CN214959242U - 一种低速大转矩章动直驱电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低速大转矩章动直驱电机实用新型，该电机包括机座、机座盖、电机定子、电机转子、章动套、章动齿轮、中间盘、固定盘和输出轴，电机转子与机座转动连接，章动套与电机转子中心轴固定连接，章动齿轮经第一轴承与章动套连接，章动齿轮上设有第一永磁体和第二永磁体；输出轴设于电机转子中心轴前侧，输出轴前部与固定盘转动连接，后部与中间盘固定连接，固定盘后端面设有与第一永磁体啮合的固定盘永磁体，中间盘后端面设有与第二永磁体啮合的中间盘永磁体，固定盘外周部向后与电机定子固定连接，机座盖与固定盘、机座固定连接，输出轴从机座盖中部通孔穿出，对电机的输出转矩进行减速增矩。该电机结构简单，传动效率和可靠性高。

Description

一种低速大转矩章动直驱电机

技术领域

本实用新型属于电机制造技术领域，具体涉及一种低速大转矩章动直驱电机实用新型。

背景技术

随着电动汽车、高速轨道交通和电力推进船舶等新兴行业的兴起，现代工业中对于低速大转矩电机的需求越来越多。传统的解决方案是采用简单的将高速电机与机械齿轮箱的简单串联组合，这种结构不仅导致机械结构冗余复杂，并且由于机械齿轮箱的存在，不可避免的存在摩擦、振动和噪声等问题，同时不具备一定的过载保护能力。另一种常见的解决方案为使用RV减速器与其进行集成一体化设计，这种结构存在的问题是由于RV减速器结构较为复杂，加工难度较大，并且成本较高。采用谐波减速器与永磁电机的组合方式也能实现低速大转矩的输出，但是谐波减速器由于使用的是柔轮结构，导致其传动扭矩受限，并且容易损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种低速大转矩章动直驱电机实用新型，该电机结构简单，传动效率和可靠性高。

为实施上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种低速大转矩章动直驱电机，包括机座、机座盖、电机定子、电机转子、章动套、章动齿轮、中间盘、固定盘和输出轴，所述电机转子与机座转动连接，所述章动套与电机转子中心轴固定连接，所述章动齿轮经第一轴承与章动套连接，所述章动齿轮前端的齿轮面上设有章动齿轮第一永磁体，所述章动齿轮前端面上还设有章动齿轮第二永磁体；所述输出轴设置于电机转子中心轴的前侧，所述输出轴的前部与固定盘转动连接，所述输出轴的后部与中间盘固定连接，所述固定盘后端面上设有与章动齿轮第一永磁体啮合的固定盘永磁体，所述中间盘后端面上设有与章动齿轮第二永磁体啮合的中间盘永磁体，所述固定盘外周部向后与电机定子固定连接，所述固定盘与机座盖固定连接，所述机座盖与机座固定连接，所述输出轴前端从机座盖中部通孔穿出，实现章动传动，对电机的输出转矩进行减速增矩。

进一步地，所述电机为外转子永磁直驱电机，即与固定盘固定连接的电机定子位于电机转子内侧，所述电机转子内周部均匀布设有转子永磁体，以与电机定子配合工作。

进一步地，所述章动齿轮第一永磁体主要由在章动齿轮前端的齿轮面上环形均布的多块大小一致的第一扇形永磁体组成，且所述多块第一扇形永磁体按N极S极交叉排布，所述固定盘永磁体主要由在固定盘后端面上环形均布的多块大小一致的第二扇形永磁体组成，且所述多块第二扇形永磁体也按N极S极交叉排布，所述第二扇形永磁体的数量多于第一扇形永磁体的数量；所述章动齿轮第二永磁体主要由在章动齿轮前端面上环形均布的多块大小一致的第三扇形永磁体组成，且所述多块第三扇形永磁体按N极S极交叉排布，所述中间盘永磁体主要由在中间盘后端面上环形均布的多块大小一致的第四扇形永磁体组成，且所述多块第四扇形永磁体也按N极S极交叉排布，所述章动齿轮第二永磁体的极数与中间盘永磁体的极数相同，以实现转矩的输出。

