CN221009915U - 一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，包括转子组件、定子组件；转子组件包括套筒、磁环、轴承；定子组件包括底座、轴套、绕线组、电路板、轴心；轴套设置在所述底座的中心处并套设在轴心外周；轴套外壁设有线圈安装部，绕线组套设在线圈安装部上；磁环嵌设在套筒内侧；轴心延伸至套筒外的一端套设有轴向消隙件；套筒内壁凹设有用于固定轴承的轴承安装部；本实用新型改良套筒的结构，在套筒内采取一体成型的轴承安装部，一方面更好地保证两个轴承的同轴度，提高同心度；另一方面，消除多部件连接在运转过程中带来的振动及噪音等问题，电机精度更高；同时有利于提高整体旋转平面度，从而减小镜片模块尖塔差。

Description

一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机

技术领域

本实用新型涉及汽车激光雷达技术领域，尤其涉及一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。它的主要作用是利用电能转化为机械能。随着人们生活水平不断提高，智能化的要求日新月异，汽车作为平时的交通工具也与人们的生活息息相关，而智能汽车也在不断的更新满足消费者需求。激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。随着自动驾驶技术的不断发展，激光雷达弥补了传统摄像头的缺陷，逐渐成为自动驾驶或者高级辅助驾驶的最重要的传感器之一。

现有技术中的激光雷达电机普遍存在零件较多、结构比较复杂、体积较大等问题，使得其机械加工成本较高，装配误差大，同时整体同心度较低；同时过多地采用螺钉等连接件，在电机转动过程中容易造成松动，容易造成振动大、噪音大、稳定性低、影响电机的输出精度等问题。

因此还需要进一步研发一款结构简单、高同心度、高精度的无刷电机，以解决上述现有技术中存在的问题。

实用新型内容

因此，为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，改良套筒的结构，在套筒内采取一体成型的第一轴承安装部、第二轴承安装部用于安装第一轴承、第二轴承，一方面更好地保证两个轴承的同轴度，提高本实用新型的同心度；另一方面，消除多部件连接在运转过程中带来的振动及噪音等问题，电机输出精度更高；同时更有利于提高本实用新型的整体旋转平面度以及一体化加工，延长其使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，包括转子组件、定子组件；所述转子组件包括套筒、磁环、轴承；所述定子组件包括底座、轴套、绕线组、电路板、轴心；所述轴套设置在所述底座的中心处并套设在所述轴心外周；所述轴套外壁设有线圈安装部，所述绕线组套设在所述线圈安装部上；所述磁环嵌设在所述套筒内侧；所述电路板通过紧固件轴向安装在所述底座上；所述轴心通过所述底座及轴套固定并沿轴向延伸至套筒外；所述轴心延伸至套筒外的一端套设有轴向消隙件；所述套筒内壁径向凹设有用于固定所述轴承的轴承安装部；所述轴承的内圈与所述轴心接洽，外圈卡合在所述轴承安装部上。

进一步地，所述轴承包括第一轴承、第二轴承；所述轴承安装部包括与第一轴承、第二轴承相适配的第一轴承安装部、第二轴承安装部；所述第一轴承、第二轴承相互靠近的一端分别与第一轴承安装部、第二轴承安装部抵接；第一轴承远离第二轴承的一端与所述轴向消隙件抵接；第二轴承远离第一轴承的一端与所述轴套抵接。

进一步地，所述第一轴承与所述轴向消隙件之间依次设有第一垫片、第二垫片；所述第二垫片为弹性垫片。

进一步地，所述轴向消隙件为轴向挡圈；所述轴心外壁凹设有用于安装所述轴向挡圈的挡圈安装槽，所述轴向挡圈安装在所述挡圈安装槽内并限位；所述第一轴承与所述轴向挡圈设有两个所述垫片。

进一步地，所述第一轴承、第二轴承为滚珠轴承。

进一步地，所述套筒的内壁凹设有与所述磁环相适配的磁环安装槽，所述磁环吻合嵌设在所述磁环安装槽上。

进一步地，所述底座中心设有安装所述轴套的轴套安装部；所述轴套上设有与所述轴套安装部相适配的安装卡槽；所述轴套通过所述轴套安装部与安装卡槽的卡合连接安装在所述底座上。

