CN211547010U - 磁体装配结构、直流电机和动力总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了磁体装配结构、直流电机和动力总成，包括与霍尔元件配对的磁环和蜗杆，磁环包括具有中心孔的磁体，蜗杆的前端设有一柱形安装部，柱形安装部插入磁体的中心孔，磁体与柱形安装部之间设有限位结构以限制磁体相对于柱形安装部转动，进而实现磁体与蜗杆同步转动；磁体与柱形安装部的互相的组装结构更为简单，能够优化该该磁体装配结构。

Description

磁体装配结构、直流电机和动力总成

技术领域

本实用新型涉及一种晾衣机，尤其涉及一种晾衣机升降行程控制系统，具体地是指晾杆在升降过程中的上限位和下限位控制系统的霍尔传感器的磁体装配结构。

背景技术

晾衣机包括安装于天花板上的主机部件和位于主机部件下方的晾衣架，其中主机部件内的动力总成用于收放钢丝绳，主机部件通过该钢丝绳与晾衣架连接，以实现晾衣架的升降。

公开号为CN209507465U的电动晾衣机电机限位保护装置，包括电机驱动的卷线轮、钢丝绳及电机的输出轴连接有控制电机的限位装置，限位装置包括上限位装置和下限位装置。

授权公告号为CN203890763U的电动晾衣机上限位双保险装置，包括升降剪刀架和上限位微动开关，还包括上极限限位微动开关，剪刀架上升至上限位位置，触碰上限位微动开关，继续上升碰触上极限限位微动开关。

授权公告号为CN206279369U的一种具有电子行程控制的智能电动晾衣机，其公开了盖板内部的线路板元器件上连接有霍尔元件，霍尔元件在线路板元器件上的位置与磁环所在位置上下对应。现有的磁体装配结构相对麻烦、安装不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种霍尔传感器中的磁体在直流电机中的装配结构，进一步地提供具有该装配结构的直流电机和动力总成。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：磁体装配结构，其特征在于包括与霍尔元件配对的磁环和蜗杆，所述的磁环包括具有中心孔的磁体，所述的蜗杆的前端设有一柱形安装部，所述的柱形安装部插入所述的磁体的中心孔，所述的磁体与所述的柱形安装部之间设有限位结构以限制磁体相对于所述的柱形安装部转动，进而实现磁体与所述的蜗杆同步转动。

本实用新型进一步的优选技术方案为：所述的柱形安装部包括前端圆形截面的插入部及后端基部，所述的后端基部的外径大于所述的插入部的直径，所述的插入部插入所述的磁体的中心孔中，所述的限位结构开设于后端基部与所述的磁体之间。

本实用新型进一步的优选技术方案为：所述的限位结构包括磁体内侧的两个第一限位面及后端基部的两个第二限位面，第一限位面和第二限位面相互配合限制转动。

本实用新型进一步的优选技术方案为：所述的磁体与蜗杆之间通过磁性固定。

本实用新型进一步的优选技术方案为：所述的磁体与蜗杆通过胶水固定。

本实用新型进一步的优选技术方案为：所述的蜗杆为铁质或含铁或含磁金属。

本实用新型进一步的优选技术方案为：所述的插入部、后端基部、蜗杆一体加工成型

本实用新型另一优选主题为：直流电机，其特征在于包括电机主体、输出轴及磁体装配结构，所述的输出轴与所述的蜗杆固定。

本实用新型进一步的优选技术方案为：直流电机的输入电压为220V直流电压。

本实用新型进一步的优选主题为：动力总成，其特征在于包括直流电机。

与现有技术相比，本实用新型的优点是包括与霍尔元件配对的磁环和蜗杆，磁环包括具有中心孔的磁体，蜗杆的前端设有一柱形安装部，柱形安装部插入磁体的中心孔，磁体与柱形安装部之间设有限位结构以限制磁体相对于柱形安装部转动，进而实现磁体与蜗杆同步转动；磁体与柱形安装部的互相的组装结构更为简单，能够优化该磁体装配结构。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本实用新型范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1为晾衣机的整体结构示意图；

