CN210867413U

CN210867413U - 一种高集成化电机

Info

Publication number: CN210867413U
Application number: CN201921646765.7U
Authority: CN
Inventors: 王天
Original assignee: Hangzhou Chengtian Technology Development Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Chengtian Technology Development Co Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2029-09-27

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种无弹簧、占用空间小、防水性能优越且能实现数字高精度控制而价格又便宜的高集成化电机，包括主轴、壳体、内齿圈、转子、定子、行星轮减速组件、刹车盘，所述壳体与主轴之间设有轴承，使壳体可相对于主轴转动，所述定子固定套设于主轴上，且定子位于转子内部，转子可相对于主轴转动的套设于主轴上，所述刹车盘临近转子套设于主轴上，所述行星轮减速组件套设于主轴上并与转子传动配合，所述内齿圈安装在壳体内部并与行星轮组件传动配合。

Description

一种高集成化电机

技术领域

本实用新型涉及车用电机领域，尤其是一种高集成化电机。

背景技术

随着社会发展，电机作为一种低噪音、无污染、易控制的动力驱动部件应用越来越广泛，目前的电机刹车系统分为两种，一种是采用外置刹车配件制动(如：碟刹鼓刹等)，此类刹车装置存在不智能化、不一体化、不美观化、不安全等问题；另一种是电机内置磁刹，此类电机电磁刹中采用了定片、摩擦片及动片的多片式设计，占用空间较大，不利于电机的高度集成化设计，刹车座外露，易进灰尘和水等，另外此类电机全部采用弹簧作为刹车摩擦力的来源保障，所用弹簧长期处于压缩状态，弹簧易疲劳影响刹车性能；另外此类电机均为外转子电机，其部件的现有集成化程度已经使得在电机上难以安装编码器，因此导致该类电机出现两个极端，一个极端是控制精度高、价格高昂，另一个极端是控制精度低，可完成动作及应用场合较少，例如步进电机和无编码器的普通电机的区别。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种无弹簧、占用空间小、防水性能优越且能实现数字高精度控制而价格又便宜的高集成化电机。

本实用新型采用的技术方案如下：一种高集成化电机，包括主轴、壳体、内齿圈、转子、定子、行星轮减速组件、刹车盘，所述壳体与主轴之间设有轴承，使壳体可相对于主轴转动，所述定子固定套设于主轴上，且定子位于转子内部，转子可相对于主轴转动的套设于主轴上，所述刹车盘临近转子套设于主轴上，所述行星轮减速组件套设于主轴上并与转子传动配合，所述内齿圈安装在壳体内部并与行星轮组件传动配合。

所述刹车盘采用铁磁性材料制成，所述转子与刹车盘相邻的一侧采用永磁性材料制成，所述刹车盘相对于主轴可发生微小轴向位移。

具体的，所述转子包括传动罩体和端盖两部分，所述传动罩体与主轴之间设置轴承，传动罩体内部设置定子，所述定子与传动罩体之间设置有线圈，所述端盖与传动罩体固定连接，所述端盖采用永磁性材料制成，所述定子上设置编码器，所述传动罩体上相对设置有磁环，所述编码器与磁环之间间隔一定距离。

所述刹车盘采用铁磁性材料制成，且刹车盘内部一体式集成设置线圈，所述刹车盘与主轴之间通过键连接，主轴上设置容纳所述键的条形槽，所述条形槽的长度略大于键的长度，使所述刹车盘可通过键在主轴上沿条形槽轴向小幅度位移。

所述行星轮减速组件位于转子传动罩体一侧，包括太阳轮、行星轮、行星轮保持架和定位销，所述太阳轮可转动的套设于主轴上，所述行星轮分布在太阳轮周围且通过定位销定位，所述定位销固定在行星轮保持架上，所述太阳轮分别与转子传动罩体和行星轮齿轮啮合传动，所述行星轮与内齿圈齿轮啮合传动，从而带动壳体相对于主轴转动，所述行星轮保持架与主轴之间通过键连接，从而防止行星轮保持架相对主轴的转动。

所述主轴内部设置连接电路的中空通道，电路经主轴内部中空通道分别连通刹车盘和定子的线圈。

工作原理：本实用新型中的高集成化电机采用断电刹车方式，通电时，即电机正常运行时，电流通过主轴内部电路供给到刹车盘和电机定子线圈，刹车盘内部电流回路使刹车盘产生磁力，该磁力与永磁性材料制作的转子端盖中磁力相互排斥，推动刹车盘沿主轴上的条形槽产生小幅度位于，从而使刹车盘与转子端盖之间产生一定空隙；电机转子沿主轴相对转动，并通过行星轮减速组件将力矩传递到内齿圈，从而带动壳体转动，作为电机输出扭矩的部件；

