CN207442626U - 一种非接触式章动减速电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非接触式章动减速电机，包括底座、顶盖、支撑轴、输出轴、电机定子、电机转子以及磁耦合的章动轮盘和转动轮盘；转动轮盘的顶端面与输出轴的一端固定，转动轮盘底端面为内锥面，内锥面上开设有装配槽；支撑轴一端伸入装配槽内，支撑轴的另一端固定于底座上，支撑轴的中部为斜轴，斜轴的中轴线与支撑轴的垂直轴线之间存在预设夹角β；章动轮盘套设于斜轴外部，电机转子套设于章动轮盘外部；电机定子套设于电机转子外部。本方案的优点：通过集成设计实现电机和减速器部分零件共用，是电机的体积减小，能够适应小空间场所的使用，降低了生产成本，且章动轮盘和转动轮盘的非接触式传动方式无机械磨损，传动效率高。

Description

一种非接触式章动减速电机

技术领域

本实用新型涉及电机传动技术领域，尤其涉及一种非接触式章动减速电机。

背景技术

目前，各种传动机构随处可见，也越来越重要，它可以传递能量、转换能量形式或者改变能量运作方式，随着科技的发展、航天技术、仪器设备的发展，对传动机构也提出了更多要求，以适应各种应用场合，如：传动比大、轴向尺寸小、高度集成化。国家大力提倡绿色设计，产品节能环保性等，然而传统机械接触式齿轮传动机构，存在齿面接触变形、机械磨损、齿面间需润滑等缺点，还因齿面磨损以及啮合间隙而导致的振动噪声等问题。传统机械接触式章动减速机构，与其他齿轮啮合减速机构类似，也存在着上述问题。基于这个问题引入磁力传动的非接触式章动传动机构，充分利用章动传动和磁力传动的各自优点，实现非接触传动，使该机构避免齿面接触变形、磨损，齿面无需润滑，机构更具环境友好性，振动和噪声也可降低。但是在具体应用过程中，现有技术方案是利用外置电机驱动章动减速机构实现动力传动和减速，在这种分体使用状态下，仍存在着结构不紧凑、占用空间大，使用不便利、装配不对中、传动效率低等问题，并且在批量生产时需要消耗更多的材料、零件、配件等，成本居高不下。

因此，亟需提出一种全新的技术方案用以解决以上问题。

实用新型内容

为此，需要提供一种新型非接触式章动减速电机，来解决传统的章动减速电机在章动减速机构和电机分体使用状态下，存在结构不紧凑、使用不便利、传动效率低的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种非接触式章动减速电机，所述章动减速电机包括底座、顶盖、支撑轴、输出轴、电机定子、电机转子以及磁耦合的章动轮盘和转动轮盘；

所述顶盖固定于底座上，顶盖与底座之间围成机体空腔；所述支撑轴、电机定子、电机转子、章动轮盘和转动轮盘均设置于机体空腔内；

所述转动轮盘的顶端面与输出轴的一端固定，输出轴的另一端贯穿顶盖伸出机体内腔，转动轮盘底端面为内锥面，所述内锥面上开设有装配槽；

所述支撑轴一端伸入装配槽内，支撑轴的另一端固定于底座上，支撑轴的中部为斜轴，所述斜轴的中轴线与支撑轴的垂直轴线之间存在预设夹角β；

所述章动轮盘套设于斜轴外部，所述电机转子套设于章动轮盘外部，电机转子与章动轮盘联动，所述章动轮盘的顶端面为外锥面，章动轮盘的外锥面与转动轮盘内锥面相适配；

所述电机定子套设于电机转子外部。

作为本实用新型的一种优选结构，所述章动轮盘和转动轮盘的盘径方向均匀分布有至少两个磁体，所述磁体的磁极交错相反；所述电机定子和电机转子的转径方向也均匀分布有至少两个磁极交错相反的磁体。

作为本实用新型的一种优选结构，所述章动轮盘的外锥面、转动轮盘的内锥面以及电机转子的转径上均开设有容置磁体的凹槽。

作为本实用新型的一种优选结构，所述预设夹角β为5°。

作为本实用新型的一种优选结构，所述章动减速电机还包括支撑架，所述支撑架设置于底座与顶盖之间。

作为本实用新型的一种优选结构，所述斜轴与章动轮盘之间还设置轴承。

作为本实用新型的一种优选结构，所述输出轴与转动轮盘一体成型，输出轴与顶盖的接触部外部套设有轴承。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：通过集成设计实现电机和减速器部分零件共用，减少了零件数量，使得其轴向尺寸进一步缩小，占用空间小，能够适应小空间场所的使用，即符合现代倡导的绿色设计，又降低了生产成本；章动轮盘和转动轮盘采用磁耦合的非接触式传动方式无机械磨损、传动效率高；同时，该非接触式章动减速电机不进行齿轮传动，无需润滑脂，提高了产品的环保性。