进一步地，所述电机转子设于机座内侧中部，所述电机转子中心轴后端经第二轴承与机座转动连接，且电机转子中心轴后部设有顶住第二轴承的第二环形凸台，以对第二轴承进行定位。

进一步地，所述章动套套设于电机转子中心轴外侧，并经平键与电机转子中心轴固定连接。

进一步地，所述章动套外周部在安装第一轴承的后部设有第一环形凸台，以对第一轴承后端进行定位，所述章动套外周部在安装第一轴承的前部开设有第一卡槽，所述第一卡槽内嵌设有第一卡环，以对第一轴承前端进行定位。

进一步地，所述第一轴承为两个高强度的圆珠滚子轴承，即所述章动齿轮通过所述两个圆珠滚子轴承连接在章动套上。

进一步地，所述输出轴经第三轴承与固定盘转动连接，所述输出轴外周部在安装第三轴承的后部设有第三环形凸台，以对第三轴承后端进行定位，所述输出轴外周部在安装第三轴承的前部开设有第二卡槽，所述第二卡槽内嵌设有第二卡环，以对第三轴承前端进行定位。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型首次将章动传动应用于永磁直驱电机中，提供了一种低速大转矩章动直驱电机实用新型，该电机结构简单、紧凑，体积小，通过非接触式的磁力传动实现电机的减速增矩，具有较大的减速比，没有摩擦也无需润滑，可以很好的提高电机的传动效率，且可靠性高，可以满足工业机器人的关节驱动的需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电机内部结构剖视图。

图2是本实用新型实施例中电机去掉机座和机座盖的结构示意图。

图3是本实用新型实施例中电机去掉机座的结构示意图。

图4是本实用新型实施例的电机外观前视图。

图中：1-机座盖；2-章动齿轮第一永磁体；3-中间盘永磁体；4-第一卡环；5-输出轴；6-中间盘；7-固定盘；8-固定盘永磁体；9-螺栓；10-转子永磁体；11-电机定子；12-章动齿轮；13-章动套；14-平键；15-电机转子；16-平键；17-章动齿轮第二永磁体；18-机座；19-第一轴承；20-第二轴承；21-第三轴承；22-螺栓；23-螺栓；24-内圈肋条；25-第二卡环。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1-4所示，本实施例提供了一种低速大转矩章动直驱电机，包括机座18、机座盖1、电机定子11、电机转子15、章动套13、章动齿轮12、中间盘6、固定盘7和输出轴5，所述电机转子15与机座18转动连接，所述章动套13与电机转子15中心轴固定连接，所述章动齿轮12经第一轴承19与章动套13连接，所述章动齿轮12前端的齿轮面上设有章动齿轮第一永磁体2，所述章动齿轮12前端面上还设有章动齿轮第二永磁体17；所述输出轴5设置于电机转子15中心轴的前侧，所述输出轴5的前部与固定盘7转动连接，所述输出轴5的后部与中间盘6固定连接，所述固定盘7后端面上设有与章动齿轮第一永磁体啮合的固定盘永磁体8，所述中间盘6后端面上设有与章动齿轮第二永磁体啮合的中间盘永磁体3，所述固定盘7外周部向后经螺栓9与电机定子11固定连接，所述固定盘7经螺栓22与机座盖1固定连接，所述机座盖经螺栓23与机座18固定连接，所述机座盖1中部开设有通孔，所述输出轴5前端从通孔穿出，实现章动传动，对电机的输出转矩进行减速增矩，达到电机直驱大转矩输出的目的。

