CN212162956U - 转子及包含其的永磁无刷电机、无人机、执行器及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，公开了一种转子及包含其的永磁无刷电机、无人机、执行器及机器人。该转子包括：转子铁芯以及若干个表贴式永磁体；所述永磁体用于励磁并产生旋转磁场；各所述永磁体以磁极交错布置的方式紧密排列设置于所述转子铁芯内周面。可选地，转子还包括铁芯支撑架；所述铁芯支撑架具有环形固定部，所述环形固定部包括内径向部分和外径向部分，所述内径向部分轴向延伸形成定位台阶，所述转子铁芯套设于所述定位台阶，所述永磁体的一端抵持所述定位台阶。本实用新型实施例不仅有利于缩短加工时间、降低成本，而且可提高气隙磁场密度，进而提高电机力矩输出能力。

Description

转子及包含其的永磁无刷电机、无人机、执行器及机器人

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种转子及包含其的永磁无刷电机、无人机、执行器及机器人。

背景技术

近年来，机器人领域迅速发展。机器人和无人机对电机和执行器提出了很高的要求：功率输出大、力矩大、重量轻、体积小。对于同一规格的电机，电机的性能和效率可以用电机常数(motor constant)衡量，电机常数定义如下：

发明人发现相关技术中至少存在如下问题：现有的永磁无刷电机转子，其永磁体通过铁芯支撑架上开设的定位槽进行定位安装，不仅加工时间长、成本高，而且定位槽设计加大了永磁体之间的间隙，降低了气隙磁场的密度，进而降低了电机的电机常数和力矩输出能力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种转子及包含其的永磁无刷电机、无人机、执行器及机器人，不仅有利于缩短加工时间、降低成本，而且可提高气隙磁场密度，进而提高电机力矩输出能力。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种转子，应用于永磁无刷电机，包括：转子铁芯以及若干个表贴式永磁体；所述永磁体用于励磁并产生旋转磁场；

各所述永磁体以磁极交错布置的方式紧密排列设置于所述转子铁芯内周面。

本实用新型的实施方式还提供了一种永磁无刷电机，包括如前所述的转子。

本实用新型的实施方式还提供了一种无人机，包括如前所述的永磁无刷电机。

本实用新型的实施方式还提供了一种执行器，包括如前所述的永磁无刷电机。

本实用新型的实施方式还提供了一种机器人，包括如前所述的永磁无刷电机。

本实用新型实施方式的转子及永磁无刷电机，采用表贴式永磁体，并且将各永磁体紧密排列设置于转子铁芯内周面，不仅可省去现有在铁芯支撑架上开设永磁体定位槽的工序，有利于缩短加工时间、降低成本，并且可使相邻永磁体之间的间隙大大减小，从而有利于提高气隙磁场的密度，进而提高电机的电机常数和力矩输出能力。

作为一种实施例，所述转子还包括铁芯支撑架；所述铁芯支撑架具有环形固定部，所述环形固定部包括内径向部分和外径向部分，所述内径向部分轴向延伸形成定位台阶，所述转子铁芯套设于所述定位台阶，所述永磁体的一端抵持所述定位台阶。

作为一种实施例，所述转子铁芯与所述铁芯支撑架通过胶水固定和/或者过盈配合固定。

作为一种实施例，所述转子还包括：与所述转子铁芯成一体结构的铁芯支撑架；

所述铁芯支撑架具有环形固定部，所述环形固定部包括内径向部分和外径向部分；所述转子铁芯由所述环形固定部的外径向部分轴向延伸形成，所述环形固定部的内径向部分形成定位台阶，所述永磁体的一端抵持所述定位台阶。

作为一种实施例，所述永磁体为同心瓦片状磁铁。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，可以理解地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的转子的立体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的转子的分解示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的转子的俯视结构示意图；

图4为图3沿B-B向的剖面结构示意图；

图5为图3沿B-B向的又一剖面结构示意图；

图6为基于本实用新型一实施例的永磁无刷电机的电机常数仿真效果示意图。

附图标记说明：

转子1，转子铁芯11，永磁体12，铁芯支撑架13，环形固定部130，定位台阶131。

具体实施方式

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内”、“外”是指相对于对应的部件自身轮廓而言的“内”、“外”；使用的方位词“顶”、“底”与附图本身的上、下方向一致，但并不对本实用新型的结构起限定作用。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开，不应该理解为对本公开的限制。

如图1至图5所示，本实用新型实施例提供了一种转子1，应用于永磁无刷电机。该转子1包括：转子铁芯11、若干个表贴式永磁体12以及铁芯支撑架13；永磁体12用于励磁并产生旋转磁场。各永磁体12以磁极交错布置的方式紧密排列设置于转子铁芯11内周面，即永磁体12的N极和S极交错排布，相邻永磁体12之间紧密地设置于转子铁芯11内表面。转子铁芯11与铁芯支撑架13固定连接。本实施例中，永磁体12直接贴装在转子铁芯11的内表面，相较于现有技术通过在铁芯支撑架13上开设定位槽安装永磁体的方式而言，可省却铁芯支撑架13定位槽开设步骤，有利于缩短加工时间、降低生产成本，并且，永磁体贴装安装方式可使得永磁体12紧密地排满转子铁芯11内周面，从而可大大减小永磁体之间的间隙，增大气隙磁场密度，进而提高电机的电机常数和力矩输出能力。

