CN219164411U - 一种有刷的内外转子一体化动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种有刷的内外转子一体化动力装置，属于机械制造领域，该动力装置主要由内转子、外转子、切换开关以及外罩组成；内转子和外转子皆采用有刷电机的原理，两个转子互为各自的定子，外转子旋转时内转子固定作为定子，内转子旋转时外转子固定作为定子；切换开关来切换控制内外转子的旋转；外罩起到了支撑并保护内部结构的作用。本实用新型提出了一种有刷的内外转子一体化动力装置，一套动力装置可安装两组桨叶适用于一些特殊的工作场景。

Description

一种有刷的内外转子一体化动力装置

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域，具体是一种有刷的内外转子一体化动力装置及其工作方法。

背景技术

电机在生活中随处可见，像电风扇、电吹风等等，当然电机还广泛应用于各种创新型实用新型上，像航模、车模、机器人等等。而目前很多实用新型的场景过于单一，其中一大问题就是受到了动力装置的限制，基本都是一个电机带动一个旋转机构。

电机主要分为两大类，有刷电机和无刷电机，其中有刷电机结构简单且运行平稳，响应速度快，起动扭矩大，控制精度高。由于该实用新型属于小型机械装备，故采用有刷电机的工作原理作为小体积双转子动力装置的运行原理。

实用新型内容

本实用新型提供了一种有刷的内外转子一体化动力装置，具有原理简单、操作简便、稳定性高、可以适用于不同应用场景等优点。

本实用新型是这样实现的：

一种有刷的内外转子一体化动力装置，其特征在于，所述的装置包括外转子以及内转子，所述的内转子、外转子互为各自的定子，外转子旋转时内转子固定作为定子，内转子旋转时外转子固定作为定子；所述的内转子包括第一转子，第一绕组缠绕于第一转子上，第一绕组的两端连接在换向器上，换向器与两侧的电刷接触，电刷连接两个接线端子，接线端子与电源连接，通电至内转子的第一绕组上，进而实现感应电磁的产生；内转子输出轴安插于第一转子的中部，第一转子旋转带动输出轴旋转进而输出功率；所述的外转子包括第二转子，第二转子内侧为八个悬臂，其中相邻的四个悬臂为一组，两组磁性相反，悬臂上缠绕有第二绕组，绕组仅由一根线按不同的缠绕方式缠绕而成，以此来获得不同的感应磁性；第二转子最外侧是外转子输出外罩，第二转子带动外转子输出外罩旋转输出功率；所述的第二转子的两侧分别设置两段旋转斜面，后侧的旋转斜面与连接圆环连接，换向器贴附于连接圆环的内表面，前侧的旋转斜面连接限位环，限位环上开有限位槽；连接电源的接线端子将电流传递给电刷，电刷接触外转子换向器，外转子换向器由两片金属片组成，以此来切换外转子上的磁性进而实现旋转。

进一步，所述的限位环连接于切换开关，通过切换开关切换控制内转子、外转子的旋转，进而实现内转子旋转的同时外转子固定，外转子旋转的同时内转子固定；所述的内转子、外转子外设置外罩；即前段保护罩和后段保护罩，外罩起到了支撑并保护内部结构的作用。

进一步，所述的切换开关来包括主体结构、外转子锁定机构、主体结构内侧的内转子锁定夹管、换挡拨片；所述的外转子锁定机构包括方管，弹簧以及套盒；所述的弹簧置于套盒内，套盒可以沿方管移动，外转子锁定机构配合外转子限位环，限位环一侧为斜面，切换开关向外侧移动，套盒紧贴限位环的斜面进而压缩弹簧，同时手动旋转外转子，调整外转子转到特定位置时，套盒与限位环上的限位槽配合实现外转子的锁定。

进一步，所述的内转子锁定管夹实现内转子锁定，内转子的内转子输出轴上有一环形凸台，切换开关向内侧移动，内转子锁定管夹夹于环形凸台的两侧，进而实现内转子的锁定。

进一步，所述的切换开关向内向外移动的特定位置通过换挡拨片来实现，换挡拨片可以90°旋转，移动时换挡拨片直立，移动到特定位置换挡拨片旋转限位实现切换，外侧锁定槽为内转子旋转挡位，内侧锁定槽为外转子旋转挡位。