图2为主机底板与动力总成的示意图；

图3为第二分盖开启时动力总成的示意图；

图4为第二分盖盖合时动力总成的示意图；

图5为动力总成的整体结构示意图；

图6为动力总成的内部结构组装图；

图7为动力总成与主机底板的安装示意图；

图8为主机部件的局部结构剖视图一；

图9为霍尔开关触动时的结构剖视图；

图10为霍尔开关分离时的结构剖视图；

图11为微动开关与滑动块安装结构剖视图；

图12为本实用新型中图8中的A处的放大图；

图13为磁体装配结构的整体结构示意图；

图14为磁体装配结构的剖视图；

图15为磁体与柱形安装部的组装图一；

图16为磁体与柱形安装部的组装图二；

图17为晾衣机升降行程控制系统的框图；

图18为卷线轮组件的整体结构示意图一；

图19为卷线轮组件的整体结构示意图二；

图20为卷线轮组件的整体结构剖视图；

图21为本实用新型的动力总成的控制框架图；

图22为本实用新型的电机转速控制流程图；

图23为本实用新型的整流滤波模块的电路原理图；

图24为本实用新型的电子开关电路图；

图25为本实用新型的驱动模块电路图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本实用新型的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本实用新型的保护范围。

应注意到，相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。

如图1至图6所示，晾衣机100包括安装于天花板的主机部件101及下方的晾杆103，动力总成102安装于主机部件101内，用于驱动晾杆103的升降。

在实际安装时，如图7所示，动力总成102安装在主机底板1011的中间位置。动力总成102通过螺钉组件1022安装在主机底板1011上，且优选地，在主机底板1011 与动力总成102的盒底61之间垫有橡胶垫1021。

晾衣机上的动力总成102，包括盒体60、电机10、卷线轮30和主控板40，电机10 通过蜗轮蜗杆结构驱动卷线轮30，盒体60包括盒底61及盒盖62，卷线轮30、电机10、主控板40均被安装在盒底61上，盒盖62包括第一分盖621和第二分盖622，第一分盖 621以固定结构固定在盒底61上从而将卷线轮30覆盖，第二分盖622以可开启结构连接在盒底61上将电机10和主控板40中覆盖。

卷线轮30、电机10、主控板40安装在盒体60内，可以起到保护作用，也可以使动力总成102更具整体性，优化主机部件101内的安装结构；其中盒体60的的第二分盖622可开启地盖合在电机10和主控板40上方，可以方便对动力总成102内的部件进行维护或更换。其中卷线轮30优选为两个。

固定结构包括螺钉锁紧、胶水或一体注塑结构。可开启结构包括翻转式、抽屉式、插拔式结构。

主控板40包括第一控制板41和第二控制板42，第一控制板41和第二控制板42 分列于电机10的两侧，第二分盖622将第一控制板41和第二控制板42覆盖，且第二分盖622的中间部分开槽使电机10的至少部分露出。

卷线轮30为两个，卷线轮30引出的钢丝绳S延伸方向与电机10的输出轴12呈一定角度。

蜗轮蜗杆结构包括与电机10的输出轴12联接的蜗杆11及卷线轮30同轴的蜗轮32。

电机10通过两侧沿其长度延伸的螺柱L固定在盒盖62上。

第一控制板41和第二控制板42通过桥部B联接。

电机10为交流电机或直流电机V。优选为直流电机V。

动力总成102，包括有下降遇阻保护机构120。

具体而言，如图9至图11所示，下降遇阻保护机构120，包括设于盒体60内且可在盒体60内限幅移动的滑动块80和触发开关121，滑动块80上设有供钢丝绳S绕过的滚动部件122，钢丝绳S松弛时，滑动块80沿预定路线移动并触动触发开关121，触发开关121发送信号给电机10以使电机10停止卷绕钢丝绳S。

