有刷电动机是其中的一种类型，其包括有刷直流电动机、串激式交/直流电动机，其都是通过电刷和整流子的配合实现将外部电能输送给转子，二者的基本结构相同或相近，都能利用交流或直流电工作，只是不同的结构在成本和有效功率输出上存在一定的差异。

离心力（Centrifugal force），指由于物体旋转而产生脱离旋转中心的力，也指在旋转参照系中的一种视示力，它使物体离开旋转轴沿半径方向向外偏离，数值等于向心力但方向相反。在本实用新型中，由旋转的偏心部件产生离心力。所述偏心部件的质心不在旋转轴线上，包括偏心块等具有偏心结构的部件。

激振力（Excitation force），通过振动发生器激励运动部件和试件使之产生振动的力。本实用新型中，通过振动系统中旋转的偏心部件产生离心力，形成振动系统的激振力。

本发明通过将所述电动机的整流子组件、电刷组件移到转子所处的空间之外，用以改善有刷电动机在密闭环境中的工作性能，从而实现了一种改善有刷电动机工作性能的方法。进一步地，通过对所述整流子组件、电刷组件所处空间中的气体进行循环和/或过滤处理，为所述整流子组件、电刷组件提供适宜的工作环境。并由此实现了一种有刷电动机，以及利用所述有刷电动机实现的电动机内置式混凝土振捣棒。

本实用新型的基础技术方案包括有刷电动机及混凝土振捣棒，具体包括：

有刷电动机，包括定子、转轴及固定在转轴上的转子，所述转轴被轴承所支撑，所述转轴上设置有整流子组件，以及对应的电刷组件，包括一隔离件，所述隔离件位于转子与整流子组件之间，将所述转子与整流子组件、电刷组件分隔在两个不同的空间中。在附图所提供的实施例中，所述轴承包括第一轴承、第二轴承；当然，所述轴承还可以是设置其他位置用于支撑转轴的轴承。

混凝土振捣棒，包括棒体，设置在棒体内的振动系统、为所述振动系统提供动力的电动机系统，与所述棒体相连的尾管系统，所述电动机系统采用权利1所述的电动机；所述尾管系统内有管道型空腔；所述整流子组件、电刷组件所在的空间与所述尾管系统中的管道型空腔连通。

下面以举例的方式给出了具体应用和实现的实例：

如图   1所示，混凝土振捣棒包括棒体5，以及与棒体5连接的尾管系统6。

棒体5由外壳52及依次设置在其内的振动系统1、为振动系统1提供动力的电动机系统2、电动机系统2上向其传输电能的整流子组件32与电刷组件3、以及空气循环系统4中的部分部件构成。具体地：

棒体5的外壳52前端端部处为振动头51，振动头51即是棒体5的前端封闭部件，也是棒体5振动工作过程中振幅最大的部位，是对混凝土施加激振力最强的部位，因此其应该具有较高的强度，以实现耐冲击和耐磨损。同时，通常为了增加棒体5的整体质量，可以根据需要采用不同的配重。振动头51可采用任何公知的技术与外壳52连接。外壳52后端端部为与尾管系统6的第一连接器61进行机械连接的连接部。在实际应用中，外壳52和振动头51均采用钢质部件，因此可采用螺纹连接（并可以通过密封垫圈进行防水密封），以便于组装和拆卸，当然，如果工艺允许，可将二者制造为一个整体部件，提高其机械强度、密封效果，并减少部件数量；相应地，可以将外壳52后端为与第一连接器61连接的连接部采用任何公知技术实现，如采用螺纹、卡隼或其他能够实现密封连接的连接结构（并可以通过密封垫圈进行防水密封），甚至是适应于进行焊接的结构、粘接的结构等。

在外壳52内部，振动系统1为单承重轴承的“挑”型结构，其采用一组承重轴承来支撑在其两侧分别固定有偏心部件的振动回转轴——即一组承重轴承“挑”起一对偏心部件，并将其产生的离心力传递给棒体5的外壳52。由于现有轴承制造技术的限制，以及振动所产生的激振力大，单个承重轴承的强度不足，实际使用时采用多个承重轴承组合构成轴承组件来实现，在本申请的实施例中采用的是3个承重轴承构成的承重轴承组（即第二轴承14）来实现，当然，还可以根据需要，采用其他数量的承重轴承来实现。图1提供的实施例中，振动系统1的具体结构为，与转轴23机械连接的振动回转轴13由三个承重轴承构成的第二轴承14支撑，第二轴承14固定在外壳52内壁，转轴23、振动回转轴13旋转轴线在一条直线上；在第二轴承14的外侧（靠近棒体5前端一侧）的振动回转轴13上通过偏心块紧固螺栓12固定连接有第一偏心块11，在第二轴承14的内侧（靠近电动机系统2一侧）的振动回转轴13上通过偏心块紧固螺栓12固定连接有第二偏心块15，两个偏心块11、15位于振动回转轴13旋转轴线的同一侧，并且最好能使得二者的质心连线与振动回转轴13旋转轴线处于同一平面内；进一步地，所述两个偏心块11、15旋转时所产生的离心力相对于第二轴承14的力矩相同或接近。进一步地，所述的电动机系统2的转子质心偏离转轴23的旋转轴线，构成偏心转子（优选地，转子质心与偏心块质心位于旋转轴线同侧，并最好位于偏心块质心与振动回转轴13旋转轴线确定的平面内），所述偏心转子构成一偏心部件，将电动机系统2和振动系统1予以有效整合，在旋转时产生离心力，以增强振动系统1产生的激振力，可以减小甚至取消第二偏心块15，从而减少部件和对棒体5内空间的占用，在不减小激振力的前提下实现对棒体5中有效空间的合理利用，或者根据设计需要而能够使得棒体5长度可以被缩减，满足不同的应用需求，其具体实现的相关技术方案在后文另行详细说明。为了增大偏心质量，还可以在保证强度的情况下将振动回转轴13也是具有偏心结构的偏心部件，例如采用将振动回转轴13部分或全部制成半圆柱形，图1中采用的是将第二轴承14的外侧的振动回转轴13制成半圆柱形。虽然在图1提供的实施例中振动系统1采用上述“挑”型结构，但事实上，其还可以是后文中提供的其他“挑”型结构，还可以采用传统的“抬”型结构（原理如图7所示）。当然所述的振动系统1还可以采用现有的其他激振方式实现。

