CN217984790U - 便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，包括轮毂外壳、外转子内定子构型的机芯和电感编码器，转子直接固定或一体设于轮毂外壳上，定子由定子支架固定在电机轴上，电机轴一端为机芯引线端，其轴向设机芯引线引出孔；电感编码器包括固定或一体设于轮毂外壳内端壁上的感应环片和固定于电机轴或定子支架上的编码器PCB板；其特征在于电机轴另一端为编码器调试端，其轴向设有编码器调试孔；电感编码器靠近编码器调试端安装，其编码器PCB板上设有经由设于电机轴上的径向插孔伸入编码器调试孔内的调试连接部，其上设有调试连接端子，与编码器调试孔的口部相对。本实用新型能更方便高效的对内部电感编码器实施调试作业。

Description

便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机

技术领域

本实用新型涉及一种便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机。

背景技术

已知的一些轮毂电机被应用作为移动平台或生产型机器人的行走机构，执行包括输送生产材料、产品在内的各类生产作业任务。由于在一些自动化程度较高的企业车间中，这类移动平台和机器人往往要应对不同生产工位的高精度传递作业，加上运行的车间环境往往路径较为复杂，故对于行走机构的运行转向精度有着很高的要求。

为了能够直接获取轮毂外壳的转向角位移以便于更好的控制行走机构的转向精度，现有的这类轮毂电机内部通常都安装有电感编码器。这种电感编码器主要由感应环片（俗称感应环片）和编码器PCB板构成，编码器PCB板上采用铜箔贴附并蚀刻形成的环形线圈，用于同感应环片配合感应。实际安装时，感应环片主要固定在旋转部件，如轮毂外壳内壁上，而编码器PCB板则固定在固定部件，例如定子支架或者电机轴上。

为了使电感编码器达到最佳使用状态，提高其工作精度，目前在轮毂电机的生产和实际应用中，通常都需要对其内部的电感编码器进行调试。调试的方式即将外部调试设备的调试接线上的电连接件与编码器PCB板上设有的调试连接端子插接，在轮毂电机运转的状态下，通过外部调试设备对电感编码器检测数据实施校正。

以传统的内转子轮毂电机结构实施调试为例，这种内转子轮毂电机中，在轮毂外壳内部设有机芯壳体，机芯壳体是与电机轴固定而不动的，用来固定定子，转子位于定子内部，转子的输出端通过减速机构连接驱动轮毂外壳旋转。为此编码器PCB板就固定在机芯壳体内壁上，并且机芯壳体外壁对应内部编码器PCB板的调试连接端子位置设有开孔，而感应环片则被安装在转子一端。所以对于内转子轮毂电机来说，其电感编码器即安装在机芯上，调试时只需移走外部的轮毂外壳，就能完成电感编码器的接出和调试。

然而与内转子轮毂电机不同，现有的直驱型外转子轮毂电机，其轮毂壳体内部不设机芯壳体，转子和感应环片都是直接固定在轮毂外壳内壁上的，调试时无法移走轮毂外壳，这就给电感编码器的调试带来困难。而目前常规的做法是在电感编码器的编码器PCB板上设置编码器调试引线，将编码器调试引线随同机芯引线（即定子绕组引线）一同经由电机轴一端轴向设置的机芯引线引出孔引出至外部实施调试，但实践中该方式存在如下问题：

1、轮毂电机整体在使用安装至设备上后，其电机轴上用于引出机芯引线的一端往往是封装在设备壳体内部的，轻易不会拆开壳体使机芯引线暴露。这就导致与机芯引线一同引出的编码器调试引线也无法被快速拉出用于调试，给调试工作带来困难。尤其对于应用中的轮毂电机，当需要对其内部电感编码器实施调试和维护时，操作会非常繁琐，大大降低了调试效率。

2、对于非特别专业的调试人员来说，编码器调试引线与机芯引线不易区分，容易给调试工作带来麻烦。

3、需要在编码器PCB板上插装较长的编码器调试引线，再同机芯引线一同经由较长的机芯引线引出孔引出至轮毂外壳的外部，不仅增加生产成本，也增加了制造工序，加大了装配繁琐度，降低了电机生产效率。

