CN209134270U - 一种垂直电机及自动化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种垂直电机及自动化设备，所述垂直电机包括第一部件和第二部件；所述第一部件的横截面为矩形或正多边形，其中，所述多边形的边数大于等于2N,N大于等于2；所述第二部件沿轴向中心形成横截面为矩形或正多边形的贯穿孔，所述第一部件的外表面和所述贯穿孔的内表面之间形成均匀的间隙；所述第一部件轴向穿越所述贯穿孔或容置在所述贯穿孔内，且所述第一部件相对所述贯穿孔可沿轴向运动；所述第一部件为动子和定子中的其中一个，所述第二部件为定子和动子中的另一个。采用本实用新型的垂直电机，具有可以增大垂直电机的出力的优势。

Description

一种垂直电机及自动化设备

技术领域

本实用新型涉及驱动技术领域，具体涉及一种垂直电机及自动化设备。

背景技术

垂直电机包括：垂直设置的动子和定子，定子沿轴向形成贯穿孔，动子沿轴向容置在定子的贯穿孔内，或动子沿轴向穿越贯穿孔；动子相对定子可轴向移动，定子和动子相对面之间存在均匀的间隙以形成磁隙。或者可以反过来，动子沿轴向形成贯穿孔，定子沿轴向容置在动子的贯穿孔内，或定子沿轴向穿越贯穿孔；定子相对动子可轴向移动，定子和动子相对面之间存在均匀的间隙以形成磁隙。如图4所示，以动子31轴向穿越定子32的垂直电机30为例进行详细说明，现有的垂直电机30的横截面为圆形，即垂直电机30的定子32为横截面为包括中心孔的圆形，动子31横截面为圆形(在某些情况下，所述内部动子可沿轴向中心打孔，以便安装加工器具等，但总体上仍称横截面为圆形)。

如图5A所示，横截面为圆形垂直电机30存在的问题在于，由于圆形本身的结构特点，单位弧长的动子31表面对应圆形的扇形面积，位于中心的部位面积狭小。这使得内部动子31靠近横截面为圆形中心轴的横截面的面积缩小，磁链会在动子31靠近横截面为圆形中心轴的位置集中，使得磁通容易饱和，从而造成垂直电机的出力难以有大的提升。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种垂直电机及自动化设备。

本实用新型第一方面提供一种垂直电机，所述垂直电机包括第一部件和第二部件；

所述第一部件的横截面为矩形或正多边形；其中，所述正多边形的边数大于等于2N,其中，N大于等于2；

所述第二部件沿轴向中心形成横截面为矩形或正多边形的贯穿孔；

所述第一部件轴向穿越所述贯穿孔，所述第一部件的外表面和所述贯穿孔的内表面之间形成间隙，以形成磁隙；

所述第一部件为动子和定子中的其中一个，所述第二部件为所述定子和所述动子中的另一个。

进一步，所述多边形为正多边形。

进一步，所述多边形为正方形。

本发明第二方面提供一种自动化设备，所述自动化设备包括上面任意一项所述的垂直电机。

采用本实用新型的技术方案包括如下主要优势：由于采用横截面为正方形的动子和/或定子的垂直电机，因此可以增大垂直电机的磁通饱和度，从而增大垂直电机的出力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本实用新型一种实施例提供的垂直电机的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种实施例提供的垂直电机的俯视结构示意图。

图3为本实用新型另一种实施例提供的垂直电机的整体结构示意图。

图4为现有垂直电机的整体结构示意图。

图5A-5B为本实用新型实施例提供的垂直电机的磁力线示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出一种垂直电机及自动化设备，可以增大垂直电机的出力。

图1为本实用新型一种实施例提供的垂直电机的整体结构示意图。图2为本实用新型实施例提供的一种垂直电机的俯视图。图4为现有的垂直电机的整体结构示意图。图5A-5B为本实用新型实施例提供的垂直电机的磁力线示意图。

垂直电机包括：垂直设置的动子和定子，动子相对定子可轴向垂直运动，定子沿轴向形成贯穿孔，动子沿轴向穿越贯穿孔，或者可以反过来，动子沿轴向形成贯穿孔，定子沿轴向穿越贯穿孔，定子和动子相对面之间存在均匀的间隙，以形成磁隙。

如图4所示，本具体实施例以下将以动子31轴向穿越定子32的垂直电机30为例进行详细说明，现有的垂直电机30的横截面为圆形，即垂直电机30的定子32为横截面为包括中心孔的圆形，动子31横截面为圆形(在某些情况下，所述动子可沿轴向中心打孔，以便安装加工器具等，但总体上仍称横截面为圆形)。

如图5A所示，横截面为圆形垂直电机30存在的问题在于，由于圆形本身的结构特点，单位弧长的动子31表面对应圆形的扇形面积，位于中心的部位面积狭小。这使得内部动子31靠近横截面为圆形中心轴的横截面的面积缩小，磁链会在动子31靠近横截面为圆形中心轴的位置集中，使得磁通容易饱和，从而造成垂直电机的出力难以有大的提升。

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种垂直电机10，垂直电机包括第一部件和第二部件，第一部件为动子和定子中的其中一个，第二部件为定子和动子中的另一个。