在实际安装时，滑动块80安装在盒体60底部。具体而言：

滑动块80内的弹簧81顶在盒体60的第一挡部63上，钢丝绳S松弛时，弹簧81 将滑动块80推向触发开关121位置。以使滑动块80触动触发开关121。

盒体60内设有第二挡部64，滑动块80上设有第三挡部83，第三挡部83与第二挡部64相抵以定位滑动块80触动触发开关121工作时的位置。

触发开关121包括分离式的霍尔开关1211或机械式的微动开关1212。

当触发开关121为霍尔开关1211时，霍尔开关1211包括安装在滑动块80上的磁铁001及主控板40上的霍尔元件002。

当触发开关121为微动开关1212时，微动开关1212布置在主控板40上。

滚动部件122包括滑动块80上的固定轴82及套在固定轴82上的第二滚轴1221，该第二滚轴1221为塑料滚轴。滚动部件122的存在能够使钢丝绳S绕过滑动块80时减少对钢丝绳S的摩擦。

对于动力总成102内的电机10而言，其优选为直流电机V，该直流电机V包括有磁体装配结构70，对于该磁体装配结构70的具体阐述如下：

如图13至图16所示，磁体装配结构70，包括与霍尔元件52配对的磁环51和蜗杆11，磁环51包括具有中心孔p的磁体P，蜗杆11的前端设有一柱形安装部11a，柱形安装部11a插入磁体P的中心孔p内，磁体P与柱形安装部11a之间设有限位结构以限制磁体P相对于柱形安装部11a转动，进而实现磁体P与蜗杆11同步转动。

磁体P与柱形安装部11a的互相的组装结构更为简单，能够优化该磁体装配结构。

柱形安装部11a包括前端圆形截面的插入部01及后端基部02，后端基部02的外径大于插入部01的直径，插入部01插入磁体P的中心孔p中，限位结构开设于后端基部 02与磁体P之间。

电机10带动蜗杆11转动从而驱动磁环51转动，与磁环51配对的霍尔元件52能够感应到磁环51的转动圈数，通过与预设的转动圈数比较，继而通过控制组件控制电机10启闭，从而控制晾杆103上下运动。

此处需要说明的是，柱形安装部11a的横截面与中心孔p的截面互相匹配，两者的形状及尺寸互相吻合。当然，设计者也可以根据实际需要，将两者设置成其他能够互相匹配、吻合的形状，即两者的截面不限于圆形、椭圆形、类圆形、类矩形等形状。

限位结构包括磁体P内侧的两个第一限位面031及后端基部02的两个第二限位面021，第一限位面031和第二限位面021相互配合限制转动。

磁体P与蜗杆11之间可以通过磁性固定，此时蜗杆11由钢铁材料或磁性金属制成。当然，本领域技术人员也可以通过其他固定方式，例如，磁体P与蜗杆11通过胶水固定。

柱形安装部11a的插入部01、后端基部02、蜗杆11优选为一体加工成型。

直流电机V，包括电机主体、输出轴12及磁体装配结构70，输出轴12与蜗杆11 固定。

直流电机V的输入电压为220V直流电压。

对于晾衣机100上的晾杆升降控制而言，本具体实施方式将阐述一晾衣机升降控制系统110，具体如下：

如图13至图17所示，晾衣机升降行程控制系统110，包括霍尔传感器50、用于驱动卷线轮30的电机10和MCU控制器20，霍尔传感器50用于对电机10的输出轴12 或卷线轮30的转动圈数进行计数，MCU控制器20将霍尔传感器50采集到的转动圈数与阈值进行比较，若转动圈数达到阈值，MCU控制器通过控制电子开关30p指令电机 10停止运行，从而控制晾杆升降。霍尔传感器50较为灵敏能够较为准确地对转动圈数进行计数，并且MCU控制器20与霍尔传感器50互相匹配来控制晾杆103的升降，提高晾衣机100的智能化程度。