因此，目前亟待对直驱型外转子轮毂电机的内部电感编码器装配结构实施优化调整，以设计出便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，以便于对电感编码器实施高效调试。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，能够方便高效的对电机内部电感编码器实施调试作业。

本实用新型的技术方案是：一种便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，包括通过轴承旋转装配于电机轴上的轮毂外壳以及设于轮毂外壳内的外转子内定子构型的机芯和电感编码器，转子直接固定或一体成型于轮毂外壳上，定子由定子支架固定在电机轴上，且电机轴一端为机芯引线端，其轴向设有机芯引线引出孔；电感编码器包括感应环片和编码器PCB板；其特征在于电机轴另一端为编码器调试端，其轴向设有编码器调试孔；电感编码器靠近编码器调试端安装，其感应环片固定或一体成型在轮毂外壳内端壁上，编码器PCB板则固定在电机轴或定子支架上，并与感应环片相对，该编码器PCB板上设有调试连接部，其经由设于电机轴上的径向插孔伸入编码器调试孔内，该调试连接部上设有调试连接端子，与编码器调试孔的口部相对。

进一步的，本实用新型中所述编码器PCB板上设有电机轴让位孔，该电机轴让位孔的周缘上径向凸出成型有凸片作为所述调试连接部，并且该电机轴让位孔内在凸片所在的径向方向上留有供电机轴穿过而不与凸片干涉的让位区域。该结构设计主要为了便利于编码器PCB板的装配。在编码器PCB板实际装配时，首先通过其电机轴让位孔内的让位区域穿设至电机轴上，然后再垂直于电机轴径向移动，使得其上的凸片能够经由电机轴上的径向插孔伸入编码器调试孔内，最后再对编码器PCB板实施固定。

更进一步，本实用新型中所述电机轴让位孔在编码器PCB板上偏心设置。电机轴让位孔偏心设置反而有利于编码器PCB板径向移动后电机轴能被调校至编码器PCB板的中心位置，从而方便编码器PCB板与感应环片的准确对位。

具体优选的，本实用新型中所述电机轴让位孔为长圆孔，所述凸片沿该长圆孔的长度方向分布。

进一步的，本实用新型中所述编码器PCB板通过编码器安装盘固定至电机轴上，该编码器安装盘通过其上设有的安装孔过盈套于电机轴上，且安装孔内通过花键或平键与电机轴外周配合以周向定位，同时电机轴上设有轴肩供编码器安装盘轴向抵靠，编码器PCB板固定至该编码器安装盘上。

更进一步的，本实用新型中所述编码器PCB板上沿圆周等角度间隔设有若干PCB板定位孔，而编码器安装盘上对应各PCB板定位孔设有安装盘定位孔，以供穿设螺钉、螺栓、连接销或铆钉来将编码器PCB板与编码器安装盘固定。编码器安装盘的引入不仅便于编码器PCB板在电机轴上的装配固定，而且其能够给予编码器PCB板一定的抵受力，以便于其上的调试连接部更好的承受外部调试设备的调试接线上的电连接件的接插力。

进一步的，本实用新型中所述电机轴的机芯引线端伸出轮毂外壳的长度长于其编码器调试端伸出轮毂外壳的长度；并且编码器调试端的轮毂外壳外端壁上成型有围绕该编码器调试端的护套，护套的口部固定有可拆卸的或安装有可开合的保护盖板，以遮盖所述编码器调试孔的口部。实际生产时，保护盖板可以采用螺钉、铆钉或销钉固定至轮毂外壳外端壁上，当然也可以采用铰链或枢接件结合锁扣安装至轮毂外壳外端壁上。保护盖板能够防止灰尘和水经编码器调试孔进入轮毂外壳内部造成污染损害。

出于进一步的调试便利性考虑，本实用新型中还可以包括编码器调试引线，其两端均设有电连接件，其一端的电连接件与所述调试连接端子连接，而另一端的电连接件经由编码器调试孔引出。这样在实际调试时，调试人员甚至无需将外部调试设备的调试接线上的电连接件伸入编码器调试孔内，就能在外部完成调试连接，操作更加便利。