电动机系统2采用有刷电动机，其由定子22、转轴23及固定在转轴23上的转子21、整流子组件32、电刷组件3等组成。所述转子21由转子铁芯及绕在转子铁芯上的电枢绕组（转子绕组）构成，为了减少涡流，转子铁芯由多片彼此绝缘的硅钢片叠压构成，铁芯上有供电枢绕组置放的绕组槽，所述整流子组件32的各个整流子片分别与各个电枢绕组进行电连接，以通过整流子组件32向电枢绕组供电。所述转轴23被设置在所述棒体5前端的第二轴承14（该轴承即是电动机系统2转轴23的支撑轴承，又是振动系统1振动回转轴13的支撑轴承，二者合一，简化结构，减小对棒体有限空间的占用）、后端的第一轴承25所支撑，所述转轴23上的整流子组件32、以及电刷组件3，位于第一轴承25外侧（棒体5末端一侧）的空间中，即第一轴承25位于转子21与整流子组件32、电刷组件3之间。图1中整流子组件32位于转轴23后端，相应位置对应设置电刷组件3，电刷组件3固定在外壳52的内壁。电刷组件3包括一由绝缘性的支持体31、固定在支持体31上的刷握33、放置在刷握33中的电刷34。支持体31为具有一定刚形变能力的硬质材料制作，一般使用厚印刷电路板，以固定刷握33，同时作为电刷组件3整体与其他部件（如本实用新型中的外壳52）进行固定连接，刷握33是盛装并保持电刷34位置的机械导槽，一般也是电刷34与外电路连接的通路（也有将供电电缆直接连接在电刷34上），其保证电刷34在其内能够沿整流子组件32的径向自由移动，并能与电刷34保持较小的接触电阻，因此其是电刷34的支持、定位和供电部件；供电电缆连接到刷握33上，电刷34一般由弹簧等弹性部件施加压力，与整流子组件32滑动接触，实现向整流子组件32供电。电刷34一般使用碳刷。由于电刷组件3外部一般无绝缘层，因此确保电刷组件3与外壳52及其他部件的绝缘，在外壳52内壁安装电刷组件3的位置设置绝缘层，一般可以通过铺设绝缘纸并浸绝缘漆即可。

通过上述技术方案，在无需增加额外部件的情况下，将整流子组件32、电刷组件3移到转子21工作空间以外，有助于将电刷34和整流子组件32间产生电火花导致的高温气体和废气能够被导出散热，电刷34磨损产生粉末也能够得以排放（通过连接棒体5的尾管系统6中的空间散热或排放，如果是作为普通有刷电动机或其他类型的有刷电动机也便于进行相应的散热或排气处理）。此时第一轴承25作为隔离件将电刷34、整流子组件32与转子21、定子22隔离而处于不同的物理空间，不会因电刷34、整流子组件32的高温和电火花灼坏转子21、定子22及其绝缘保护层，电刷粉尘也不会影响电动机系统的工作性能。通过这种结构有效拓展了棒体5内电动机系统2安装空间的限制，电刷组件3在第一轴承25外部有足够宽阔的空间进行安装，也便于对该空间进行有效的绝缘处理。也便于通过外界或连通的其他空间为电刷34和整流子组件32工作过程中在工作面形成氧化膜而提供相应的氧化环境（氧气和湿度）；也为后续空气循环系统4的使用奠定了基础；通过此技术手段缩短了转子两端支撑转轴23的两轴承的间距，减小了内部转轴23的扰动，尤其对于具有偏心转子的电动机、振动电动机的转轴抗扰动方面表现更为显著。在安装、维护和更换电刷34的过程中，无需拆卸轴承、转轴23及转子21等部件即可快捷地进行电刷组件3中有关部件的更换和相关电缆连接的处理，提供工作效率。有效地改善了有刷电动机的工作性能和安装维护的便捷性，确保了在混凝土振捣棒中的有刷电动机能够长时间正常工作，为其相关技术指标的实现奠定了基础。

为了确保整流子组件32与转子21上的电枢绕组进行电连接，图   4   提供了第一轴承套24的结构示意图，其包括沿中心轴线的转轴孔230，转轴23穿过所述转轴孔230，将第一轴承套24套接在转轴23上，在第一轴承套24外壁平行于中心轴线上开设有线槽241，以供整流子组件32与转子上的电枢绕组的连接线穿过，并避免装配的第一轴承25对连接线的损坏，一般是直接将构成电枢绕组的漆包线直接穿过所述线槽241连接到整流子组件32上，所述线槽的数量根据电动机的设计进行匹配设计，一般情况对称设计4个即可完全满足要求；第一轴承25套接在转轴23外壁。通过所述第一轴承套24方便地实现了第一轴承25与转轴23的连接，也确保了整流子组件32与电枢绕组的可靠电连接。

定子22固定在外壳52内壁，对于有刷直流电动机，所述定子22可以采用永磁体——永磁式定子，或者由定子铁芯及绕在定子铁芯上的励磁绕组（定子绕组）构成——绕组式定子。

所述永磁式定子可以采用圆筒型或瓦块型永磁体以粘接等方式固定在外壳52的内壁构成，当然，也可以采用在外壳52内壁开出定子槽来固定永磁体，或者通过支架等将永磁体固定在外壳52内壁。所述的定子可以由多块永磁体组合构成。