电子开关30p可以为继电器或可控硅。

MCU控制器20驱动电机10正转或反转以实现晾杆103上升或下降。

电机10的输出轴12联接有蜗杆11。

霍尔传感器50包括磁环51和霍尔元件52，磁环51固定在蜗杆11上，霍尔元件 52布置在电路板上且靠近于磁环51。

磁环51同轴套入蜗杆11前端且通过凸凹结构限位，以实现磁环51与蜗杆11的同步转动。

蜗杆11与磁环51通过磁性固定。蜗杆11金属材料，优选铁以进行磁力固定。

晾衣机升降行程控制方法，包括如下具体步骤：霍尔传感器50用于对电机10的输出轴12或卷线轮30的转动圈数进行计数，MCU控制器20将霍尔传感器50采集到的转动圈数与阈值进行比较，若转动圈数达到阈值，MCU控制器20通过控制电子开关30p 指令电机10停止运行，从而控制晾杆103的上升或下降。霍尔传感器50较为灵敏能够较为准确地对转动圈数进行计数，并且MCU控制器20与霍尔传感器50互相匹配来控制晾杆103的升降，提高晾衣机100的智能化程度。

动力总成102内包括有卷线轮装置及卷线轮装置内用于按压钢丝绳S，以防止钢丝绳S松弛的压线组件90，具体阐述如下：

具体而言，动力总成102，包括电机10和两个卷线轮装置，电机10优选为直流电机V，该直流电机V通过蜗轮蜗杆结构驱动卷线轮30。对称的两个卷线轮30分布在电机10的一侧。电机蜗杆11与直流电机V的输出轴联接，蜗轮与卷线轮30同轴设置。直流电机V通过一套蜗轮蜗杆结构驱动两个卷线轮30转动。

如图6、图9和图12所示，卷线轮装置，包括盒体60、卷线轮30及压线组件90，卷线轮30通过转轴301设于盒体60内，压线组件90设于卷线轮30外侧，压线组件90 上的压线部件91紧贴卷线轮30上缠绕的钢丝绳S。

盒体60包括盒底61和盒盖62，转轴301的上下端套设有铜套302，铜套302位于卷线轮30的两端。

盒底61的一侧设有一缺口，以使压线部件91紧贴卷线轮30上缠绕的钢丝绳S。盒底61的侧壁大部分区域均是封闭，缺口的设置是为了留出一个通道以便于压线部件 91能与钢丝绳S接触。

压线组件90，包括与壳体一体注塑成型的支柱92、第一滚轴93和柔性的压线部件91，支柱92沿竖向延伸分布，第一滚轴93可转动地套在支柱92外，压线部件91固定套在第一滚轴93外且可跟随第一滚轴93转动。

压线部件91为硅胶管。硅胶管为柔性的，在挤压钢丝绳S的同时，可不会限制钢丝绳S的收放。滚轴为93塑料滚轴。

支柱92的一端设有限位根部921，支柱92的另一端设有限位垫片922并用螺钉923锁住，限位根部921和限位垫片922共同限制第一滚轴93和压线部件91从支柱92中移出。该限位根部921作与壳体一体注塑成型。

第一滚轴93可转动地套在与壳体一体注塑成型的支柱92外，压线部件91固定套在第一滚轴93外且可跟随第一滚轴93转动，压线部件91紧贴卷线轮30上缠绕的钢丝绳S，钢丝绳S收放时，压线部件91始终以滚动的形式压紧钢丝绳S，以免钢丝绳S 出现跳线、松弛、重叠缠绕等问题。

动力总成102内的卷线轮30、钢丝绳S及与蜗杆11配合的蜗轮32组成一组卷线轮组件，优选地，可以在动力总成102内安装两组卷线轮组件。对于卷线轮组件的具体阐述如下：