如图1、图2所示，下面以第一部件11为动子11，第二部件12为定子12为例进行进一步详细说明，应该明白的是，除此之外，也可以第一部件为定子，而第二部件为动子。

该垂直电机10的第一部件11的横截面为边数大于等于2N多变形，比如：矩形，正方形、三角形、梯形、平行四边形等等。其中N大于等于2，即所述正多边形可以为正4边、6边、8边形等等。本具体实施例下面以多变形为正方形为例进一步详细说明。

该垂直电机10的第一部件11的横截面为多边形(图中为正方形)，第二部件12沿轴向形成对应第一部件11的横截面为多边形(图中为正方形)的贯穿孔。

如图5B所示，由于采用多边形的第一部件和包括横截面为多边形的贯穿孔的第二部件的垂直电机10，增大动子11内圈导磁体积，避免了采用横截面为圆形的动子所带来的靠近轴心部分导磁体容易磁饱和的问题，因此可以增大垂直电机的磁通饱和度，从而增大垂直电机的出力。

在另一些优选实施例中，所述多边形为正多边形，比如：正方形、正六边形。由于动子单位体积上的磁饱和程度下降，使得动子所受的力基本等于动子各边对应的定子施加轴向动力的和，因此当采用横截面是正多边形的第一部件和形成正多边形贯穿孔的第二部件，由于的各边长度相等，可以使得动子各个方向的受力更均衡。

在另一些优选实施例中，所述多边形为正方形，由于第一部件的横截面为正多边形，对应的第二部件的贯穿孔的横截面也为正方形，在克服横截面为圆形中心部容易产生磁饱和的问题，又尽可能保证边数最少，从而使得每个直边的边长最长，因此具有更加方便后续材料的加工或安装等的优势。

如图2所示，在一些实施例中，所述第一部件对应第二部件的面沿动子运动方向周向的并列形成多个齿、槽111结构，每个槽111(除此之外，也可以只在部槽内设置永磁体)内设置至少一个永磁体。现有技术通常需要将周向的永磁体拆分成多个弧形部分，才能最终在槽内拼接成环形，由于电机体积限制，通常永磁体很薄，将这样的弧形永磁体嵌入槽内，再进行拼接，加工的工艺难度大，且拼接后的永磁体之间容易形成缝隙。由于采用横截面为多边形的第一部件，这样可以将永磁体对应多边体的每条边，形成多个条形的永磁体，因此永磁体加工更容易，另外，加工后在装配过程中工艺也更加的简单。

图3为本实用新型另一种实施例提供的垂直电机的整体结构示意图。

需要说明的是，所述第二部件沿轴向形成对应所述第一部件的横截面为多边形的贯穿孔，第二部件的外表面可以为任意形状，比如：第二部件12的外表面为正多边形，即整个第二部件为中空的多边形(如图1所示)，或者第二部件22的外表面的横截面为圆形(如图4所示)，或其它任意形状；第二部件可以为一个整体(如图1、图4所示)，也可以由多个部分组合而成(图未示意出)。

在另一些实施例中，本实用新型还提供包括至少一个如上面所述的垂直电机的自动化设备(图未示意出)。需要说明的是，所述自动化设备可以包括：机器人；各种功能的自动化设备，可以包括：交通设备(比如：地铁或磁悬浮列车中应用直线电机)；精密仪器(比如：绘图仪器、医疗设备、航空航天仪器等)；传送设备(比如：电梯)；加速设备(比如：发射装置)；生活设备(比如：电动推拉门、电动开关窗帘)等等。其中，机器人可以看作是一种高级的自动化设备。

所述垂直电机的相关描述参见上面的实施例，在此不再详细赘述。

当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件、与另一个元件预制成一体。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。

本文术语中“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：A和/或B,可以表示单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本实用新型的权利要求书和说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等(如果存在)是用来区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如：包括了一系列步骤或者模块的过程、方法、系统、产品或自动化设备不必限于清楚地列出的那些步骤或者模块，而是包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或自动化设备固有的其它步骤或模块。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的结构和模块并不一定是本实用新型所必须的。

以上对本实用新型实施例所提供的垂直电机及自动化设备进行了详细介绍，但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，不应理解为对本实用新型的限制。本技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种垂直电机，其特征在于，所述垂直电机包括第一部件和第二部件；

所述第一部件的横截面为多边形；其中，所述多边形的边数大于等于2N,其中，N大于等于2；

所述第二部件沿轴向中心形成横截面为矩形或正多边形的贯穿孔；

所述第一部件轴向穿越所述贯穿孔，所述第一部件的外表面和所述贯穿孔的内表面之间形成间隙，以形成磁隙；

所述第一部件为动子和定子中的其中一个，所述第二部件为所述定子和所述动子中的另一个。

2.根据权利要求1所述的垂直电机，其特征在于，所述第一部件对应所述第二部件的外表面沿所述动子运动的方向周向的形成多个齿和槽，至少部分所述槽内设置永磁体。

3.根据权利要求1或2所述的垂直电机，其特征在于，所述多边形为正多边形。

4.根据权利要求1或2所述的垂直电机，其特征在于，所述多边形为正方形。

5.一种自动化设备，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的垂直电机。