进一步，所述的前段保护罩和后段保护罩构成的保护外壳整体呈圆桶状，材质选择塑料材质；包括第一轴承安装槽，第二轴承安装槽，第三轴承安装槽，第四轴承安装槽，所述的第一轴承安装槽，第二轴承安装槽，第三轴承安装槽，第四轴承安装槽分别为1号轴承，2号轴承， 3号轴承， 4号轴承的容纳槽；前段保护罩的前侧方孔为切换开关滑槽，后段保护罩的后侧有接线端子的接线孔，圆孔为内转子输出轴的开孔；所述的1号轴承、4号轴承皆采用过盈配合固定在内转子输出轴上；2号轴承内侧与外转子限位环过盈配合，3号轴承内侧与外转子连接圆环过盈配合。

本实用新型动力装置的工作原理为：该动力装置采用有刷电机的工作原理，有两种工作状态，分别为内转子旋转状态和外转子旋转状态。该动力装置的电刷较为特殊，内转子换向器和外转子换向器共用一个电刷装置，接线端子接过的电流通过电刷同时流经外转子的绕组和内转子的绕组，当外转子固定时，电流流过外转子的绕组，产生电磁，此时因为外转子固定，故外转子绕组产生的电磁固定，相当于永磁体，内转子绕组通过电流，内转子因电磁感应在外转子产生的磁场中旋转。同样的原理，内转子固定时，与电刷接触的几组绕组产生固定磁场，外转子在磁场作用下因电磁感应的作用实现旋转。

本实用新型与现有技术的有益效果在于：

本实用新型的内外转子一体化动力装置采用了有刷电机的工作原理。内转子与外转子互为各自的定子，外转子旋转时内转子固定作为定子，内转子旋转时外转子固定作为定子；切换开关来切换控制内外转子的旋转，进而实现内转子旋转的同时外转子固定，外转子旋转的同时内转子固定；外罩起到了支撑并保护内部结构的作用。

本实用新型有刷的内外转子一体化动力装置，一套动力装置可安装两组桨叶适用于一些特殊的工作场景。

附图说明

图1是本实用新型有刷的内外转子一体化动力装置外形展示图；

图2是本实用新型有刷的内外转子一体化动力装置内部展示图；

图3是本实用新型内转子示意图；

图4是本实用新型外转子示意图；

图5是本实用新型内外转子示意图；

图6是本实用新型切换开关的结构示意图；其中（a）为切换开关的结构示意图；（b）为切换开关结构爆炸示意图；

图7是内转子锁定示意图；

图8是外转子锁定示意图；

图9是切换开关工作示意图；

图10是保护罩内部结构示意图；

图11是轴承安装方式示意图；

其中，1-外转子，2-内转子，3-内转子输出轴，4-切换开关，5-前段保护罩，6-外转子输出外罩，7-后段保护罩，8-第一转子，9-第一绕组，10-换向器，11-接线端子，12-电刷，13-环形凸台，14-第二转子，15-第二绕组，16-旋转斜面，17-连接圆环，18-换向器，19-限位槽，20-限位环，21-内转子锁定管夹，22-主体结构，23-活动轴，24-换挡拨片，25-方管，26-弹簧，27-套盒，28-第一轴承安装槽，29-第二轴承安装槽，30-第三轴承安装槽，31-第四轴承安装槽，32-接线孔，33-切换开关滑槽，34-1号轴承，35-2号轴承，36-3号轴承，37-4号轴承。

实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本实用新型进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1~11所示，本实用新型的动力装置主要由内转子、外转子、切换开关以及外罩组成；内转子和外转子皆采用有刷电机的原理，两个转子互为各自的定子，外转子旋转时内转子固定作为定子，内转子旋转时外转子固定作为定子；切换开关来切换控制内外转子的旋转；外罩起到了支撑并保护内部结构的作用。