进一步地，所述磁环包括第一磁环、第二磁环；所述套筒内壁凹设有与所述第一磁环相适配的第一磁环安装槽，套筒底部设有与所述第二磁环相适配的第二磁环安装槽。

进一步地，所述电路板与底座之间设有绝缘片。

进一步地，所述轴套与所述底座一体成型。

进一步地，所述电路板上贴合设置有防尘套。

进一步地，所述轴套与所述第二轴承之间设有限位环，所述限位环套设在所述轴心上。

进一步地，所述套筒底端设有用于安装雷达码盘的码盘安装槽。

相比现有技术，本实用新型的有益效果至少在于以下方面：

1.本实用新型改良套筒的结构，在套筒内采取一体成型的第一轴承安装部、第二轴承安装部用于安装第一轴承、第二轴承，一方面更好地保证两个轴承的同轴度，大幅提高本实用新型的同心度；另一方面，消除多部件连接在运转过程中带来的振动及噪音等问题，电机输出精度更高；同时更有利于提高本实用新型的整体旋转平面度，从而减小镜片模块尖塔差；以及有利于一体化加工，延长其使用寿命；

进一步地，本实用新型采用轴向挡圈，将本实用新型与激光雷达其他部件安装锁紧时，同步将第一轴承、第二轴承紧压至套筒内腔的一体化轴承安装部上，可以消除轴承装配间隙带来的振动及噪音问题；第一轴承、第二轴承同轴布置定位，可使整体结构转动高速平稳；

2.本实用新型结构简单，一体化的套筒有利于提高轴承装配稳定性及支撑刚度高，使转子转动稳定性更高；此外，整体仅电路板通过螺钉等紧固件锁紧在底座上，大幅减少连接件的使用；整体设计合理，制造成本低，使用寿命长，经济效益好，适合大规模推广；

3.本实用新型的套筒结构设计巧妙，可根据激光雷达的安装、磁感应结构需求，在套筒底部设置安装雷达码盘或磁环的安装槽，灵活性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例1应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的整体结构俯视图；

图3为图2中A-A方向剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例1应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的整体结构分解示意图；

图5为本实用新型实施例1应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的套筒结构剖面示意图；

图6为本实用新型实施例2应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的整体结构示意图；

图7为本实用新型实施例2应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的整体结构俯视图；

图8为图7中B-B方向剖面结构示意图；

图9为本实用新型实施例2应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的整体结构分解示意图；

图10为本实用新型实施例2应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的套筒结构剖面示意图；

图11为本实用新型实施例3应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的整体结构示意图；

图12为本实用新型实施例3应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的俯视图；

图13为图12中C-C方向剖面结构示意图；

图14为本实用新型实施例3应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的整体结构分解示意图；

图15为本实用新型实施例3应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机的套筒结构剖面示意图。

图中：

1、转子组件；11、套筒；111、第一轴承安装部；112、第二轴承安装部；113、第一磁环安装槽；114、第二磁环安装槽；115、码盘安装槽；12、磁环；121、第一磁环；122、第二磁环；13、轴承；131、第一轴承；132、第二轴承；

2、定子组件；21、底座；211、轴套安装部；22、轴套；221、线圈安装部；222、安装卡槽；23、绕线组；24、电路板；25、绝缘片；26、轴心；261、挡圈安装槽；

3、轴向消隙件；

4、第一垫片；

5、第二垫片；

6、防尘套；

7、限位环；

10、雷达码盘。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，以下结合附图及实施例，对所述实用新型的技术方案及优点进行进一步详细说明。以下以示例的方式对本实用新型具体结构及特点进行说明，不应将构成对本实用新型的任何限制。同时，有关下列所提及(包括隐含或公开)的任何一个技术特征，以及被直接显示或隐含在图中的任何一个技术特征，均可以在这些技术特征之间继续进行任意组合或删减，从而形成可能没有在本实用新型中直接或间接提到的更多其他实施例。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“底端”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