作为绕组式定子的技术方案，所述定子铁芯直接由钢质外壳52的一部分构成，通过在外壳52内部布置绕组槽，并将定子绕组绕置在所述绕组槽中构成定子，这种技术方案的优势在于定子22与外壳52是一个密不可分的整体，工作稳定性强，不易损坏，但是不便于实施。作为所述定子22实现的另一技术方案，将所述绕组式定子作为一个独立部件固定在外壳52的内壁上。作为该技术方案的一种实现方式，所述定子铁芯采用在圆弧面钢板的上布置绕组槽，将定子绕组绕置在绕组槽中。作为其另一种实现方式，采用在外径与外壳52的内径满足间歇配合（事实上过盈配合方式也可）、内径符合定子设计要求的钢管（也可是铁管），在钢管外壁（和/或内壁）铣出一个完整定子所需要的全部绕组槽以置放对应的定子绕组，构成定子；在不同绕组槽之间开出贯通所述钢管内外壁的槽，但是所槽在纵向上不贯通整个定子，即在相邻的绕组槽之间，留有少量的钢管不被所述槽贯通形成定子各个部分（电磁磁极）的磁极连接部，是一个电动机的定子构成一个相互连接的整体；一般地可在构成定子的的钢管两端、或者两端及中间各留一2～8mm宽的钢管壁构成磁极连接部。采用这个技术方案形成的定子可以方便地整体一次性装入外壳中并进行固定，虽然有磁极连接部的存在，但是由于其很细小，对定子各个部分（电磁磁极）的磁通损耗小，不会对整个电动机性能构成影响，而且，由于存在所述的磁极连接部，整个定子是一个固定的整体，振捣棒工作过程中及碰撞中，都不会对定子结构构成破坏，增强了整个振捣棒的性能的稳定性和可靠性，而且可以减小定子22的径向厚度，从而减小对棒体内空间的占用。当然，也可以采用不具有导磁性的材料来连接定子的各个部分（即代替定子各个部分间的槽），也可使得定子构成一个整体，从性能角度这是最理想的设计方案，但是这会明显增加工艺难度和成本方面，而对应电动机性能的改善并不显著，因此从成本角度并不优选。作为规模化的应用，最好直接通过模具制成上述结构的定子铁芯。所述定子绕组与转子绕组可以采用并励式、串励式和复励式连接，如果条件允许也可采用他励式，但是作为混凝土振捣棒的优选方案采用并励式、串励式。

对于有刷交流电动机，即串激式交流电动机，其定子22可以采用上述有刷直流电动机中的绕组式定子，并且，定子绕组与转子绕组采用串联结构（类似于前述的串励式），即定子绕组与转子绕组通过电刷34、整流子组件32构成串联回路，定子绕组与转子绕组中的电流相位同步变化，由于普通钢或铁的剩磁高、还会形成涡流，从而损耗电能，虽然上述有刷直流电动机的定子结构可实现串激式交流电动机的工作，但是能量转化率低，降低电动机的功率，因此，定子铁芯应该采用类似于转子铁芯，用彼此绝缘的硅钢片叠压而成。因此采用串激式交流电动机会增加工艺复杂度和成本，同时由于定子铁芯采用叠压的硅钢片，在相同功率的情况下，也会导致棒体5尺寸的增加。因此，作为本实用新型，优选采用有刷直流电动机。

在实际具体应用中，为了简化部件和便于安装维护，同时也为增加强度，电动机的转轴23与振动回转轴13由同一根转轴构成的整体。电动机系统2工作时，转子21和定子22部分产生的热量通过外壳52通过外部湿冷的混凝土散热。在电动机系统2的转速设计上，可以采用现有的成熟技术，将上述有刷电动机的转速设计满足11000-12000rpm，甚至更高。

尾管系统6主要由软管63、将软管63与棒体5的外壳52密封连接的第一连接器61、软管63末段的端盖64组成，所述的连接方式根据不同的连接材质，采用任何公知的、与之相适应的连接方式。在图1所提供的实施例中第一连接器61与外壳52采用螺纹密封连接，在振捣棒的使用过程中，施工人员手持软管来控制棒体插入、提出以及在混凝土中的位置移动和状态变换，软管63在满足一定的弯曲柔性时，还必需具备较高的强度。为了确保软管63与第一连接器61连接的可靠性，在第一连接器61上与紧固软管63的连接部有用于增大连接摩擦力和增强连接密封效果的环形凹槽，在该连接部软管63外安装有软管紧固件62对软管63进行紧固，增强连接强度和密封效果。在软管63、第一连接器61内部形成连通的管道型空腔，为电动机系统2供电的电缆（为简化附图，在图1中没有绘出）从端盖64穿入并通过该管道型空腔连接到电动机系统2上提供了便宜，同时也可以保护电缆不被损坏；另外，该管道型空腔中充满空气或其他含有氧气及水蒸气（目的在于增加气体的湿度）的气体，从而形成有利于所述整流子组件、电刷组件工作时形成氧化膜的氧化环境，与整流子组件32和电刷组件3所处的空间直接连通，为其提供散热、排尘通道和满足其氧化膜形成的空气环境，上述过程可以通过自然对流的方式实现。从而更加有效确保电动机系统2在封闭的棒体5中的正常、有效工作。进一步地，在该尾管系统6中，还可以设置用于控制电动机系统2开启和关闭的控制系统（为简化附图，在图1中没有绘出）。所述的端盖64可以是用于密封软管63的密封部件，也可以是具有防水进入但是可以保证空气进出尾管系统6中管道型空腔的部件。

当然所述的尾管系统6也可以不采用上述带有软件63的技术方案，而采用硬质直管，但是这种技术方案的尾管系统6长度会受到一定的现在，而且使用和迁移略显不变。

为了进一步改善电动机系统2的工作环境，还包括一设置在棒体5末端及尾管系统6中的空气循环系统4，其包括空气强制对流部件、对流风道、空气循环及存储腔体，以及空气过滤部件等；所述对流风道包括第一风道、第二风道。所述尾管系统6中的管道型空腔与整流子组件32、电刷组件3所在的空间连通，以实现空气循环系统4与整流子组件32、电刷组件3所在的空间对接。所述尾管系统6内的管道型空腔构成空气循环及存储腔体。