如图3~5所示，本实用新型的内转子结构包括第一转子8，第一绕组9缠绕于第一转子8上，第一绕组9的两端连接在换向器10上，换向器10与两侧的电刷12接触，电刷12连接两个接线端子11，接线端子11与电源连接，通电至内转子的第一绕组9上，进而实现感应电磁的产生。内转子输出轴3安插于第一转子8的中部，第一转子8旋转带动输出轴3旋转进而输出功率。

本实用新型的外转子包括第二转子14以及8个悬臂，其中相邻的4个悬臂为一组，两组磁性相反，悬臂上缠绕有第二绕组15，绕组仅由一根线按不同的缠绕方式缠绕而成，以此来获得不同的感应磁性，最外侧是外转子输出外罩6，第二转子14带动外转子输出外罩6旋转输出功率。第二转子14的两侧分别有两段旋转斜面16，后侧的旋转斜面16用来与连接圆环17连接，换向器18贴附于连接圆环17的内表面，前侧的旋转斜面16用来连接切换开关的限位环20，限位环上开有限位槽19。连接电源的接线端子11将电流传递给电刷12，电刷12接触外转子换向器18，外转子换向器18由两片金属片组成，以此来切换外转子上的磁性进而实现旋转。

切换开关结构如图6所示，包括主体结构22，外转子锁定机构，内转子锁定夹管21，换挡拨片24。

如图7~9所示，外转子锁定机构包括方管25，弹簧26以及套盒27，弹簧26置于套盒27内，套盒27可以沿方管25移动，外转子锁定机构配合外转子限位环20，限位环20一侧为斜面，切换开关4向外侧移动，套盒27紧贴限位环20的斜面进而压缩弹簧26，同时手动旋转外转子1，调整外转子1转到特定位置时，套盒27与限位环20上的限位槽19配合实现外转子1的锁定。

内转子锁定机构通过内转子锁定管夹21实现，内转子输出轴3上有一环形凸台13，切换开关4向内侧移动，内转子锁定管夹21夹于环形凸台13的两侧，进而实现内转子的锁定。

切换开关向内向外移动的特定位置通过换挡拨片24来实现，换挡拨片24可以90°旋转，移动时换挡拨片24直立，移动到特定位置换挡拨片24旋转限位实现切换，开关向内向外移动的锁定，外侧锁定槽为内转子旋转挡位，内侧锁定槽为外转子旋转挡位。该过程如图9所示。

如图10~11所示，前段保护罩5和后段保护罩7构成的保护外壳整体呈圆桶状，材质选择塑料材质，包括第一轴承安装槽28，第二轴承安装槽29，第三轴承安装槽30，第四轴承安装槽31，所述的第一轴承安装槽28，第二轴承安装槽29，第三轴承安装槽30，第四轴承安装槽31分别为1号轴承34， 2号轴承35， 3号轴承36， 4号轴承37的容纳槽；前段保护罩的前侧方孔为切换开关滑槽33，后段保护罩的后侧有接线端子的接线孔32，圆孔为内转子输出轴3的开孔；所述的1号轴承34、4号轴承37皆采用过盈配合固定在内转子输出轴3上；2号轴承35内侧与外转子限位环20过盈配合，3号轴承36内侧与外转子连接圆环17过盈配合。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种有刷的内外转子一体化动力装置，其特征在于，所述的装置包括外转子（1）以及内转子（2），所述的内转子（2）、外转子（1）互为各自的定子，外转子旋转时内转子固定作为定子，内转子旋转时外转子固定作为定子；

所述的内转子（2）包括第一转子（8），第一绕组（9）缠绕于第一转子（8）上，第一绕组（9）的两端连接在第一换向器（10）上，第一换向器（10）与两侧的电刷（12）接触，电刷（12）连接两个接线端子（11），接线端子（11）与电源连接，通电至内转子的第一绕组（9）上，进而实现感应电磁的产生；内转子输出轴（3）安插于第一转子（8）的中部，第一转子（8）旋转带动内转子输出轴（3）旋转进而输出功率；

