CN215420037U - 一种轮毂式伺服电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轮毂式伺服电机包括内盖、外盖，所述内盖和外盖之间通过螺钉连接轮圈，所述内盖、外盖同轴可旋转装配在水平的主轴上。所述外盖的内侧设计有轴承室，轴承室右侧还留有较大的空间，以便容纳安装座和磁编码器等。所述主轴右端与所述外盖轴承室位置安装有轴承，所述主轴左端通过轴承装配伸出所述内盖，所述主轴的右端通过螺钉固定有安装座，所述安装座右端沿主轴的轴线方向装配有磁编码器，所述外盖内侧中间与主轴的同轴位置装配有与所述磁编码器对应的测速磁钢，所述主轴右侧与所述安装座通过同一个所述轴承内圈进行定位。该电机通过磁编码器可以更加精确检测轮毂的角度位置。

Description

一种轮毂式伺服电机

技术领域

本实用新型属于电机结构技术领域，具体涉及一种轮毂式伺服电机。

背景技术

通常轮毂电机在使用时需要对轮毂的转速或角度进行检测和控制，传统的轮毂速度检测原理是：在轮毂的端盖（即转子）上安装有1-6和磁钢，在机芯（即定子）上安装有开关霍尔元件，利用开关霍尔元件来检测轮毂旋转一周所通过的磁钢数来计算轮毂电机的转速。这种方法的速度反馈精度很低，而且根本无法检测转子的位置。

虽然在电机控制上也有其它的使用磁编码器技术的应用，但都是将焊接有磁编码器芯片的PCB板直接安装在主轴端部，这种结构的缺点是：1）容易造成绝缘不良；2）轴直径比较小的时候，PCB板很难装配，而且磁编码芯片的位置精度也不能保证。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型在轴和PCB板间加了一个绝缘的安装座，提高了绝缘强度，同时该安装座上设计有一个突出的圆台，该圆台和轴直径相同，安装时该圆台和轴同处在一个轴承的内圈，从而确保了磁编码芯片的位置精度。由于实现了高精度的位置检测，故本电机也称之为轮毂式伺服电机。

本实用新型提供一种轮毂式伺服电机包括内盖、外盖，所述内盖和外盖之间通过外螺钉连接轮圈，所述轮圈内圈分布有两对以上的主磁钢，所述绕组绕在定子上，所述定子的中心安装有主轴，所述内盖、外盖同轴可旋转装配在水平的主轴上。所述外盖的内侧设计有轴承室，轴承室右侧还留有较大的空间，以便容纳安装座和磁编码器等。所述主轴右端与所述外盖之间轴承室位置安装有轴承，所述主轴左端通过轴承装配伸出所述内盖， 所述主轴的右端通过内螺钉固定有安装座，所述安装座右端沿主轴的轴线方向装配有磁编码器，所述外盖内侧中间与主轴的同轴位置装配有与所述磁编码器对应的测速磁钢，所述主轴右侧与所述安装座通过同一个所述轴承内圈进行定位。该磁编码器用于精确检测轮毂的角度位置。

作为优选，所述安装座设计有向左伸出的圆台，所述安装座的直径与轴右端部直径相同，安装座圆台与主轴右端部都安装在同一个轴承的内圈，确保装配时的同轴定位，所述安装座使用尼龙或者其它绝缘材料制作。

作为优选，所述测速磁钢与所述磁编码器之间距离为0-5mm。

作为优选，所述主轴右端中间位置加工有螺纹孔，通过所述主轴中间的螺纹孔利用内螺钉将所述安装座固定。

作为优选，主轴的边壁上设计有与主轴轴线平行的过线槽，所述磁编码器的连接线从所述过线槽通过接入主电路。

作为优选，所述轮圈内圈分布有数对S和N极磁钢，所述定子包裹在所述主轴外侧，所述绕组是绕在定子上的。

本实用新型的有益效果在于：该轮毂式伺服电机主要使用车轮上，该电机使用时，通过绕组提供交流电流产生旋转磁场，与主磁钢产生磁力作用，带动轮毂同时旋转。与传统的轮毂电机相比，本轮毂式伺服电机是一种高效的采用磁编码技术的直驱外转子无刷电机，该轮毂电机的内端侧使用了磁编码器和磁铁的配合结构，这种结构大大提高了轮毂的转速测量精度，同时还提供了精确的转子位置信号（每周分辨率可达到1024以上）。在该电机的主轴端部装配有磁编码器，在轮毂上对应装配有测速磁钢，这样在旋转时，通过磁编码器检测到测速磁钢的磁场变化，可以准确判断轮毂的角度位置，同时也可以完成精准的速度检测，该电机的主轴和磁编码器之间通过安装座连接，并且安装座与主轴的右端通过轴承的内圈同心定位，不仅使得磁编码器安装方便，同时定位更加的准确。另外安装座的设计，避免了焊接磁编码器的PCB板与主轴的直接装配，可以通过安装座与主轴定位，既保证了良好的绝缘性能，又确保了位置精度，降低了加工难度和方便了产线的装配。