在图1提供的实施例中，所述的空气循环系统4包括，设置在棒体5末端之固定在转轴23后端端面用于对空气进行强制对流的风扇42、设置在风扇42尾部的风道组件44、尾管系统6内部的管道型空腔中构成的回流通道610及通过过滤件48在其中分隔出的第二腔体47、第三腔体49，并在其中形成如图中箭头所示方向的气流运动；所述第二腔体47、第三腔体49构成空气循环及存储腔体；所述风扇42作为空气强制对流部件。具体地：

风扇42为轴流风扇，通过风扇紧固螺栓422固定在转轴23后端端面，并有转轴23旋转驱动并形成吹响电刷组件3的气流；由于在转轴23后端设置有整流子组件32，为便于绝缘，最好在转轴23后端端面上设置有具有绝缘作用的绝缘垫421；为了便于电刷组件3周围的气流运动，便于散热和粉尘排放，在风扇42、整流子组件32间有一间隙形成第一腔体41；风扇42外侧与外壳52之间的间隙形成的排气通道43。为了有助于排气通道43中气流的运动，优选地，风扇42采用带护圈425的结构。如图1、图5所示，风扇42包括扇叶424，位于风扇42中部固定并带动扇叶424旋转的连接件423、设置在连接件423中心的用于安装风扇紧固螺栓422的风扇紧固孔4220，位于扇叶424末端的护圈425，通过这种结构，风扇42旋转时，风扇42内部和外部（护圈425外侧）的气流运动不会相互影响，从而在风扇42内外形成相反的气流运动方向。

在风扇42后方紧连但不影响风扇42旋转的风道组件44，风道组件44为空气的循环提供运行通道，其采用图6所示出的结构。风道组件44为一个漏斗状部件，其分别将第一腔体41与第三腔体49连通、将第一腔体41与第二腔体47连通。结合图1、图6所示，其包括位于前端的漏斗形回流腔441，设置在回流腔441底部贯通风道组件44与外侧连通的回流管442；开口设在风道组件44前侧方并与位于风道组件44后端的汇流管444连通的集气管443；回流管442、集气管443交错设置在风道组件44上，从不同方向穿过风道组件44的壁但是彼此不连通，实现利用风道组件44在一个狭窄空间内进行不同运动方向气流的疏导。回流管442、集气管443的数目根据气流量的大小、气流的采集范围按需设计，图6示出的是交错设置的4组回流管442、集气管443。同时，对于一些另外的应用场景，可以将回流腔441的形状、集气管443的开口位置进行适当调整，如回流腔441处于风道组件44前端面中心并贯通前端面中心，而集气管443的开口也分布于风道组件44前端面，即集气管443的开口与回流腔441都在端面上；或者集气管443的开口位于风道组件44的侧面等。在图1提供的实施例中，风道组件44的回流腔441正对风扇42扇叶424的工作面，而集气管443的开口同风扇42外侧与外壳52之间的间隙形成的排气通道43贯通，在风道组件44后侧面设置有阻隔件45，其一方面是防止排气通道43的气体泄露到风道组件44后侧，另一方面也是将风道组件44固定在外壳52内壁；为了便于实现，可以采用将集气管443的开口内侧（靠近风道组件44中心侧）外切于护圈425（可以是外切护圈425的外侧面，也可是内侧面，还可以是护圈425上外侧面与内侧面之间的位置），这样可以有效避免扇叶424上的气流都来源于回流腔441，而护圈425外侧的气流都能进入集气管443。汇流管444与排气管46连接，排气管444穿过第二腔体47及设置在尾管系统6中的过滤件48，进入第三腔体49；当然也可采用将汇流管444与排气管46做成一个整体，即汇流管444延长满足上述结构要求；但是由于排气管46一般会穿过尾管系统6中软管63的一部分，而软管63在工作过程中会因对棒体5的运动和控制发生弯曲，因此，如果尾管系统6有需要弯曲的软管63，排气管46也优选采用软管。在排气管46、风道组件44与尾管系统6中管道型空腔（主要是第一连接器61中的空腔）间形成回流通道610，回流通道610与回流管442连通。所述的过滤件48可以采用海绵、微孔纸板等能够阻止粉尘通过并具有良好透气性能的材料制作，过滤件48的位置可以灵活设置。通常情况下第三腔体49明显大于第二腔体47。当然如果需要进一步缩短棒体5的长度尺寸时，还可把风道组件44移到尾管系统6中。采用上述风道组件44有效地实现了在一个有限的空间内为相对复杂的空气循环对流提供了可行的风道，所述风道还可应用于其他领域实现各类流体的循环对流。

工作时，在风扇42的强制对流作用下，第一腔体41中含粉尘、废气和携带热量的空气在风扇42的作用下从风扇42外侧的排气通道43排到风扇42后端的集气管443，并经风道组件44中的汇流管444、与汇流管444连接的排气管46送到尾管系统6中的第三腔体49，由于风扇42的作用，在过滤件48两侧形成压差，第三腔体49的冷空气经过过滤件48过滤掉粉尘等后进入第二腔体47，并经过回流通道610、回流管442、回流腔441进入风扇42吹向电刷组件3、整流子组件32所在的第一腔体41。通过这种方式，强制性地对电刷组件3、整流子组件32所在的第一腔体41中的含粉尘、高温气体进行强制对流除尘、散热，并引入新的促进氧化膜形成所需要的具有相应湿度的含氧气体（实际使用中为具有一定湿度的空气），使之利于电动机系统2的工作。

在该实施例中，将所述整流子组件32、电刷组件3所在的空间（包括第一腔体41的空间）与第三腔体49连通的第一风道由排气通道43、集气管443、汇流管444、排气管46构成。经风扇42将所述第二腔体47与所述整流子组件32、电刷组件2所在的空间（包括第一腔体41的空间）连通的第二风道由回流通道610、回流管442、回流腔441等构成。