如图18至图20所示，卷线轮组件包括卷线轮30、钢丝绳S及与蜗杆11配合的蜗轮32，卷线轮30上设有供钢丝绳S绕设的线槽31，钢丝绳S包括一个直径大于线径的端头Sa，蜗轮32的背面设有一限位槽32a，蜗轮32上设有限位槽32a与线槽31相联通的通道32b，钢丝绳S的端头Sa放置在限位槽32a上，且钢丝绳S穿过通道32b后绕设在卷线轮30的线槽31上。

本实用新型的钢丝绳S的端头Sa放置在限位槽32a上，钢丝绳S穿过通道32b后绕设在卷线轮30的线槽31上，钢丝绳S的装配结构结构、牢固，不容易脱落

关于卷线轮30与蜗轮32的固定方式，卷线轮30和蜗轮32可以通过螺钉装配在一起，或卷线轮30与蜗轮一体注塑成型。

蜗轮32的直径大于卷线轮30的直径；是基于如下考虑，蜗轮32需要与电机10输出端固定的蜗杆11配合，以免蜗杆11与卷线轮30、及两个相邻卷线轮30的互相干涉。

限位槽32a的长度大于端头Sa的长度，限位槽32a的外端为出入口32d，限位槽 32a的内端部设有限制端头Sa脱开的阻挡件32c。

装配时，先将钢丝绳S从限位槽32a的出入口32d放入，然后横向移动至限位槽32a的内端部，由于限位槽32a的内端部设有阻挡件32c，从而可以防止在装配钢丝绳S时，钢丝绳S的端头Sa脱离于限位槽32a。

端头Sa的形状不限于某种具体形状，其可以为圆柱体或块状或球状，主要目的就是让其限制在限位槽32a内。

如图21至图25所示，动力总成102，还包括电机驱动模块130和遇阻传感器131，MCU控制器20接收到遇阻传感器131的遇阻信号，MCU控制器20通过电子开关30p 使直流电机V停止运行。

遇阻传感器131：检测钢丝绳S是否松弛，晾杆103下降时遇阻或者晾杆103被抬起来，钢丝绳S松弛，则触发遇阻信号。遇阻传感器131可以是微动开关、霍尔、红外等元器件。

动力总成102，还包括用于检测直流电机V转速的转速检测模块133，MCU控制器 20接收转速检测模块133的速度信号，MCU控制器20通过电子开关30p控制直流电机V的转动速度。

转速检测模块133：检测电机转轴的转动信号，可以是红外光栅传感器或者霍尔传感器。

若检测到的速度低于阈值，MCU控制器20控制通过电子开关30p加大直流电机V 的转动速度；若检测到的速度高于阈值，MCU控制器20通过电子开关30p降低直流电机V的转动速度。

动力总成102，还包括与MCU控制器20连接的遥控接收模块134。

动力总成102，还包括蜗轮蜗杆结构和两个绕设有钢丝绳S的卷线轮30，直流电机V通过蜗轮蜗杆结构与两个卷线轮30连接。

蜗轮蜗杆结构包括固定连接于直流电机V的蜗杆和一体成型于卷线轮30的蜗轮，蜗杆与蜗轮啮合。

电机驱动模块130，包括MCU控制器20、驱动模块135、电子开关30p、直流电机 V和整流滤波模块136，MCU控制器20通过驱动模块135驱动电子开关30p的切换以实现直流电机V的正反转，市电经过整流滤波模块136后通过电子开关30p向直流电机 V供电。直流电机V：驱动收放钢丝绳S的卷线轮30，带动晾杆103升降。

MCU控制器20通过驱动模块135驱动电子开关30p的切换以实现直流电机V的正反转，市电经过整流滤波模块136后通过电子开关30p向直流电机V供电，本实用新型的直流电机V运行、性能可靠，且可减少生产成本。