实施例1

如图1-5所示，本实施例1提供一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，包括转子组件1、定子组件2；所述转子组件1包括套筒11、磁环12、轴承13；所述定子组件2包括底座21、轴套22、绕线组23、电路板24、轴心26；所述轴套22设置在所述底座21的中心处并套设在所述轴心26外周；轴心26插装在所述轴套22内腔限位；所述轴套22外壁设有线圈安装部221，所述绕线组23套设在所述线圈安装部221上；所述磁环12嵌设在所述套筒11内侧；所述电路板24通过紧固件轴向安装在所述底座21上；并与所述绕线组23形成电连接；所述轴心26通过底座21及轴套22固定并沿轴向延伸至套筒11外；所述轴心26延伸至套筒11外的一端套设有轴向消隙件3；所述套筒11内壁径向凹设有用于固定所述轴承13的轴承13安装部；轴承13的内圈与所述轴心26接洽，外圈卡合在所述轴承13安装部上。具体地，所述套筒11内壁径向内凹设置所述轴承13安装部，更好地起到轴承13的安装限位作用，轴承13轴向安装到所述轴承13安装部后即可完成限位，操作简单。

在本实施方式中，所述轴套22外壁上一体化的线圈安装部221可以更好地固定绕线组23，减少固定件的使用；具体地，当绕线组23通电时通过驱动所述磁环12转动从而带动所述套筒11转动；所述绕线组23包括矽钢片组及漆包线，其绕线方式及工作原理可参考现有技术选用。本实用新型的所述套筒11为阶梯状柱型机壳，为适应激光雷达的安装空间，其他可选的实施方式中也可以采用其他的形状，只要可以满足本实用新型的有益效果即可实施。

优选地，所述轴承13包括第一轴承131、第二轴承132；所述轴承13安装部包括与第一轴承131、第二轴承132相适配的第一轴承安装部111、第二轴承安装部112；所述第一轴承131、第二轴承132相互靠近的一端分别与第一轴承安装部111、第二轴承安装部112抵接；第一轴承131远离第二轴承132的一端与所述轴向消隙件3抵接；第二轴承132远离第一轴承131的一端与所述轴套22抵接。在本实施方式中，所述第一轴承131、第二轴承132为滚珠轴承。其工作原理、安装方式均可参考现有技术，此处不赘述。

为进一步提高本实用新型的同心度，减少偏转现象，优选地，所述第一轴承131与所述轴向消隙件3之间依次设有第一垫片4、第二垫片5；所述第二垫片5为弹性垫片。进一步细化，所述轴向消隙件3为轴向挡圈；所述轴心26外壁凹设有用于安装所述轴向挡圈的挡圈安装槽261，所述轴向挡圈安装在所述挡圈安装槽261内并限位。

本实用新型改良套筒11的结构，在套筒11内采取一体成型的第一轴承安装部111、第二轴承安装部112用于安装第一轴承131、第二轴承132，一方面更好地保证两个轴承的同轴度，提高本实用新型的同心度；另一方面，消除多部件连接在运转过程中带来的振动及噪音等问题，电机输出精度更高；同时更有利于提高本实用新型的整体旋转平面度以及一体化加工，延长其使用寿命；

进一步地，本实用新型采用轴向挡圈，将本实用新型与激光雷达其他部件安装锁紧时，同步将第一轴承131、第二轴承132紧压至套筒11内腔的一体化轴承13安装部上，可以消除轴承装配间隙带来的振动及噪音问题；第一轴承131、第二轴承132同轴布置定位，可使整体结构转动高速平稳。

在本实施方式中，所述电路板24为SMT电路板或PCB电路板。同时，所述电路板24与底座之间设有绝缘片25，以提高使用安全性。

为进一步提高旋转同心度，减少额外的固定部件的使用，优选地，所述套筒11的内壁凹设有与所述磁环12相适配的磁环12安装槽，所述磁环12吻合嵌设在所述磁环12安装槽上。

优选地，所述底座21中心设有安装所述轴套22的轴套安装部211；所述轴套22上设有与所述轴套安装部211相适配的安装卡槽222；所述轴套22通过所述轴套安装部211与安装卡槽222的卡合连接安装在所述底座21上。利用卡扣连接的轴套22和底座21，实现无辅助工具快速安装，同时，所述轴套22的安装卡槽222处截面形状大致呈“T”型，当本实用新型的底座21装配到激光雷达上时，底座21对所述轴套22形成轴向锁紧力，增强两者之间的紧密联系，所述轴套22也在锁紧力作用下轴向压紧所述第二轴承132以及套筒11、第一轴承131，整体形成轴向紧密连接，消除转动时的间隙、振动及噪音等问题。