所述电机为外转子永磁直驱电机，即与固定盘7固定连接的电机定子11位于电机转子15内侧，所述电机转子15内周部均匀布设有转子永磁体10，以与电机定子11配合工作。为了使结构相对紧凑，将电机定子11直接安装在固定盘7上，由电机定子11的8根内圈肋条24定位在固定盘7的凸台上，使用内六角螺栓9紧固连接。

本实用新型中，齿轮不再采用传统的接触式齿轮传动。所述章动齿轮第一永磁体2主要由在章动齿轮前端的齿轮面上环形均布的多块大小一致的第一扇形永磁体组成，且所述多块第一扇形永磁体按N极S极交叉排布，所述固定盘永磁体8主要由在固定盘后端面上环形均布的多块大小一致的第二扇形永磁体组成，且所述多块第二扇形永磁体也按N极S极交叉排布，所述第二扇形永磁体的数量多于第一扇形永磁体的数量；所述章动齿轮第二永磁体17主要由在章动齿轮前端面上环形均布的多块大小一致的第三扇形永磁体组成，且所述多块第三扇形永磁体按N极S极交叉排布，所述中间盘永磁体3主要由在中间盘后端面上环形均布的多块大小一致的第四扇形永磁体组成，且所述多块第四扇形永磁体也按N极S极交叉排布，所述章动齿轮第二永磁体的极数与中间盘永磁体的极数相同，以实现转矩的输出。

较佳地，所述第一扇形永磁体的数量为30块或28块，所述第二扇形永磁体的数量对应为32块或30块；所述第三扇形永磁体和第四扇形永磁体的数量均为30块。在本实施例中，所述第一扇形永磁体的数量为30块，所述第二扇形永磁体的数量为32块。

所述电机转子15设于机座18内侧中部，所述电机转子15中心轴后端经第二轴承20与机座18转动连接，且电机转子15中心轴后部设有顶住第二轴承20的第二环形凸台，以对第二轴承进行定位。

所述章动套13套设于电机转子15中心轴外侧，并经平键14与电机转子15中心轴固定连接。所述章动套13外周部在安装第一轴承19的后部设有第一环形凸台，以对第一轴承19后端进行定位，所述章动套13外周部在安装第一轴承19的前部开设有第一卡槽，所述第一卡槽内嵌设有第一卡环4，以对第一轴承19前端进行定位。在本实施例中，所述第一轴承19为两个高强度的圆珠滚子轴承，即所述章动齿轮通过所述两个圆珠滚子轴承连接在章动套上。章动套的作用是为了给章动齿轮提供一个摆动的作用，通过第一轴承连接章动齿轮与章动套，实现章动过程，章动过程中的力通过章动齿轮与固定盘两者之间的相互作用来实现。

所述输出轴5经第三轴承21与固定盘7转动连接，所述输出轴5外周部在安装第三轴承21的后部设有第三环形凸台，以对第三轴承后端进行定位，所述输出轴5外周部在安装第三轴承21的前部开设有第二卡槽，所述第二卡槽内嵌设有第二卡环25，以对第三轴承前端进行定位。在本实施例中，所述第三轴承21为圆珠滚子轴承。