可选地，本实施例中，铁芯支撑架13与转子铁芯11为分体结构，两者各自加工完成后可安装固定在一起。如图4所示，铁芯支撑架13具有环形固定部130，环形固定部130包括内径向部分和外径向部分，内径向部分轴向延伸形成定位台阶131，转子铁芯11套设于定位台阶131，永磁体12的一端抵持定位台阶131。进一步地，转子铁芯11与铁芯支撑架13可以通过胶水固定，此时，转子铁芯11和环形固定部130的定位台阶131的接触表面可以通过胶水固定，且转子铁芯11的底面与环形固定部130外径向部分的顶面之间也可以通过胶水固定，从而使得转子铁芯11与铁芯支撑架13牢固地结合在一起。在一个例子中，转子铁芯11还可以通过过盈配合方式套设在铁芯支撑架13的定位台阶131外侧，从而进一步提高两者的连接强度。可以理解的是，转子铁芯11也可以仅通过过盈配合方式安装在铁芯支撑架13上，从而实现转子铁芯11与铁芯支撑架13之间的固定。本实施例中，由于转子铁芯11与铁芯支撑架13固定连接之后，在安装永磁体时可以使得永磁体的一端抵持在铁芯支撑架13的定位台阶130上，从而便于实现永磁体的轴向对齐。

可选地，本实施例中，转子铁芯11的外周面与环形固定部130的外周面轴向对齐，即转子铁芯11的径向厚度与环形固定部130外径向部分的径向厚度相同，从而有利于减小转子的体积。

作为一种替换方式，在一些例子中，转子铁芯11与铁芯支撑架13的结构相同，但两者成一体结构。如图5所示，铁芯支撑架13具有环形固定部130，环形固定部130包括内径向部分和外径向部分。转子铁芯11由环形固定部130的外径向部分轴向延伸形成，环形固定部130的内径向部分形成定位台阶131，从而便于将永磁体轴向对齐地安装于转子铁芯。

可选地，本实施例中，永磁体为同心瓦片状磁铁，永磁体12可以通过胶水固定安装在转子铁芯内侧。其中，永磁体外侧面的半径可以略小于转子铁芯内侧面的半径，从而可以将永磁体十分紧密地安装在转子铁芯11的内周面，并且使得电机的气隙更加均匀。然不限于此，在其他实施例中，永磁体也可为方形或花瓣形，本实用新型对永磁体的形状不做限制。

在实际应用中，由于加工限制和磁铁表面电镀层的存在，本实施例转子的相邻永磁体之间可能存在微小的间隙，但本实施例转子的永磁体所跨弧长(即永磁体的弧长)与极距弧长(2π*r/永磁体个数,r为永磁体半径)之比十分接近于1，即相邻永磁体之间几乎没有间隙，从而可以提高气隙磁场密度。如图6所示，为一个永磁体所占的电角度与电机常数的仿真效果示意图，其中，横坐标为永磁体所跨弧长与极距弧长之比，纵坐标为采用本实施例转子的永磁无刷电机的电机常数。

本实用新型还提供一种永磁无刷电机，包括如前所述的转子。

本实用新型还提供一种无人机，包括如前所述的永磁无刷电机。

本实用新型还提供一种执行器，包括如前所述的永磁无刷电机。

本实用新型还提供一种机器人，包括如前所述的永磁无刷电机。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种转子，应用于永磁无刷电机，其特征在于，包括：转子铁芯以及若干个表贴式永磁体；所述永磁体用于励磁并产生旋转磁场；

各所述永磁体以磁极交错布置的方式紧密排列设置于所述转子铁芯内周面。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子还包括铁芯支撑架；所述铁芯支撑架具有环形固定部，所述环形固定部包括内径向部分和外径向部分，所述内径向部分轴向延伸形成定位台阶，所述转子铁芯套设于所述定位台阶，所述永磁体的一端抵持所述定位台阶。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯与所述铁芯支撑架通过胶水固定和/或者过盈配合固定。

4.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯的外周面与所述环形固定部的外周面轴向对齐。

5.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子还包括：与所述转子铁芯成一体结构的铁芯支撑架；

所述铁芯支撑架具有环形固定部，所述环形固定部包括内径向部分和外径向部分；所述转子铁芯由所述环形固定部的外径向部分轴向延伸形成，所述环形固定部的内径向部分形成定位台阶，所述永磁体的一端抵持所述定位台阶。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子，其特征在于，所述永磁体为同心瓦片状磁铁。

7.一种永磁无刷电机，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的转子。

8.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求7所述的永磁无刷电机。

9.一种执行器，其特征在于，包括如权利要求7所述的永磁无刷电机。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求7所述的永磁无刷电机。

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