当然，所述空气循环系统4除了可以应用于本实用新型的实施例中，还可以独立应用于其他类型的电动机系统或发电机系统，还可直接或基于其思路略为调整后应用于其他设备或领域，以进行空气（或其他气体、液体）循环、过滤的应用环境中。对于混凝土振捣棒以外的其他应用，所述的第三腔体49可以是完全与开放的，或者无需过滤件48，分别将排气管46、回流通道610（也可以采用独立管道实现）与外部空间或其他符合应用需求的空间开放对接。

图 2提供了基于有刷电动机实现的 混凝土振捣棒的第二实施例；本实施例与图1提供实施例的不同点在于：整流子组件32、电刷组件3位于第一轴承25和转子21之间，在所述整流子组件32、电刷组件3与转子21之间设置有隔离件251；以及相适应地空气循环系统4的结构进行了调整。具体包括：

隔离件251采用诸如金属、聚合材料、石棉等能够耐高温的材质制作成圆环形部件，所述隔离件251可以是一个独立部件，固定在转轴23上与转子21同步旋转，隔离件251能相对外壳52及定子22自有旋转；或将隔离件251固定在外壳52内壁，转轴23上、转子21的旋转不对其产生影响。为了增强隔离效果，还可以采用上述方案的结合，用两个部件构成隔离件251，一个固定在外壳52上，一个固定在转轴23上，交错设置；也或采用隔离件251与相对于其旋转的部件采用柔软的弹性接触，如采用耐高温材料制作的类似毛刷形的部件等。所述隔离件251将整流子组件32、电刷组件3与转子21、定子22所处的空间进行了分隔而处于两个不同的物理空间，阻隔了电刷34和整流子组件32间产生电火花导致的高温气体和废气对转子21、定子22及其绝缘层的影响，电刷粉尘也不会影响电动机的工作性能。电刷34磨损产生粉末也能够有机会得以排放（通过连接棒体5的尾管系统6中的空间散热或排放，如果是作为普通有刷电动机或其他类型的有刷电动机也便于进行相应的散热或排气处理）。形成了与图1所提供的技术方案相近的技术效果。

与之相适应地，空气循环系统4也进行了改变，其包括空气强制对流部件、对流风道、空气循环及存储腔体，以及空气过滤部件等；所述对流风道包括第一风道、第二风道。整个尾管系统6中的管道型空腔构成第三腔体49。在隔离件251与电刷组件3之间设置一间歇，以有助于气流流动，在电刷组件3与处于转轴23后端的第一轴承25之间安装有风扇42，风扇42与电刷组件3间有一间隙构成第一腔体41；在外壳52内壁安装有过滤件48，过滤件48与第一轴承25间形成第二腔体414。所述的风扇42可以采用轴流风扇或离心风扇，在图2提供的实施例中是以轴流风扇为例进行的说明。在转轴23上有贯穿其径向的径向回流通道412，径向回流通道412与风扇42扇叶连接件壁上的开孔对应，并使得回流通道412中的气流能够在风扇42的强制对流作用下进入第一腔体41，转轴23后端有贯通端面并延伸至径向回流通道412并与其连通的轴向回流通道413，径向回流通道412、轴向回流通道413将第一腔体41、第二腔体414连通。在棒体5内设置有连通第一腔体41与第三腔体49的旁路排气通道411，旁路排气通道411在第三腔体49有旁路排气孔415，在第一腔体41及隔离件251与电刷组件3之间的间歇对应位置设置有旁路进气口（图中绘出，但是未标注，当然两个位置的旁路进气口并不是必需同时设置）。工作时，转轴23驱动风扇42迫使第一腔体41（以及隔离件251与电刷组件3之间的间歇）中电刷组件3、整流子组件32形成的含粉尘热气经旁路排气通道411进入第三腔体49，在负压作用下，第三腔体49中的空气经过滤件48过滤掉粉尘进入第二腔体414，并通过径向回流通道412、轴向回流通道413进入第一腔体41以及隔离件251与电刷组件3之间的间歇，实现图2中箭头所示的空气流动方向循环，达到强制循环的目的。该实施例中所述第二腔体414、第三腔体49构成空气循环及存储腔体；所述风扇42作为空气强制对流部件。将所述整流子组件32、电刷组件3所在的空间（包括第一腔体41的空间）与第三腔体49连通的第一风道由旁路排气通道411构成。经风扇42将所述第二腔体414与所述整流子组件32、电刷组件3所在的空间（包括第一腔体41的空间）连通的第二风道由径向回流通道412、轴向回流通道413等构成。

图2中给出的旁路排气通道411是设置在外壳52的壁上，其可以采用多条旁路排气通道411环绕外壳52间隔设置多条。此外旁路排气通道411还可以是设置在第一轴承25与外壳52之间的一个独立部件，其套接在第一轴承25外侧，并安装在外壳52内壁；以及采用设置在外壳52外部，甚至采用一单独的管道引到外部空间。所述空气循环系统4应用的扩展和变形可参考图1中的实施例实施。

通过上述技术方案同样能形成与图1的实施例相近的效果，但是相对而言，本实施例结构相对复杂，但是对于一些特定的应用，本实施例仍然具有使用价值。

图 3   提供了混凝土振捣棒第三实施例的局部结构；与图1提供的实施例相比，其不同点在于改进了空气强制对流部件，由空压机40作为空气强制对流部件，即把图1提供实施例中的风扇42由空压机40实现，空压机40固定在外壳52内壁，并不和转轴23上的整流子组件32接触，空压机40外侧外壳52内壁间形成排气通道43。空压机40的吸气口402位于风道组件44的回流腔441中，喷气口401位于第一腔体41，向电刷组件3、整流子组件32输送气流，迫使第一腔体41的含尘热气经过排气通道43进入到集气管443中，形成空气按图中箭头所示的流动方向循环，达到强制循环目的。空压机40可与电动机系统2共用电源。由于空压机40对空气的强制流动性能强，能获得比风扇42更好的空气循环效果。当然，该空压机40的技术方案也可以用于图2所提供实施例的技术方案中。

图1－图6所提供的有刷电动机及包含空气循环系统4的有刷电动机的技术方案可以独立应用，此时外壳52相当于普通电动机外壳；也可应用到其他需要电动机的工作环境和设备上。

