WO2020238644A1

WO2020238644A1 - 采用空心杯电机结构的管状电机组件

Info

Publication number: WO2020238644A1
Application number: PCT/CN2020/090371
Authority: WO
Inventors: 孙旭东; 朱才龙
Original assignee: 杭州威仕达机电科技有限公司
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2020-12-03
Also published as: CN110233546A; CA3142328A1; US20220231575A1; CN110233546B; AU2020282431A1

Abstract

一种采用空心杯电机结构的管状电机组件，包括钢管体（94）和空心杯电机，电机主体（9）一端插接在电池线路板外壳（95）一端，在电池线路板外壳（95）内设有控制线路板（96）和/或供电电池（97），电机主体（9）另一端和一级齿圈（1）相连，电机主体（9）的电机轴（92）和一级行星齿轮组件（2）相连，一级齿圈（1）另一端通过刹车外套（8）和二三级齿圈（3）相连，一级行星齿轮组件（2）通过刹车结构和二级行星齿轮组件（4）相连，三级行星齿轮组件（5）连接有输出轴（6），钢管体（94）远离具有输出轴（6）的另一端通过限位环（98）和盖体（99）相连。优点在于：取消了转子铁芯结构，空心杯电机无齿槽效应，不会产生涡流，使得转子在启动和停止时响应速度极大的提升、振动大大削弱，从而延长了整机的使用寿命。

Description

采用空心杯电机结构的管状电机组件

技术领域

本发明属于电机设备技术领域，具体涉及一种采用空心杯电机结构的管状电机组件。

背景技术

随着机电行业的迅猛发展，电机已经广泛的应用在我们目前的生活中，例如，管状电机作为驱动装置具有结构紧凑、转矩大、转速慢等优点，故管状电机越来越多地应用到电动完成升降运动的卷帘门窗、遮阳系统、投影屏幕等产品中。由于管状电机的电机轴转速过快，为了便于使用一般会在管状电机上设置减速器，从而使得输出轴的转速满足正常使用需要。现有的直流管状电机一般为普通稀土或铁氧体电机，即有转子铁芯、磁瓦贴于机壳等结构特点。现有的管状稀土或铁氧体马达存在着诸多不足，例如：1、有转子铁芯，转子铁芯质量大，使得转子在启动和停止时响应速度慢、能耗高、振动大，对零部件的损伤较严重，使得整机的寿命受到限制；其次，转子铁芯在磁场中会产生涡流，会导致马达发热、能耗高、效率低。2、磁瓦(永磁铁)固定在在机壳上，磁瓦(永磁铁)必须具备一定的厚度，在马达外经一定的情况下，马达转子的外经尺寸会受到很大的限制，从而使得马达的输出力矩受到很大限制。另外，现有的管状电机的减速器减速比无法满足需求，结构不够紧凑，传动过程稳定性差，这些问题都给现有管状电机使用时造成了极大的不便。

技术问题

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种管状电机行星减速器[200720184522.7]，包括太阳齿轮、内齿端盖、内齿套和内齿套座，其特征在于内有：一级支架主体，上述一级支架主体上有三个支架销子，支架销子上有一级行星齿轮，下端有齿轮；二级支架主体，上述二级支架主体上有三个支架销子，支架销子上有二级行星齿轮，下端有齿轮；三级支架主体，上述三级支架主体上有三个支架销子，支架销子上有三级行星齿轮，下端是输出轴。上述方案在一定程度上解决了现有管状电机的减速器减速比无法满足需求的问题，但是该方案依然存在着普通稀土或铁氧体电机的诸多不足，同时，该方案依然存在着其他不足，例如，传动稳定性差等。