MCU控制器20：接收遥控接收模块134输入的控制信号、遇阻传感器131输入的电信号和转速检测模块133的转速信号，对接收到的转速信号进行分析处理，若转速大于设定转速，通过电子开关30p控制电机减速，若转速小于设定转速，则通过电子开关 30p控制电机加速。

驱动模块135：接收MCU控制器20的控制信号，驱动电子开关30p，控制电子开关30p的打开和关闭。如图25所示，为驱动模块135的电路图，具体地，驱动芯片U5 和U6分别驱动MOSFETQ1，Q5和Q2，Q6。U5，U6的输入信号HIN，LIN与MCU 控制器连接，由MCU控制器20控制。U5，U6的输出信号HO，LO与MOSFET连接，控制MOSFET的导通与关闭。

整流滤波模块136：对市电进行整流滤波，输出稳定直流电压。整流滤波模块136由整流桥堆和电容组成。如图23所示，为整流滤波模块的电路原理图。220VAC市电经过电源接口流入，经过整流桥堆DB1整流和电容E3滤波后，输出稳定的直流电压 DC310V。

电子开关30p：由驱动模块135的控制信号控制，电子开关30p连接电机10，该电机10控制晾杆103的升降控制电机10的运行和停止，电子开关30p是MOSFET或者 IGBT。如图24所示，Q1，Q2，Q5，Q6为4个MOSFET，4个MOSFET组成H桥，控制电机的正反转和速度。当Q1，Q6导通时，电流由直流电源正极DC310V出来经过 Q1由电机接口2进入电机，再由电机接口1出来，经过Q6回到电源负极VSS，此时电机正转。此时如果以一定的频率控制Q1或者Q6的导通时间，则可以调整电机的速度，导通时间越长则电机转速越高。

当Q2，Q5导通时，电流由直流电源正极DC310V出来经过Q2由电机接口1进入电机，再由电机接口2出来，经过Q5回到电源负极VSS，此时电机反转。此时如果以一定的频率控制Q2或者Q5的导通时间，则可以调整电机的速度，导通时间越长则电机转速越高。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“联接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上对本实用新型所提供的磁体装配结构、直流电机和动力总成进行了详细介绍，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，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.磁体装配结构，其特征在于包括与霍尔元件配对的磁环和蜗杆，所述的磁环包括具有中心孔的磁体，所述的蜗杆的前端设有一柱形安装部，所述的柱形安装部插入所述的磁体的中心孔，所述的磁体与所述的柱形安装部之间设有限位结构以限制磁体相对于所述的柱形安装部转动，进而实现磁体与所述的蜗杆同步转动。

2.根据权利要求1所述的磁体装配结构，其特征在于所述的柱形安装部包括前端圆形截面的插入部及后端基部，所述的后端基部的外径大于所述的插入部的直径，所述的插入部插入所述的磁体的中心孔中，所述的限位结构开设于后端基部与所述的磁体之间。

3.根据权利要求2所述的磁体装配结构，其特征在于所述的限位结构包括磁体内侧的两个第一限位面及后端基部的两个第二限位面，第一限位面和第二限位面相互配合限制转动。

4.根据权利要求1所述的磁体装配结构，其特征在于所述的磁体与蜗杆之间通过磁性固定。

5.根据权利要求1所述的磁体装配结构，其特征在于所述的磁体与蜗杆通过胶水固定。

6.根据权利要求4所述的磁体装配结构，其特征在于所述的蜗杆为铁质或含铁或含磁金属。

7.根据权利要求2所述的磁体装配结构，其特征在于所述的插入部、后端基部、蜗杆一体加工成型。

8.直流电机，其特征在于包括电机主体、输出轴及如权利要求1-7任一所述的磁体装配结构，所述的输出轴与所述的蜗杆固定。

9.根据权利要求8所述的直流电机，其特征在于直流电机的输入电压为220V直流电压。

10.动力总成，其特征在于包括如权利要求8任一所述的直流电机。

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