图 7   提供了现有混凝土振捣棒的振动系统所采用的双承重轴承“抬”偏心块的振动系统工作原理，设置在棒体中的电动机系统2的转子21转子21通过转轴23被支撑在第一轴承25和第二承重轴承142之间，并保证转轴23在转子21的作用下灵活旋转；振动回转轴13两端分别被第一承重轴承141、第二承重轴承142支撑，在第一承重轴承141、第二承重轴承142之间的振动回转轴13上固定有偏心块110，振动回转轴13连接转轴23，由于偏心块110的质心A偏离振动回转轴13的转动轴线，在转轴23的驱动下振动回转轴13及偏心块110高速旋转产生离心力f_A，并通过第一承重轴承141、第二承重轴承142将离心力传递给棒体，激励棒体形成圆周振动，使棒体对外提供激振力。由于这种“抬”的结构，一方面需要至少两个（事实上，由于现有轴承技术的制约，第一承重轴承141、第二承重轴承142分别由2个承重轴承组合构成的两组轴承）对称设置在偏心块的两侧，必然导致部件多，多占用了棒体中有限的空间或者导致棒体被延长，也增加成本。更重要的是，这种结构中离心力f_A被第一承重轴承141、第二承重轴承142两组轴承分散施加到棒体的外壳的不同位置，不利于形成理想模型中的圆周振动，削弱了棒体产生的激振力；另一方面，由于离心力f_A通过振动回转轴13对第一承重轴承141、第二承重轴承142施加的作用力F_L1、F_L2位于偏心块13一侧，造成了第一承重轴承141、第二承重轴承142的受力分布不均，加速了其局部磨损，缩短轴承的使用寿命。在这类振动系统中，有的技术方案还另外设置一支撑电动机转轴23的轴承，一般为了简化棒体内部件的结构省略该轴承，而由第二承重轴承142对转轴23进行支撑。此外，为这类振动系统提供动力的电动机系统采用传统的平衡电动机，其转子的质心位于转轴23的旋转轴线上，其激振力单纯有偏心块110旋转产生的离心力来提供，其振动系统与为其提供动力的电动机系统完全分离，增加设备的体积、而且由于电动机系统平衡转动惯性也会削弱棒体的激振力。

基于现有普通平衡电动机实现的振动系统，本申请人先后提交的中国专利申请200620136704.2（名称：环保通用电机质比振动器）、201210570115.5（名称：电机振动器）公开了通过将电动机系统的转子制成偏心转子（转子质心偏离转子的旋转轴线），直接利用电动机系统本身的转动形成离心力，并对外提供激振力。并在上述申请中公开了相应的技术方案，限于篇幅在此不再重复描述，只结合下述实施例进行相应的简要说明。

图 8   提供了本实用新型所使用的振动系统一实施例的原理图，图10提供了实现其原理的结构示意图；在该实施例中，电动机系统的转子21是一偏心转子，位于第二轴承14的一侧，其包括分居与转轴23两侧的小质量部211、大质量部212，使得转子21的质心B偏离转轴23的旋转轴线，在转子21旋转时形成离心力，从而构成振动电机，从而将转子21的质量也有效的整合到振动系统中，有效增强激振力。在第二轴承14的另一侧的振动回转轴13上设置有第一偏心块11，振动回转轴13与转轴23连接，并具有相同的旋转轴线，第一偏心块11的质心A、转子21的质心B与上述旋转轴线处于同一平面内，并且旋转时质心A、质心B形成的离心力f_A、f_B对称地施加在第二轴承14两侧，形成第二轴承14对棒体5外壳52施加的压力F_L，从而形成棒体5对外提供的激振力。本结构仍然构成“挑”型振动系统，在以此作为振捣棒的振动系统与电动机系统时，与采用传统结构的振捣棒相比，在整机质量相同的情况下，本实用新型能够提供更大的激振力。或者说，得到相同的激振力，本实施例相对与传统的技术方案，所需要的部件更少、整机质量也可更轻。

图9提供了本实用新型所使用的振动系统另一实施例的原理图，图11提供了实现其原理的结构示意图。在振动系统中，由于转子21形成的离心力可能不足，因此，需要在转子21一侧配置第二偏心块15，以形成更强的离心力。在该实施例中，与图8、10提供的实施例相似，将第一偏心块11置于第二轴承14外侧，第二偏心块15以及偏心的转子21置于第二轴承14内侧，其质心A、C、B与转轴23、振动回转轴13的旋转轴线位于同一平面。其旋转形成的离心力f_A与f_C、f_B对称地施加到第二轴承14上形成第二轴承14对棒体5外壳52的压力F_L。上述结构仍然为“挑”型振动系统。

在具体设计时，一般将第二轴承14两侧形成的离心力相对于第二轴承14的力矩相同或相近，同时，可将偏心转子的质心B靠近第二轴承14，以减小离心力对第一轴承25的影响。

采用上述结构的振动系统，“挑”型结构的振动系统，离心力分别置于第二轴承14（承重轴承)的两侧，其稳定性强，机械强度高。振动系统对棒体5外壳52施加的压力集中在第二轴承14对外壳52施加压力F_L，有效利用了振动系统所产生的离心力，形成理想的圆周振动模型——棒体5末端为不受激振力的零振点，激振力集中施加在棒体前端的振动头51上，并作为振动自由端进行振动，有效增强棒体5的激振力。在满足同样激振力的情况下，其相对于传统的“抬”型至少节约一个承重轴承，减小了偏心块的质量和体积，可以有效缩小其对棒体空间的占有，可以实现更小尺寸的棒体。同时，使用寿命也更长。采用偏心转子的电动机系统也进一步减小了振捣棒中的部件，减小了对棒体内空间的占用，从而可以根据需要缩小棒体的尺寸。需要再次说明的是，挑”型结构的振动系统可以直接使用在第二轴承14两侧布置偏心块来实现，而并不是必需要使用具有偏心转子的电动机系统，同样能实现相应的技术效果。