技术解决方案

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，采用空心杯电机结构的采用空心杯电机结构的管状电机组件。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本采用空心杯电机结构的管状电机组件，包括呈中空状的钢管体，所述的钢管体内穿设有电机主体，其特征在于，所述的电机主体为空心杯电机，且所述的电机主体一端插接在电池线路板外壳的一端，在电池线路板外壳内通过电池线路板定位结构设有分别和电机主体相连的具有控制电路的控制线路板和/或供电电池，所述的电机主体另一端通过马达连接座和一级齿圈一端相连，且所述的电机主体的电机轴和设置在一级齿圈内的一级行星齿轮组件相连，所述的一级齿圈另一端通过刹车外套和具有相互连接的二级行星齿轮组件和三级行星齿轮组件的二三级齿圈相连，所述的一级行星减速组件通过位于刹车外套内的刹车结构和二级行星齿轮组件相连，且所述的三级行星齿轮组件连接有延伸至钢管体一端外侧的输出轴，所述的钢管体远离具有输出轴的另一端通过限位环和盖体相连。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的电池线路板定位结构包括依次形成于电池线路板外壳内的线路板安装区域和电池安装区域，所述的电池线路板外壳周向外侧具有沿电池线路板外壳轴向延伸设置且分别和线路板安装区域和电池安装区域相连通的安装开口，且所述的控制线路板通过第一定位结构设置在线路板安装区域内，所述的供电电池通过第二定位结构设置在电池安装区域内。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的电池线路板外壳包括呈筒状的电机安装筒部，所述的电机安装筒部同轴连接有电池线路板安装筒部，所述的线路板安装区域和电池安装区域依次形成于电池线路板安装筒部内，且所述的安装开口轴向设置在电池线路板安装筒部周向外侧，且所述的电机主体一端插接在电机安装筒部，且在电机安装筒部和电池线路板安装筒部之间通过封板隔开，且所述的封板上设有若干供电机主体一端的端子插入的贯穿孔，且所述的电机主体的端子分别和控制线路板相连；所述的安装开口的两侧分别设有超出安装开口且沿电池线路板安装筒部轴向延伸设置的安装板，所述的安装板相互平行设置且所述的安装板一端与封板相连，另一端延伸至电池线路板安装筒部端部。

优选地，这里的所述的第一定位结构包括设置安装板相互对应的一侧底部的定位台阶，所述的控制线路板两侧分别卡接设置在两个安装板之间且所述的控制线路板内侧抵靠在定位台阶上，且所述的电池线路板安装筒部上通过可拆卸组件设有能将安装开口与控制线路板相对应的部分封闭且呈弧形板状的电池线路板上壳体。所述的可拆卸组件包括若干分别设置在安装板外侧的卡扣或卡槽，所述的电池线路板上壳体两侧分别具有若干卡槽或卡扣，且所述的卡扣卡接于卡槽内，且所述的电池线路板上壳体和电池线路板安装筒部合围形成筒状结构。第二定位结构包括设置在两个安装板之间且将电池线路板外壳内腔分隔成线路板安装区域和电池安装区域的隔板，所述的电池线路板安装筒部远离线路板安装区域的一端具有与安装板相连的电池限位部，所述的供电电池呈棒状且卡接设置在隔板和电池限位部之间，且所述的供电电池外侧超出安装开口。所述的电机安装筒部和电池线路板安装筒部连为一体式结构，且所述的电机安装筒部外侧和电池线路板上壳体外侧齐平，且所述的供电电池外侧不超出电机安装筒部外侧。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的刹车结构包括通过周向定位结构设置在刹车外套内的刹车芯轴，所述的刹车芯轴一端具有呈筒状的刹车筒部，且所述的刹车筒部上套设有刹车扭簧，所述的刹车外套内穿设有相互同轴设置的刹车主动件和刹车被动件，所述的刹车主动件与一级行星齿轮组件的输出端相连，所述的刹车被动件与二级行星齿轮组件的输入端相连，所述的刹车主动件具有两个主动爪部，且所述的刹车被动件靠近刹车主动件的一端穿过刹车芯轴且具有两个被动爪部，所述的主动爪部和被动爪部一一相互错位设置且任意一个主动爪部位于任意一个被动爪部一侧，所述的主动爪部和被动爪部之间设有当刹车主动件周向转动时能使刹车扭簧周向膨胀且刹车被动件随刹车主动件同步同向转动或当刹车被动件周向转动时能使刹车扭簧周向收紧且使得刹车被动件周向止动的刹车控制组件。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的刹车控制组件包括形成于刹车扭簧两端且径向向外弯折的弯折脚部，所述的刹车被动件的两个被动爪部中任意一个被动爪部位于两个弯折脚部之间，且两个弯折脚部中任意一个弯折脚部位于被动爪部和主动爪部之间，且所述的被动爪部靠近刹车被动件的一端两侧分别具有沿被动爪部宽度方向向外延伸且与主动爪部一侧相抵靠的台阶，且所述的被动爪部远离具有台阶的一端外侧和主动爪部之间形成供弯折脚部穿入的活动间隙。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的刹车扭簧的两个弯折脚部沿刹车扭簧中心线方向的间距大小大于被动爪部远离具有台阶的一端的宽度大小。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的刹车芯轴包括与刹车筒部同轴相连的芯轴环体，所述的芯轴环体和刹车筒部连为一体式结构，且所述的芯轴环体周向内侧和刹车筒部周向内侧相互连通从而形成芯轴通道，所述的周向定位结构包括若干设置在刹车外套一端周向内侧的定位槽，且各个定位槽周向均匀分别设置且均沿刹车外套轴向延伸设置，且所述的芯轴环体周向外侧具有若干分别和定位槽一一对应的定位凸块，且所述的定位凸块分别卡设在定位槽内。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的电机主体包括电机壳体，所述的电机壳体一端具有与控制电路相连的碳刷组，所述的碳刷组上转动设有具有上述电机轴的转子架，且所述的电机轴上设有空心杯线圈，在电机壳体内设有位于空心杯线圈周向内侧的永磁体，且所述的电机轴穿过永磁体且延伸至电机壳体外侧。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的刹车主动件包括通过第一转动轴承同轴转动设置在刹车外套一端周向内侧的主动芯轴，且所述的主动芯轴一端具有主动件连接孔，另一端同轴连接有主动环体，且所述的主动爪部分别对应设置在主动环体的周向外侧，在主动环体远离主动芯轴的一端同轴连接有转动筒体。