优选地，所述磁环12包括第一磁环121、第二磁环122；所述套筒11内壁凹设有与所述第一磁环121相适配的第一磁环安装槽113，套筒11底部设有与所述第二磁环122相适配的第二磁环安装槽114。本实用新型的所述第一磁环121、第二磁环122可以根据磁感应设置形式、轴向设置空间灵活设置，在本实施方式中，磁感应元件(附图未示意)设置在电路板24上，通电后，第一磁环121、第二磁环122感应并在绕线组23驱动下带动套筒11转动。

实施例2

如图6-10所示，本实施例2提供一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，本实施例2与实施例1的区别在于：所述轴套22与所述底座21一体成型；以及，所述套筒11底端设有用于安装雷达码盘10的码盘安装槽115。

利用一体化成型的底座21及轴套22，更有利于本实用新型的一体化加工，消除多部件、多螺钉连接在运转过程中带来的振动及噪音等问题，电机输出精度更高。

本实用新型结构简单，一体化的套筒11有利于提高轴承13装配稳定性及支撑刚度高，使转子转动稳定性更高；此外，整体仅电路板24通过螺钉等紧固件锁紧在底座21上，大幅减少连接件的使用；整体设计合理，制造成本低，使用寿命长，经济效益好，适合大规模推广；

本实用新型的套筒11结构设计巧妙，可根据激光雷达的安装、磁感应结构需求，在套筒11底部设置安装雷达码盘10或磁环12的安装槽，灵活性强。

实施例3

如图11-15所示，本实施例3提供一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，本实施例3与实施例1的区别在于：为适配轴向安装空间有限的激光雷达产品，所述套筒整体形状呈圆柱状；

以及，为提高雷达的防尘效果，所述电路板24上贴合设置有防尘套6；

以及，所述轴套22与所述第二轴承132之间设有限位环7，所述限位环7套设在所述轴心26上。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，包括转子组件、定子组件；所述转子组件包括套筒、磁环、轴承；所述定子组件包括底座、轴套、绕线组、电路板、轴心；所述轴套设置在所述底座的中心处并套设在所述轴心外周；所述轴套外壁设有线圈安装部，所述绕线组套设在所述线圈安装部上；所述磁环嵌设在所述套筒内侧；所述电路板通过紧固件轴向安装在所述底座上；所述轴心通过所述底座及轴套固定并沿轴向延伸至套筒外；所述轴心延伸至套筒外的一端套设有轴向消隙件；所述套筒内壁径向凹设有用于固定所述轴承的轴承安装部；所述轴承的内圈与所述轴心接洽，外圈卡合在所述轴承安装部上。

2.如权利要求1所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述轴承包括第一轴承、第二轴承；所述轴承安装部包括与第一轴承、第二轴承相适配的第一轴承安装部、第二轴承安装部；所述第一轴承、第二轴承相互靠近的一端分别与第一轴承安装部、第二轴承安装部抵接；第一轴承远离第二轴承的一端与所述轴向消隙件抵接；第二轴承远离第一轴承的一端与所述轴套抵接。

3.如权利要求2所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述第一轴承与所述轴向消隙件之间依次设有第一垫片、第二垫片；所述第二垫片为弹性垫片。

4.如权利要求3所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述轴向消隙件为轴向挡圈；所述轴心外壁凹设有用于安装所述轴向挡圈的挡圈安装槽，所述轴向挡圈安装在所述挡圈安装槽内并限位。

5.如权利要求4所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述套筒的内壁凹设有与所述磁环相适配的磁环安装槽，所述磁环吻合嵌设在所述磁环安装槽上。

6.如权利要求5所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述底座中心设有安装所述轴套的轴套安装部；所述轴套上设有与所述轴套安装部相适配的安装卡槽；所述轴套通过所述轴套安装部与安装卡槽的卡合连接安装在所述底座上。

7.如权利要求6所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述轴套与所述底座一体成型。

8.如权利要求6所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述磁环包括第一磁环、第二磁环；所述套筒内壁凹设有与所述第一磁环相适配的第一磁环安装槽，套筒底部设有与所述第二磁环相适配的第二磁环安装槽。

9.如权利要求6所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述电路板上贴合设置有防尘套。

10.如权利要求6所述的应用于汽车激光雷达的高同心度无刷电机，其特征在于，所述套筒底端设有用于安装雷达码盘的码盘安装槽。