所述的外转子（1）包括第二转子（14），第二转子（14）内侧为八个悬臂，其中相邻的四个悬臂为一组，两组磁性相反，悬臂上缠绕有第二绕组（15），第二绕组（15）仅由一根线按不同的缠绕方式缠绕而成，以此来获得不同的感应磁性；第二转子（14）最外侧是外转子输出外罩（6），第二转子（14）带动外转子输出外罩（6）旋转输出功率；

所述的第二转子（14）的两侧分别设置两段旋转斜面（16），后侧的旋转斜面（16）与连接圆环（17）连接，第二换向器（18）贴附于连接圆环（17）的内表面，前侧的旋转斜面（16）连接限位环（20），限位环（20）上开有限位槽（19）；

连接电源的接线端子（11）将电流传递给电刷（12），电刷（12）接触外转子第二换向器（18），外转子第二换向器（18）由两片金属片组成，以此来切换外转子上的磁性进而实现旋转。

2.根据权利要求1所述的一种有刷的内外转子一体化动力装置，其特征在于，所述的限位环（20）连接于切换开关（4），通过切换开关（4）切换控制内转子（2）、外转子（1）的旋转与固定，进而实现内转子（2）旋转的同时外转子（1）固定，外转子（1）旋转的同时内转子（2）固定；所述的内转子（2）、外转子（1）外设置外罩；即前段保护罩（5）和后段保护罩（7），外罩起到了支撑并保护内部结构的作用。

3.根据权利要求2所述的一种有刷的内外转子一体化动力装置，其特征在于，所述的切换开关（4）包括主体结构（22）、外转子锁定机构、主体结构（22）内侧的内转子锁定管夹（21）、换挡拨片（24）；所述的外转子锁定机构包括方管（25），弹簧（26）以及套盒（27）；所述的弹簧（26）置于套盒（27）内，套盒（27）可以沿方管（25）移动，外转子锁定机构配合外转子限位环（20），限位环（20）一侧为斜面，切换开关（4）向外侧移动，套盒（27）紧贴限位环（20）的斜面进而压缩弹簧（26），同时手动旋转外转子（1），调整外转子（1）转到特定位置时，套盒（27）与限位环（20）上的限位槽（19）配合实现外转子（1）的锁定。

4.根据权利要求3所述的一种有刷的内外转子一体化动力装置，其特征在于，所述的内转子锁定管夹（21）实现内转子锁定，内转子（2）的内转子输出轴（3）上有一环形凸台（13），切换开关（4）向内侧移动，内转子锁定管夹（21）夹于环形凸台（13）的两侧，进而实现内转子的锁定。

5.根据权利要求3所述的一种有刷的内外转子一体化动力装置，其特征在于，所述的切换开关（4）向内向外移动的特定位置通过换挡拨片（24）来实现，换挡拨片（24）可以90°旋转，移动时换挡拨片（24）直立，移动到特定位置换挡拨片（24）旋转限位实现切换，外侧锁定槽为内转子旋转挡位，内侧锁定槽为外转子旋转挡位。

6.根据权利要求2所述的一种有刷的内外转子一体化动力装置，其特征在于，所述的前段保护罩（5）和后段保护罩（7）构成的保护外壳整体呈圆桶状，材质选择塑料材质；包括第一轴承安装槽（28），第二轴承安装槽（29），第三轴承安装槽（30），第四轴承安装槽（31），所述的第一轴承安装槽（28），第二轴承安装槽（29），第三轴承安装槽（30），第四轴承安装槽（31）分别为1号轴承（34）， 2号轴承（35）， 3号轴承（36）， 4号轴承（37）的容纳槽；前段保护罩的前侧方孔为切换开关滑槽（33），后段保护罩的后侧有接线端子的接线孔（32），圆孔为内转子输出轴（3）的开孔；所述的1号轴承（34）、4号轴承（37）皆采用过盈配合固定在内转子输出轴（3）上；2号轴承（35）内侧与外转子限位环（20）过盈配合，3号轴承（36）内侧与外转子连接圆环（17）过盈配合。

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