为了实现上述偏心转子，可以采用将转子的小质量部211、大质量部212采用不同密度的材料制作。或者采用如下方案来实现：图 12  提供了实现偏心转子铁芯的一种硅钢片结构示意图；在所述硅钢片上有置放电枢绕组的绕组槽2102，在电枢绕组中电流的作用下形成磁极的凸起部2101，通过在形成转子小质量部211的凸起部2101上打出多个质心调整孔2103，从而实现与之相对一侧的硅钢片构成大质量部212。当然，也可通过在质心调整孔2103中填充不同密度的材料来调整其质心的分配，所形成的小质量部211、大质量部212并不局限于图中所示出的效果。图13提供了另一种实现偏心转子的转子结构示意图；图中，通过不同密度的槽楔来实现，通过在转子的绕组槽上装配低密度槽楔2104构成转子上的的小质量部211，在在转子的绕组槽上装配高密度槽楔2105构成转子的大质量部212。例如，所述高密度槽楔2105采用钨、铅等至少一种高密度材料制作；所述低密度槽楔2104采用木、竹、塑料或发泡塑料、低密度发泡金属或低密度合金等低密度材料制作。

图 14  给出了尾管系统6末端的内部部件的结构示意图，作为一种应用，图中，用第二连接器641、护线器642共同构成上述实施例中的端盖64。软管63末端连接中空的第二连接器641前端，第二连接器641后端连接护线器642。所述连接方式采用软管63与第一连接器61相似的连接方式，只是第二连接器641的受力小，可以无需软管紧固件；也可采用螺纹连接。在连接外部电源的电源电缆74通过护线器642末端穿入尾管系统6并向电动机系统2提供电能。并基于上述结构，根据需要在尾管系统6中配置相应电源控制系统。当然，电源控制系统也可直接设置在图1-3所提供的实施例的尾管系统6的管道型空腔内，图14提供的实施例是一种应用特例。

图 15  提供了一种电源控制系统的实施例的原理框图；将连接外部电源的电源电缆74连接一记忆电路，记忆电路的控制线72连接一传感器，记忆电路的电机电缆73连接电动机系统，由于记忆电路会能够对传感器送来的控制信号进行记忆并保持，其工作电源可以通过从电源电缆74获得。假设原始工作状态为电源关闭状态，通过传感器向记忆电路发送一个控制脉冲（可简单理解为将两根控制线72进行一下接通），记忆电路将电源电缆74与电机电缆73接通并保持，向电动机系统供电，电动机系统开始工作；当要关闭电动机系统时，通过传感器向记忆电路发送一个控制信号脉冲，记忆电路将电源电缆74与电机电缆73断开并保持。从而实现了通过传感器对电动机工作状态的控制。参照图14、15，将电源控制器7置于第二连接器641内，电机电缆73通过软管63及第一连接器61中的管道型空腔连接到电动机系统上；此时传感器相当于一控制开关固定在软管63前端靠近与第一连接器61的连接部附近（即图2中控制开关71所在的位置），控制线72通过软管63与传感器连接。使用时，手持棒体5末端或软管63前端，在放入混凝土前或放入时触发传感器，振捣棒开始工作，释放软管63将棒体5放入混凝土中相应的位置进行施工；收起软管63拉出棒体5，在棒体5离开混凝土时或者离开后，触发传感器，振捣棒停止工作。上述工作一人即可操作，并且方便可靠，极具人性化，方便施工人员的使用。

所述传感器可以是公知的任何振动传感器、磁控传感器、光电传感器之一，当然触摸传感器也可实现，但是由于施工场地的特殊性，一般不采用。图17提供了一种振动传感器的结构原理图，所述振动传感器711包括绝缘外壳7111、设置在其中的触控电极7114、导电的弹性部件7113一端连接摆锤7112，另一端固定在绝缘外壳7111内壁，使得所述摆锤7112在振动时能够触碰触控电极7114，弹性部件7113、触控电极7114分别与控制线72连接。将所述振动传感器固定在图2所示的控制开关71所在的位置，通过敲击对应位置的软管63管外壁，摆锤7112触碰触控电极7114并随即在弹性部件7113的弹力下复位，即可向记忆电路送出控制脉冲，实现对电动机系统的开关控制。当然，如果把摆锤7112用磁性材料或铁磁性材料制作，可以作为一种磁控传感器。

作为另一种简易且可靠的磁控传感器，采用一磁控管，磁控管的两极与控制线72连接，磁控管在软管63外部的磁铁作用下，其两极处于导通的工作状态，当磁铁移开时，其两极处于断开的工作状态，从而实现控制。将磁控管固定在图2所示的控制开关71所在的位置，工作时，持一磁铁滑过或靠近磁控管所处的软管63外壁，即可向记忆电路发送控制信号，实现对电动机系统的开关控制。

所述的光电传感器可以采用类似于图17中的摆锤来遮挡光耦或光电二极管来实现。

图 16  提供了另一种电源控制系统的实施例原理框图；    将一个按压式记忆开关与电动机系统串联接到电源电缆74上，按压式记忆开关可以是机械式开关，也可以是电子记忆开关，其特点是，当按压一次开关，其工作的状态保持不变。假设按压式记忆开关原始状态为断开，当按压按压式记忆开关按钮7125一次，其处于导通状态，并保持；再次按压按压式记忆开关按钮7125一次，则处于断开状态，并保持。可以将按压式记忆开关直接固定在图2所示的控制开关71所在的位置，并将按钮7125朝向软管63壁，可在软管63上开一小孔用于控制按钮7125，并做好防水密封处理。由于施工环境湿度高，这种方式安全性差，当然，如果把控制开关（按键开关、闸刀开关、触摸开关等其他开关均可）设置在软管63末端或尾管系统6以外也可，但是这样会导致施工过程中操作不方便。优选地，基于所述按压式记忆开关改进为敲击震动控制的开关，图18提供了其改进的技术方案。在壳体7121中设置按压式记忆开关7124，在按钮7125上方设置一与回复部件7123连接的震动锤7122，并设置一限位机构，确保震动锤7122只能上下摆动，将所述改进的控制开关固定在图2所示的控制开关71所在的位置，通过敲击对应位置的软管63管外壁，震动锤7122即可敲击按钮7125，并在回复部件7123的作用下复位，实现通过震动方式来控制按压式记忆开关。当然，所述的敲击震动控制的开关还可以是，在按钮7125上方设置一个限位移动机构，震动锤7122置于限位移动机构中，使之能够沿着限位移动机构自由上下移动并能压迫按钮7125，敲击时，由于惯性，震动锤7122敲击按钮7125，并自然复位，实现通过震动方式来控制按压式记忆开关。