需要指出，同常规技术一样，本实用新型中的编码器PCB板上采用铜箔贴附并蚀刻形成的环形线圈，用于同感应环片配合感应。而感应环片由金属合金材料，如铝合金制成，其上通过附着磁性材料形成磁道。感应环片可以采用螺钉等连接件直接固定至轮毂外壳内端壁上，当然也可以采用与轮毂外壳端壁相同的金属材料一体成型，成型完毕后再在其表面附着磁性材料制作磁道。

本实用新型需要对内部电感编码器进行调试时，调试人员只需打开保护盖板，将外部调试设备的调试接线上的电连接件伸入编码器调试孔内与编码器PCB板的调试连接部上的调试连接端子插接，就能实施调试。

本实用新型的优点是：

1）本实用新型专门在电机轴上设置区分于机芯引线端的编码器调试端，并设置编码器调试孔，同时对内部电感编码器的装配结构进行调整优化，方便外部调试设备的调试接线上的电连接件能够透过编码器调试孔与内部编码器PCB板上的调试连接端子直接接插。因此本实用新型能够方便高效的对电机内部电感编码器实施调试作业，大大节约调试时间，提高调试效率。

2）本实用新型中的编码器调试端与机芯引线端不在同一端，因此在轮毂电机装配至如移动平台或机器人等设备上使用时，当需要单独对内部电感编码器实施调试作业时，无需像现有技术中那样拆开封装机芯引线端的设备壳体，而是直接可以从无设备壳体遮挡的编码器调试端下手，这样大大减少了调试时的繁琐操作，提高了调试效率。

3）本实用新型取消了在编码器PCB板上设置编码器调试引线并与机芯引线一同引出的设计方式，因此也就不存在现有技术中编码器调试引线与机芯引线不易区分，容易给调试工作带来麻烦的问题，更便利于调试人员的调试作业。

4）同样，由于本实用新型无需像现有技术那样在编码器PCB板上设置较长的编码器调试引线，并将其同机芯引线一同经由较长的机芯引线引出孔引出至轮毂外壳的外部，因此降低了生产成本的同时减少了制造工序，提高了电机生产效率。

5）本实用新型中编码器安装盘的引入不仅便于编码器PCB板在电机轴上的装配固定，而且其能够给予编码器PCB板一定的抵受力，以便于其上的调试连接部更好的承受外部调试设备的调试接线上的电连接件的接插力。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构主剖面图；

图2为图1中的编码器PCB板的轴向视图。

其中：1、电机轴；101、机芯引线引出孔；102、编码器调试孔；103、径向插孔；104、轴肩；2、轮毂外壳；201、护套；3、轴承；4、转子；5、定子；6、定子支架；7、感应环片；8、编码器PCB板；801、凸片；802、PCB板定位孔；9、调试连接端子；10、电机轴让位孔；11、编码器安装盘；12、螺钉；13、保护盖板。

具体实施方式

实施例：结合图1和图2所示，对本实用新型提供的这种便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机的具体实施方式进行详细说明如下：

同常规技术一样，其具有电机轴1、两端分别通过轴承3旋转装配于电机轴1上的轮毂外壳2及设于轮毂外壳2内的外转子4内定子5构型的机芯和电感编码器。结合图1所示，轮毂外壳2由左、右端盖与中间环壳通过螺钉固定而成，转子4的磁钢定位环与中间环壳一体设置，而转子4的磁钢则相应设于中间环壳的内周表面。定子5由定子支架6固定在电机轴1上，且电机轴1一端（图1中右端）为机芯引线端，其轴向设有机芯引线引出孔101，由定子5的绕组上接出的机芯引线通过该机芯引线引出孔101引出。电感编码器由感应环片7和编码器PCB板8共同组成。