断电时，不仅转子失去动力，刹车盘内电流消失，其与转子端盖中磁力相互排斥的电磁力消失，刹车盘受转子端盖磁力吸引与转子端盖贴合在一起，两者之间的摩擦力带动转子减速，实现刹车。

本实用新型的优点在于：

1、刹车组件仅依靠一个单独的刹车盘，直接与转子实现摩擦刹车，占用空间极小且结构简单故障率低；

2、刹车盘不需要弹簧提供复位力，不存在弹簧疲劳失效导致的刹车性能下降，相对增长了电机寿命；

3、电机内部集成设置编码器，可以及时导出电机运转数据情况并记录，主控制器会对电机的运转做分析，记录电机的转速、位置并作出合适的反馈，从而增加电机的安全性；

4、刹车部件占空间小，因此壳体可以将刹车盘、电机转定子和行星轮减速组件完全覆盖，仅主轴伸出壳体的部位留有微缝隙，但是此处又设置有轴承，因此极大程度的降低了电机内部进水、进杂物的可能性，保证了电路安全性和刹车盘面的贴合紧密性。

5:外壳选配性强，外壳与电机转子分离，外壳结构即可按要求更改，只要适当修改定位结构即可配上麦轮、普通充气轮胎，轮径可从8寸改到10寸，同时只要更改轴，外壳留孔，即可将现在的单出轴变为双出轴，应用场景更广；

6：部件排布均匀，分体式转子结构设计，让左转子连接减速机，右转子连接电磁刹，有利于受力更加均匀，都与电机配合也有助于传动更加准确，提高电机寿命，降低噪音；

7：高扭矩，电机内集成减速机，直接有转子输入，外壳输出，即增加了输出扭矩，又满足了减速要求；

8：构件模块化，减速装置、刹车装置、电机动力装置、外壳装置相互联系而又独立，保证维修方便，节约时间成本。

附图说明

图1是本实用新型高集成化电机剖面图；

图2是本实用新型高集成化电机结构爆炸图；

图3是本实用新型单出轴型普通轮子外壳轮廓示意图；

图4是本实用新型双出轴型普通轮子外壳轮廓示意图；

图5是本实用新型单出轴型麦克纳姆轮外壳轮廓示意图；

图6是本实用新型双出轴型麦克纳姆轮外壳轮廓示意图；

图中：1、主轴，2、壳体，3、内齿圈，4、转子罩体，5、端盖，6、太阳轮，7、行星轮，8、行星轮保持架，9、定子，10、刹车盘，11、轴承一，12、轴承二，13、轴承三， 14、编码器，15、磁环。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

图1是本实用新型高集成化电机剖面图，图2是本实用新型高集成化电机结构爆炸图，如图所示，一种高集成化电机，包括主轴1、壳体2、内齿圈3、转子、定子9、行星轮减速组件、刹车盘10，所述壳体2与主轴1之间设有轴承，包括轴承一11和轴承三13，使壳,2可相对于主轴1转动，所述定子9固定套设于主轴1上，且定子9位于转子内部，转子可相对于主轴1转动的套设于主轴1上，所述刹车盘10临近转子套设于主轴1上，所述行星轮减速组件套设于主轴1上并与转子传动配合，所述内齿圈3过盈配合安装在壳体1内部并与行星轮组件传动配合。转子包括传动罩体4和端盖5两部分，所述传动罩体4与主轴1之间设置轴承二12，传动罩体4内部设置定子9，所述定子9与传动罩体4之间设置有线圈，所述端盖5与传动罩体4固定连接，所述端盖5采用永磁性材料制成，所述定子上设置编码器14，所述传动罩体4上配合编码器14设置有磁环15，所述编码器14与磁环15之间间隔一定距离。

行星轮减速组件位于转子传动罩体4一侧，包括太阳轮6、行星轮7、行星轮保持架8和定位销，所述太阳轮6可转动的套设于主轴1上，所述行星轮7分布在太阳轮6周围且通过定位销定位，所述定位销固定在行星轮保持架8上，所述太阳轮6分别与转子传动罩体4 和行星轮7齿轮啮合传动，所述行星轮7与内齿圈3齿轮啮合传动，从而带动壳体2相对于主轴1转动，所述行星轮保持架8与主轴1之间通过键连接，从而防止行星轮保持架8相对主轴1的转动。所述轴承一11、轴承二12、轴承三13均可采用深沟球轴承。