另外，上述电源控制系统还可以采用其他公知的控制方式来实现，如遥控开关系统、特定频率的声控系统等。

在上述实施例中，如果采用有刷直流电动机，并且所使用的外电源是交流电，只需在电机电缆73或电源电缆74上连接一桥式整流电路即可向直流电动机供电，此时如果外电源是直流电也能保证直流电动机工作。该桥式整流电路放入尾管系统6中，优选放入第二连接器641内。

当然，本实用新型还可有其他多种实施例，并且在无需任何创造性劳动的情况下，还可以将上述不同实施例或各个组成部分的不同实施例中的相关技术方案进行单独使用或重新组合，以获得其他具体实施方式的技术方案。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，在上述技术方案中所提供的有刷电动机的相关技术方案可以独立使用，并且还可以应用于有刷发电机，此时，所述的整流子是发电机上的集电环（或电刷滑环），其他部分结构可以完全相同或部分相同，限于篇幅，在此不再冗述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (13)

1.一种有刷电动机，包括定子、转轴及固定在转轴上的转子，所述转轴被轴承所支撑，所述转轴上设置有整流子组件，以及对应的电刷组件，其特征在于，包括一隔离件，所述隔离件位于转子与整流子组件之间，将所述转子与整流子组件、电刷组件分隔在两个不同的空间中。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述隔离件是所述电动机后端的第一轴承，使所述整流子组件、电刷组件处于所述第一轴承外侧的空间。

3.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述整流子组件、电刷组件所在的空间与一空腔连通。

4.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，进一步包括一空气循环系统，所述空气循环系统与所述整流子组件、电刷组件所在的空间对接；所述空气循环系统包括空气强制对流部件、对流风道、充满空气的空气循环及存储腔体。

5.如权利要求4所述的电动机，其特征在于，所述空气强制对流部件是空压机或风扇；所述风扇固定在所述转轴上，并由所述转轴驱动。

6.如权利要求4所述的电动机，其特征在于，进一步包括一过滤件，所述过滤件设置在所述空气循环及存储腔体中，并将所述空气循环及存储腔体分隔成第二腔体、第三腔体；所述对流风道包括将所述整流子组件、电刷组件所在的空间与第三腔体连通的第一风道；经所述空气强制对流部件将所述第二腔体与所述整流子组件、电刷组件所在的空间连通的第二风道。

7.一种混凝土振捣棒，包括棒体，在棒体内设置有振动系统、为所述振动系统提供动力的电动机系统，与所述棒体相连的尾管系统，其特征在于，所述电动机系统为权利要求1所述的电动机；所述尾管系统内有管道型空腔；所述整流子组件、电刷组件所在的空间与所述尾管系统中的管道型空腔连通。

8.如权利要求7所述的振捣棒，其特征在于，所述振动系统的振动回转轴与所述电动机的转轴连接，所述振动回转轴贯穿第二轴承并由所述第二轴承支撑，在所述第二轴承两侧分别布置有偏心部件。

9.如权利要求8所述的振捣棒，其特征在于，所述第二轴承外侧的偏心部件为设置在所述振动回转轴上的偏心块；所述电动机转子的质心偏离所述转轴的旋转轴线，构成位于所述第二轴承内侧的偏心部件。

10.如权利要求9所述的振捣棒，其特征在于，所述第二轴承内侧的所述振动回转轴上布置一偏心块；所述两个偏心块的质心与所述电动机转子的质心位于旋转轴线的同侧。

11.如权利要求7所述的振捣棒，其特征在于，进一步包括一过滤件、风道组件及空气强制对流部件，所述空气强制对流部件位于所述整流子组件、电刷组件所在的空间与所述风道组件之间；所述过滤件设置在所述管道型空腔中，并将所述管道型空腔分隔成位于尾管系统前端的第二腔体、位于尾管系统后端的第三腔体；所述风道组件包括位于前端的漏斗形回流腔，设置在回流腔底部贯通风道组件与其外侧连通的回流管；开口设在风道组件前侧方并与位于风道组件后端的汇流管连通的集气管；回流管、集气管交错设置在风道组件上，从不同方向穿过风道组件的壁但是彼此不连通；所述汇流管与排气管连接，所述排气管穿过所述过滤件与所述第三腔体连通；所述排气管、风道组件在尾管系统的管道型空腔中形成回流通道；所述空气强制对流部件设置在棒体内的末端，所述气强制对流部件与棒体外壳之间的间歇构成排气通道；所述排气通道、集气管、汇流管、排气管将所述整流子组件、电刷组件所在的空间与第三腔体连通；回流通道、回流管、回流腔经空气强制对流部件将所述第二腔体与所述整流子组件、电刷组件所在的空间连通。

12.如权利要求7-11中任一项所述的振捣棒，其特征在于，进一步包括一设置在尾管系统内管道型空腔中的电源控制系统，所述电源控制系统与电源电缆连接，并为所述电动机系统供电；所述电源控制系统包括一控制开关或传感器，所述控制开关或传感器固定在尾管系统前端与所述棒体连接部附近的管道型空腔中。

13.如权利要求12所述的振捣棒，其特征在于，所述电源控制系统包括记忆电路、传感器，所述传感器为磁控传感器；所述记忆电路与电源电缆连接，所述记忆电路通过控制线与所述磁控传感器连接，所述记忆电路通过电机电缆与所述电动机系统连接；所述磁控传感器的工作状态由尾管系统外部的磁铁控制。

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