附图说明

图1一种轮毂式伺服电机正向剖面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步说明：

本专利中所使用的方向性词语（如左右等），该位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如图1所示，在本实施例中，该轮毂式伺服电机包括内盖3、外盖7，所述内盖3和外盖7之间通过外螺钉4连接轮圈6。轮圈6内圈分布有数对S和N极主磁钢5，所述内盖3、外盖7、轮圈6及主磁钢5构成了电机的外转子部分。所述绕组8是绕在定子9上的，定子9的中心安装有主轴1。绕组8、定子9和主轴1构成了电机的定子部分。所述电机的外转子部分同轴可旋转装配在主轴1上。所述外盖7的内侧设计有有轴承室，轴承室右侧还留有较大的空间，以便容纳安装座15和磁编码器12等。所述主轴右端与所述外盖之间轴承室位置安装有轴承2，所述主轴1左端通过轴承2装配伸出所述内盖3，所述主轴1的右端通过内螺钉14固定有安装座15，所述安装座15右端沿主轴1的轴线方向装配有磁编码器12，具体来说，所示磁编码器12装配在PCB板11上，所述PCB板11通过两个连接螺钉10与所述安装座固定连接。所述外盖7内侧中间与主轴1的同轴位置装配有与所述磁编码器12对应的测速磁钢13，所述主轴1右侧与所述安装座15通过同一个轴承2内圈进行定位。在本实施例中，所述主轴1与所述定子9之间通过键16进行限位装配连接。

该轮毂式伺服电机主要使用车轮上，即通过所述内盖3、外盖7和轮圈6与轮胎连接。该轮毂电机使用时，通过绕组8提供交流电流产生交变磁场，与主磁钢5产生磁力作用，带动轮毂和轮胎实现转动。与传统的轮毂电机相比，在该电机的主轴端部装配有磁编码器12，在轮毂上对应装配有测速磁钢13，这样在旋转时，通过磁编码器检测到测速磁钢13的磁场变化，可以准确判断轮毂的角度位置，同时也可以完成精准的速度检测，同时该电机的主轴1和磁编码器12之间通过安装座15连接，并且安装座15与主轴1的右端通过轴承2的内圈同心定位，不仅使得磁编码器12安装方便，同时定位更加的准确。另外安装座15的设计，避免了磁编码器12与主轴的直接装配，可以通过安装座15与主轴定位，既保证了良好的绝缘性能，又确保了位置精度，降低了加工难度和方便了产线的装配。

在具体设计时，所述安装座15设计有向左伸出的圆台，所述安装座15的直径与主轴1右端部直径相同，安装座15圆台与主轴1右端部都安装在同一个轴承2的内圈，由于安装座15圆台与所述主轴1右侧位置采用同一定位元件。这样可以大大保证磁编码器12的位置精度。所述安装座15使用尼龙材料或其它绝缘材料可以保证焊接磁编码器芯片12的PCB板11与主轴1右端的绝缘，进一步保证了电路的安全。

在具体设计时，所述测速磁钢13与所述磁编码器12之间距离为0-5mm。一般来说对于电动自行车轮毂电机或者小型车轮的结构，所述磁编码器12与所述测速磁钢13之间保持1-3mm左右距离为最佳。

在具体设计时，如图1所示，所述主轴1右端中间位置加工有螺纹孔，通过所述主轴中间的螺纹孔利用内螺钉14将所述安装座15固定。在本实施例中，所述主轴1的右半段中间采用实心结构，保证了工件的强度，同时便于对所述安装座15通过内螺钉14进行连接。所述主轴1的边壁上设计有与主轴1轴线平行的过线槽，所述磁编码器12的连接线从所述过线槽通过接入主电路。这样过线也更加方便。

在具体设计时，如图1所示，该电机的传动结构中，所述轮圈6内侧固定装配有所述数对S和N磁钢，所述定子9包裹在所述主轴1上，所述定子9上装配有绕组8。这种常见的定子结构，简单方便，性能稳定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轮毂式伺服电机，它包括内盖（3）、外盖（7），所述内盖（3）和外盖（7）之间通过外螺钉（4）连接轮圈（6）；所述轮圈（6）内圈分布有两对以上的主磁钢（5），绕组（8）绕在定子（9）上，所述定子（9）的中心安装有主轴（1）；所述外盖（7）的内侧设计有有轴承室，所述主轴右端与所述外盖（7）之间轴承室位置安装有轴承（2），所述主轴（1）左端通过轴承（2）装配伸出所述内盖（3），其特征在于：所述轴承室内容纳有安装座（15）以及用于检测轮毂角度位置的磁编码器（12），所述主轴（1）的右端通过内螺钉（14）固定所述安装座（15），所述安装座（15）右端沿主轴（1）的轴线方向装配所述磁编码器（12），所述磁编码器（12）焊接在PCB板（11）上，PCB板（11）通过连接螺钉（10）连接到安装座（15）上，所述外盖（7）内侧中间与主轴（1）的同轴位置装配有与所述磁编码器（12）对应的测速磁钢（13），所述主轴（1）右侧与所述安装座（15）通过同一个轴承（2）内圈进行定位。

2.根据权利要求1所述的一种轮毂式伺服电机，其特征在于：所述安装座（15）设计有向左伸出的定位台，所述安装座（15）通过定位台与主轴（1）右侧的轴承（2）同轴定位装配，所述安装座（15）使用绝缘材料制作。

3.根据权利要求2所述的一种轮毂式伺服电机，其特征在于：所述安装座（15）使用尼龙材料制作。

4.根据权利要求1所述的一种轮毂式伺服电机，其特征在于：所述测速磁钢（13）与所述磁编码器（12）外表面之间的距离在0-5mm。

5.根据权利要求1所述的一种轮毂式伺服电机，其特征在于：所述主轴（1）右端中间位置加工有螺纹孔，通过所述主轴中间的螺纹孔利用所述内螺钉（14）将所述安装座（15）固定。

6.根据权利要求4所述的一种轮毂式伺服电机，其特征在于：所述主轴（1）的边壁上设计有与主轴（1）轴线平行的过线槽，所述磁编码器（12）的连接线从所述过线槽通过接入主电路。

7.根据权利要求1所述的一种轮毂式伺服电机，其特征在于：所述轮圈（6）内圈分布有两对以上分别为S和N极的主磁钢（5），所述定子（9）包裹在所述主轴（1）外侧。

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