附图说明

图1为本实用新型一种非接触式章动减速电机一实施例主视的剖视结构示意图；

图2为本实施例电机转子、章动轮盘、转动轮盘上的磁体磁极分布结构示意图；

图3为本实用新型一种非接触式章动减速电机的章动轮盘一实施例主视的结构示意图；

图4为本实用新型一种非接触式章动减速电机转动盘一实施例主视的结构示意图；

图5为本实用新型一种非接触式章动减速电机转子一实施例主视的剖视结构示意图；

图6为本实用新型一种非接触式章动减速电机定子一实施例主视的剖视结构示意图。

附图标记说明：

1、底座；

2、顶盖；

3、支撑轴；31、斜轴；

4、输出轴；

5、电机定子；

6、电机转子；

7、章动轮盘；71、外锥面；

8、转动轮盘；81、内锥面；82、装配槽；

9、磁体；

10、凹槽；

11、支撑架；

12、轴承。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅1至图6，本实用新型提供了一种非接触式章动减速电机，所述章动减速电机包括底座1、顶盖2、支撑轴3、输出轴4、电机定子5、电机转子6以及磁耦合的章动轮盘7和转动轮盘8；

所述顶盖2固定于底座1上，顶盖2与底座1之间围成机体空腔；所述支撑轴3、电机定子5、电机转子6、章动轮盘7和转动轮盘8均设置于机体空腔内；

所述转动轮盘8的顶端面与输出轴4的一端固定，输出轴4的另一端贯穿顶盖2伸出机体内腔，转动轮盘8底端面为内锥面81，所述内锥面81上开设有装配槽82；

所述支撑轴3一端伸入装配槽82内，支撑轴3的另一端固定于底座1上，支撑轴3的中部为斜轴31，所述斜轴31的中轴线与支撑轴3的垂直轴线之间存在预设夹角β；

所述章动轮盘7套设于斜轴31外部，所述电机转子6套设于章动轮盘7外部，电机转子6与章动轮盘7联动，所述章动轮盘7的顶端面为外锥面71，章动轮盘7的外锥面71与转动轮盘8内锥面81相适配；

所述电机定子5套设于电机转子6外部。

在本实施例中，将电机定子5套设于电机转子6外部，使得电机再通电后，电机定子5能够产生旋转磁场；电机转子6与电机定子5配合做切割磁感线运动，进行再电机转子6中产生感应电动势。因为章动轮盘7套接于电机转子6内部，且二者联动，电机转子6转动进而带动章动轮盘7转动。而章动轮盘7套接在支撑轴3中部的斜轴31上，因此章动轮盘7在绕斜轴31发生旋转运动时，其章动轮盘7以预设夹角β为章动角做章动运动，那么在与章动轮盘7磁耦合转动轮盘8受到磁力的影响，转动轮盘8会发生自传，进而带动输出轴4进行转动；章动轮盘7的外锥面71与转动轮盘8内锥面81相适配，是为了更好的进行磁力传动，章动轮盘7的外锥面71与转动轮盘8内锥面81存在间隙，章动轮盘7在转动时不与转动轮盘8进而机械接触，进而实现非接触式传动，使用上述结构可实现电机减速器的集成设计，实现部分零件共用，以所限电机的体积，使其能够适应小空间场所的使用，生产成本降低；此外，章动轮盘7和转动轮盘8的非接触式传动方式无机械磨损、传动效率高。

本实用新型的工作原理如下：当电机通电后，电机定子5产生旋转磁场，旋转磁场在气隙中以同步转速旋转。根据电磁感应定律，电机转子6受到旋转磁场的磁力线切割，就会在导体中产生感应电动势。根据右手定则，可判断出电机转子6感应电动势的方向。用相对运动的观点，可以认为磁极不动，电机转子6沿着与磁极运动方向相反的方向运动。由于电机转子6可作为电流的闭合通路，故在感应电动势的作用下，在电机转子6中产生了感应电流。因电机转子6中的感应电动势与感应电流之间的相位差极小，可以忽略不计，此时可认为感应电流与感应电动势具有相同方向。根据电磁力定律，当在磁场中与磁力线垂直方向上存在载流导体时，将受到电磁力的作用，电磁力的方向由左手定则确定。电磁力将产生与旋转磁场方向相同的电磁转矩，电机转子6在电磁转矩的作用下，克服阻力转动起来，转动方向与旋转磁场的旋转方向相同，由于存在章动角，故电机转子6带动章动轮盘7做章动运动；章动轮盘7与转动轮盘8间存在章动运动作用，带动转动轮盘8旋转，转动轮盘8带动输出轴4旋转，进而实现减速运动和动力输出。