本实用新型的核心设计在于：其将电机轴1另一端（图1中左端）设为编码器调试端，并在其轴向设有延伸至轮毂外壳2内部的编码器调试孔102。如图1所示，整个电感编码器是靠近编码器调试端安装的，其感应环片7采用螺钉12固定在轮毂外壳2内端壁（左端盖的内壁）上，编码器PCB板8则采用编码器安装盘11固定在电机轴1上，并与感应环片7相对。该编码器PCB板8上设有调试连接部，其经由设于电机轴1上的径向插孔103伸入编码器调试孔102内，该调试连接部上设有调试连接端子9，与编码器调试孔102的口部相对。

再结合图2所示，本实施例中所述编码器PCB板8呈圆形，其上偏心设置有电机轴让位孔10，该电机轴让位孔10的周缘上径向凸出成型有向下的凸片801作为所述调试连接部，并且该电机轴让位孔10内在凸片801所在的径向方向上留有供电机轴1穿过而不与凸片801干涉的让位区域。本实施例中所述电机轴让位孔10为长圆孔，所述凸片801沿该长圆孔的长度方向分布。上述结构设计主要为了便利于编码器PCB板8的装配。在编码器PCB板8实际装配时，首先通过其电机轴让位孔10内的让位区域穿设至电机轴1上，然后再垂直于电机轴1径向移动，使得其上的凸片801能够经由电机轴1上的径向插孔103伸入编码器调试孔102内，最后再对编码器PCB板8实施固定。而电机轴让位孔10偏心设置反而有利于编码器PCB板8径向移动后电机轴1能被调校至编码器PCB板8的中心位置，从而方便编码器PCB板8与感应环片7的准确对位。

再结合图1所示，所述编码器PCB板8通过编码器安装盘11固定至电机轴1上，该编码器安装盘11通过其上设有的安装孔过盈套于电机轴1上，且安装孔内通过平键与电机轴1外周配合以周向定位，同时电机轴1上设有轴肩104供编码器安装盘11轴向抵靠，编码器PCB板8固定至该编码器安装盘11上。

再结合图2所示，本实施例中所述编码器PCB板8上沿圆周等角度间隔设有三个PCB板定位孔802，而编码器安装盘11上对应各PCB板定位孔802设有安装盘定位孔，以供穿设螺钉12来将编码器PCB板8与编码器安装盘11固定。编码器安装盘11的引入不仅便于编码器PCB板8在电机轴1上的装配固定，而且其能够给予编码器PCB板8一定的抵受力，以便于其上的凸片801更好的承受外部调试设备的调试接线上的电连接件的接插力。

再结合图1所示，本实用新型的所述电机轴1的机芯引线端伸出轮毂外壳2的长度长于其编码器调试端伸出轮毂外壳2的长度；并且编码器调试端的轮毂外壳2外端壁（左端盖的外壁）上成型有围绕该编码器调试端的护套201，护套201的口部采用螺钉固定有可拆卸的保护盖板13，以遮盖所述编码器调试孔102的口部。保护盖板13能够防止灰尘和水经编码器调试孔102进入轮毂外壳2内部造成污染损害。

本实用新型需要对内部电感编码器进行调试时，调试人员只需打开保护盖板13，将外部调试设备的调试接线上的电连接件伸入编码器调试孔102内与编码器PCB板8的凸片801上的调试连接端子9插接，就能实施调试。

同现有技术相比，本实施例具有如下优点：

1）由于专门在电机轴1上设置区分于机芯引线端的编码器调试端，并设置编码器调试孔102，同时对内部电感编码器的装配结构进行调整优化，方便外部调试设备的调试接线上的电连接件能够透过编码器调试孔102与内部编码器PCB板8上的调试连接端子9直接接插。因此本实用新型能够方便高效的对电机内部电感编码器实施调试作业，大大节约调试时间，提高调试效率。

2）由于编码器调试端与机芯引线端不在同一端，因此在轮毂电机装配至如移动平台或机器人等设备上使用时，当需要单独对内部电感编码器实施调试作业时，无需像现有技术中那样拆开封装机芯引线端的设备壳体，而是直接可以从无设备壳体遮挡的编码器调试端下手，这样大大减少了调试时的繁琐操作，提高了调试效率。