所述刹车盘10采用铁磁性材料制成，且刹车盘10内部一体式集成设置线圈，所述刹车盘10与主轴1之间通过键连接，主轴1上设置容纳所述键的条形槽，所述条形槽的长度略大于键的长度，使所述刹车盘10可通过键在主轴1上沿条形槽轴向小幅度位移。

图3是本实用新型单出轴型普通轮子外壳轮廓示意图，图4是本实用新型双出轴型普通轮子外壳轮廓示意图，如图所示，本实用新型电机可在壳体上连接普通车轮，主轴可仅在一侧伸出于壳体，呈单出轴型，也可在两侧均伸出壳体，呈双出轴型；图5是本实用新型单出轴型麦克纳姆轮外壳轮廓示意图，图6是本实用新型双出轴型麦克纳姆轮外壳轮廓示意图，电机可在壳体上连接麦克纳姆轮，主轴可仅在一侧伸出于壳体，呈单出轴型，也可在两侧均伸出壳体，呈双出轴型。其中单出轴型适用于三轮电动车、帮扶机器人等应用场景，双出轴型适用于如常规的二轮电动车等应用场景。

通电时，即电机正常运行时，电流通过主轴1内部电路供给到刹车盘10和电机定子线圈，刹车盘10内部电流回路使刹车盘10产生磁力，该磁力与永磁性材料制作的转子端盖5中磁力相互排斥，推动刹车盘10沿主轴1上的条形槽产生小幅度位移，从而使刹车盘10 与转子端盖5之间产生一定空隙；电机转子沿主轴1相对转动，并通过行星轮减速组件将力矩传递到内齿圈3，从而带动壳体2转动，壳体2作为电机输出扭矩的部件；

断电时，不仅转子失去动力，刹车盘10内电流消失，其与转子端盖5中磁力相互排斥的电磁力消失，刹车盘10受转子端盖5磁力吸引与转子端盖5贴合在一起，两者之间的摩擦力带动转子减速，实现刹车。

Claims

1.一种高集成化电机，包括主轴、壳体、内齿圈、转子、定子、行星轮减速组件、刹车盘，所述壳体与主轴之间设有轴承，所述定子固定套设于主轴上，且定子位于转子内部，转子可相对于主轴转动的套设于主轴上，所述刹车盘临近转子的一侧套设于主轴上，所述行星轮减速组件临近转子的另一侧套设于主轴上并与转子传动配合，所述内齿圈安装在壳体内部并与行星轮组件传动配合，其特征在于，所述定子上设置编码器，所述传动罩体上配合编码器设置有磁环。

2.根据权利要求1所述的高集成化电机，其特征还在于，所述刹车盘采用铁磁性材料制成，所述转子与刹车盘相邻的一侧采用永磁性材料制成，所述刹车盘相对于主轴可发生微小轴向位移。

3.根据权利要求1所述的高集成化电机，其特征还在于，所述转子包括传动罩体和端盖两部分，所述传动罩体与主轴之间设置轴承，传动罩体内部设置定子，所述定子与传动罩体之间设置有线圈，所述端盖与传动罩体固定连接，所述端盖采用永磁性材料制成。

4.根据权利要求2所述的高集成化电机，其特征还在于，所述刹车盘内部一体式集成设置线圈，所述刹车盘与主轴之间通过键连接，主轴上设置容纳所述键的条形槽，所述条形槽的长度略大于键的长度。

5.根据权利要求1所述的高集成化电机，其特征还在于，所述行星轮减速组件包括太阳轮、行星轮、行星轮保持架和定位销，所述太阳轮可转动的套设于主轴上，所述行星轮分布在太阳轮周围且通过定位销定位，所述定位销固定在行星轮保持架上，所述太阳轮分别与转子和行星轮齿轮啮合传动，所述行星轮与内齿圈齿轮啮合传动，从而带动壳体相对于主轴转动，所述行星轮保持架与主轴之间通过键连接，从而防止行星轮保持架相对主轴的转动。

6.根据权利要求1所述的高集成化电机，其特征还在于，所述主轴为单出轴或双出轴型。

7.根据权利要求1所述的高集成化电机，其特征还在于，所述壳体连接普通轮子或麦克纳姆轮。