请参阅图2所示的实施例中，所述章动轮盘7和转动轮盘8的盘径方向均匀分布有至少两个磁体9，所述磁体9的磁极交错相反；所述电机定子5、电机转子6的转径方向也均匀分布有至少两个磁极交错相反的磁体9。在本实用新型所述减速电机的减速比(传动比)可根据非接触式章动减速机构上章动轮盘7和转动轮盘8的磁极数的搭配。所述磁体9可以为永磁体9，能够长期保持其磁性的磁体9称永久磁体9。如天然的磁石(磁铁矿)和人造磁钢(铁镍钴磁钢)等。

如图3所示的实施例中，所述章动轮盘7的外锥面71、转动轮盘8的内锥面81以及电机转子6的转径上均开设有容置磁体9的凹槽10。该结构的设置更加方便磁体9的安放，结构简单紧凑，使得减速电机整体体积减少，能够适应小空间场所的使用，符合现代倡导的绿色设计。

请参阅图1，所述预设夹角β为5°。在具体的使用时，所述预设夹角β的角度可以根据使用需要进行调整，发明人通过实验预设夹角β为5°其章动减速效果较好。

请参阅图1，所述章动减速电机还包括支撑架11，所述支撑架11设置于底座1与顶盖2之间。所述支撑架11用于支撑所述顶盖2，将底座1与顶盖2之间支撑起较大的机体空腔，用于安装电机转子6、电机定子5、章动轮盘7和转动轮盘8等组成部件，也比较有利于电机的拆卸，进行维护与修理。

如图1所示的实施例中，所述斜轴31与章动轮盘7之间还设置轴承12。轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。更加方便章动轮盘绕斜轴发生转动。

作为本实用新型的一种优选结构，所述输出轴4与转动轮盘8一体成型，指零件不做分割，直接铸造完成。近来的模型为了增加制作时的便利，减少零件的数量，常采用一体成型来制作零件，输出轴与顶盖的接触部外部套设有轴承，防止输出轴转动对顶盖造成影响。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非接触式章动减速电机，其特征在于，所述章动减速电机包括底座、顶盖、支撑轴、输出轴、电机定子、电机转子以及磁耦合的章动轮盘和转动轮盘；

所述顶盖固定于底座上，顶盖与底座之间围成机体空腔；所述支撑轴、电机定子、电机转子、章动轮盘和转动轮盘均设置于机体空腔内；

所述转动轮盘的顶端面与输出轴的一端固定，输出轴的另一端贯穿顶盖伸出机体内腔，转动轮盘底端面为内锥面，所述内锥面上开设有装配槽；

所述支撑轴一端伸入装配槽内，支撑轴的另一端固定于底座上，支撑轴的中部为斜轴，所述斜轴的中轴线与支撑轴的垂直轴线之间存在预设夹角β；

所述章动轮盘套设于斜轴外部，所述电机转子套设于章动轮盘外部，电机转子与章动轮盘联动，所述章动轮盘的顶端面为外锥面，章动轮盘的外锥面与转动轮盘内锥面相适配；

所述电机定子套设于电机转子外部。

2.根据权利要求1所述的非接触式章动减速电机，其特征在于，所述章动轮盘和转动轮盘的盘径方向均匀分布有至少两个磁体，所述磁体的磁极交错相反；所述电机定子和电机转子的转径方向也均匀分布有至少两个磁极交错相反的磁体。

3.根据权利要求2所述的非接触式章动减速电机，其特征在于，所述章动轮盘的外锥面、转动轮盘的内锥面以及电机转子的转径上均开设有容置磁体的凹槽。

4.根据权利要求1所述的非接触式章动减速电机，其特征在于，所述预设夹角β为5°。

5.根据权利要求1所述的非接触式章动减速电机，其特征在于，所述章动减速电机还包括支撑架，所述支撑架设置于底座与顶盖之间。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的非接触式章动减速电机，其特征在于，所述斜轴与章动轮盘之间还设置轴承。

7.根据权利要求6所述的非接触式章动减速电机，其特征在于，所述输出轴与转动轮盘一体成型，输出轴与顶盖的接触部外部套设有轴承。