3）由于取消了在编码器PCB板8上设置编码器调试引线并与机芯引线一同引出的设计方式，因此也就不存在现有技术中编码器调试引线与机芯引线不易区分，容易给调试工作带来麻烦的问题，更便利于调试人员的调试作业。

4）同样，由于无需像现有技术那样在编码器PCB板8上设置较长的编码器调试引线，并将其同机芯引线一同经由较长的机芯引线引出孔引出至轮毂外壳的外部，因此降低了生产成本的同时减少了制造工序，提高了电机生产效率。

5）编码器安装盘11的引入不仅便于编码器PCB板8在电机轴1上的装配固定，而且其能够给予编码器PCB板8一定的抵受力，以便于其上的凸片801更好的承受外部调试设备的调试接线上的电连接件的接插力。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，包括通过轴承（3）旋转装配于电机轴（1）上的轮毂外壳（2）以及设于轮毂外壳（2）内的外转子（4）内定子（5）构型的机芯和电感编码器，转子（4）直接固定或一体成型于轮毂外壳（2）上，定子（5）由定子支架（6）固定在电机轴（1）上，且电机轴（1）一端为机芯引线端，其轴向设有机芯引线引出孔（101）；电感编码器包括感应环片（7）和编码器PCB板（8）；其特征在于电机轴（1）另一端为编码器调试端，其轴向设有编码器调试孔（102）；电感编码器靠近编码器调试端安装，其感应环片（7）固定或一体成型在轮毂外壳（2）内端壁上，编码器PCB板（8）则固定在电机轴（1）或定子支架（6）上，并与感应环片（7）相对，该编码器PCB板（8）上设有调试连接部，其经由设于电机轴（1）上的径向插孔（103）伸入编码器调试孔（102）内，该调试连接部上设有调试连接端子（9），与编码器调试孔（102）的口部相对。

2.根据权利要求1所述的便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，其特征在于所述编码器PCB板（8）上设有电机轴让位孔（10），该电机轴让位孔（10）的周缘上径向凸出成型有凸片（801）作为所述调试连接部，并且该电机轴让位孔（10）内在凸片（801）所在的径向方向上留有供电机轴（1）穿过而不与凸片（801）干涉的让位区域。

3.根据权利要求2所述的便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，其特征在于所述电机轴让位孔（10）在编码器PCB板（8）上偏心设置。

4.根据权利要求2或3所述的便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，其特征在于所述电机轴让位孔（10）为长圆孔，所述凸片（801）沿该长圆孔的长度方向分布。

5.根据权利要求1或2所述的便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，其特征在于所述编码器PCB板（8）通过编码器安装盘（11）固定至电机轴（1）上，该编码器安装盘（11）通过其上设有的安装孔过盈套于电机轴（1）上，且安装孔内通过花键或平键与电机轴（1）外周配合以周向定位，同时电机轴（1）上设有轴肩（104）供编码器安装盘（11）轴向抵靠，编码器PCB板（8）固定至该编码器安装盘（11）上。

6.根据权利要求5所述的便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，其特征在于所述编码器PCB板（8）上沿圆周等角度间隔设有若干PCB板定位孔（802），而编码器安装盘（11）上对应各PCB板定位孔（802）设有安装盘定位孔，以供穿设螺钉（12）、螺栓、连接销或铆钉来将编码器PCB板（8）与编码器安装盘（11）固定。

7.根据权利要求1所述的便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，其特征在于所述电机轴（1）的机芯引线端伸出轮毂外壳（2）的长度长于其编码器调试端伸出轮毂外壳（2）的长度；并且编码器调试端的轮毂外壳（2）外端壁上成型有围绕该编码器调试端的护套（201），护套（201）的口部固定有可拆卸的或安装有可开合的保护盖板（13），以遮盖所述编码器调试孔（102）的口部。

8.根据权利要求1或7所述的便于电感编码器调试的直驱型外转子轮毂电机，其特征在于还包括编码器调试引线，其两端均设有电连接件，其一端的电连接件与所述调试连接端子（9）连接，而另一端的电连接件经由编码器调试孔（102）引出。

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