本实用新型的工作原理及动力传动过程为：给电机定子11的定子绕组通电，其与电机转子15上的转子永磁体之间产生磁力作用，带动电机转子15转动；章动套13和电机转子15同时运动，章动套13的运动通过第一轴承将动力传递给章动齿轮12，章动齿轮12上的章动齿轮第一永磁体2与固定盘7上的固定盘永磁体8啮合，由于固定盘和章动齿轮上的永磁体数量不一样，使章动齿轮与固定盘做章动传动，实现对电机的减速过程。在对输入转速进行章动减速之后，由于安装在章动齿轮12上的章动齿轮第二永磁体17与中间盘6上的中间盘永磁体3的极数都是30，两者之间通过磁力传动将章动齿轮12上的减速转矩传递到中间盘6，中间盘6通过平键16固定安装在输出轴5上，实现了转矩的最终输出。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种低速大转矩章动直驱电机，其特征在于，包括机座、机座盖、电机定子、电机转子、章动套、章动齿轮、中间盘、固定盘和输出轴，所述电机转子与机座转动连接，所述章动套与电机转子中心轴固定连接，所述章动齿轮经第一轴承与章动套连接，所述章动齿轮前端的齿轮面上设有章动齿轮第一永磁体，所述章动齿轮前端面上还设有章动齿轮第二永磁体；所述输出轴设置于电机转子中心轴的前侧，所述输出轴的前部与固定盘转动连接，所述输出轴的后部与中间盘固定连接，所述固定盘后端面上设有与章动齿轮第一永磁体啮合的固定盘永磁体，所述中间盘后端面上设有与章动齿轮第二永磁体啮合的中间盘永磁体，所述固定盘外周部向后与电机定子固定连接，所述固定盘与机座盖固定连接，所述机座盖与机座固定连接，所述输出轴前端从机座盖中部通孔穿出，实现章动传动，对电机的输出转矩进行减速增矩。

2.根据权利要求1所述的一种低速大转矩章动直驱电机，其特征在于，所述电机为外转子永磁直驱电机，即与固定盘固定连接的电机定子位于电机转子内侧，所述电机转子内周部均匀布设有转子永磁体，以与电机定子配合工作。

3.根据权利要求1所述的一种低速大转矩章动直驱电机，其特征在于，所述章动齿轮第一永磁体主要由在章动齿轮前端的齿轮面上环形均布的多块大小一致的第一扇形永磁体组成，且所述多块第一扇形永磁体按N极S极交叉排布，所述固定盘永磁体主要由在固定盘后端面上环形均布的多块大小一致的第二扇形永磁体组成，且所述多块第二扇形永磁体也按N极S极交叉排布，所述第二扇形永磁体的数量多于第一扇形永磁体的数量；所述章动齿轮第二永磁体主要由在章动齿轮前端面上环形均布的多块大小一致的第三扇形永磁体组成，且所述多块第三扇形永磁体按N极S极交叉排布，所述中间盘永磁体主要由在中间盘后端面上环形均布的多块大小一致的第四扇形永磁体组成，且所述多块第四扇形永磁体也按N极S极交叉排布，所述章动齿轮第二永磁体的极数与中间盘永磁体的极数相同，以实现转矩的输出。

4.根据权利要求1所述的一种低速大转矩章动直驱电机，其特征在于，所述电机转子设于机座内侧中部，所述电机转子中心轴后端经第二轴承与机座转动连接，且电机转子中心轴后部设有顶住第二轴承的第二环形凸台，以对第二轴承进行定位。

5.根据权利要求1所述的一种低速大转矩章动直驱电机，其特征在于，所述章动套套设于电机转子中心轴外侧，并经平键与电机转子中心轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种低速大转矩章动直驱电机，其特征在于，所述章动套外周部在安装第一轴承的后部设有第一环形凸台，以对第一轴承后端进行定位，所述章动套外周部在安装第一轴承的前部开设有第一卡槽，所述第一卡槽内嵌设有第一卡环，以对第一轴承前端进行定位。

7.根据权利要求1所述的一种低速大转矩章动直驱电机，其特征在于，所述第一轴承为两个高强度的圆珠滚子轴承，即所述章动齿轮通过所述两个圆珠滚子轴承连接在章动套上。

8.根据权利要求1所述的一种低速大转矩章动直驱电机，其特征在于，所述输出轴经第三轴承与固定盘转动连接，所述输出轴外周部在安装第三轴承的后部设有第三环形凸台，以对第三轴承后端进行定位，所述输出轴外周部在安装第三轴承的前部开设有第二卡槽，所述第二卡槽内嵌设有第二卡环，以对第三轴承前端进行定位。

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