在上述的采用空心杯电机结构的管状电机组件中，所述的刹车被动件包括通过第二转动轴承同轴转动设置在刹车外套远离主动芯轴的一端周向内侧的被动芯轴，所述的被动芯轴一端具有被动件连接孔，另一端贯穿于芯轴通道内且同轴连接有被动筒体，且所述的被动爪部分别对应设置在被动筒体的一端周向外侧，且所述的被动筒体一端具有供转动筒体插入的转动孔，另一端具有限位环体，且所述的刹车筒部周向内侧具有与限位环体相抵靠的环形限位台阶。

这里的一级行星齿轮组件包括一端具有与主动件连接孔相连的一级行星输出轴的一级行星架，所述的一级行星架周向均匀设置三根一级行星滚针，且所述的一级行星滚针上均具有一级行星轮，且所述的一级行星轮周向均匀分布且均与电机主体的电机轴相连，且所述的一级齿圈周向内侧具有若干和一级行星轮相啮合的一级齿牙，且所述的一级齿牙和一级行星轮均为斜齿结构。所述的二级行星齿轮组件包括一端具有二级行星输出轴的二级行星架，所述的二级行星架另一端周向均匀设置三根二级行星滚针，且所述的二级行星滚针上均具有二级行星轮，所述的二级行星轮周向均匀分布且均与和被动件连接孔相连的二级中心轮相啮合，且所述的二三级齿圈周向内侧具有若干和二级行星轮相啮合的二三级齿牙。所述的三级行星齿轮组件包括一端具有输出轴的三级行星架，所述的三级行星架另一端周向均匀设置三根三级行星滚针，且所述的三级行星滚针上均具有三级行星轮，所述的三级行星轮周向均匀分布且均和二级行星输出轴上的小齿轮啮合，且所述的二三级齿圈周向内侧的二三级齿牙分别和各个三级行星轮相啮合。

优选地，刹车外套通过周向固定结构设置在一级齿圈和二三级齿圈之间，且所述的周向固定结构包括设置在刹车外套一端周向外侧的第一凹凸定位组件，所述的一级齿圈一端周向内侧设有与第一凹凸定位组件相对应的第一凹凸配合组件，所述的第一凹凸定位组件和第一凹凸配合组件相互卡接且周向定位，所述的刹车外套另一端周向外侧的第二凹凸定位组件，所述的二三级齿圈一端周向内侧设有与第二凹凸定位组件相对应的第二凹凸配合组件，所述的第二凹凸定位组件和第二凹凸配合组件相互卡接且周向定位。

有益效果

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、取消了转子铁芯结构，空心杯马达无齿槽效应，不会产生涡流，从而减少发热、降低能耗、提升效率；其次无转子铁芯后整个转子的质量大大减轻，从而使得转子在启动和停止时响应速度极大的提升、振动大大削弱，从而延长了整机的使用寿命。

2、将永磁体置于转子线圈内部，在马达外经不变的情况下增大了转子半径，从而增大了马达的输出力矩。

3、一级行星齿轮组件和二三级行星齿轮组件之间通过主动爪部和被动爪部传动，刹车主动件和刹车被动件各有两个角且相互抵靠设置，提高了传动稳定性，减速比大，各个部件布局合理，结构紧凑。

4、通过刹车扭簧和刹车芯轴过盈配合，采用通过扭簧的形变实现刹车过程，刹车制动效果好，制动灵敏度高。

5、采用电池供电，具有更长的充电间隔周期，整机的振动和噪音得到很大改善，电机安装稳定性高，电机、线路板和电池各个元件器固定牢固，可靠性高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构爆炸图；

图3是本发明中电机主体和电池线路板外壳连接时的结构示意图；

图4是本发明中电机主体和电池线路板外壳连接时的结构爆炸图；

图5是本发明中电池线路板外壳的结构示意图；

图6是本发明中电机主体和传动结构相连时的结构示意图；

图7是本发明中电机主体和传动结构相连时的结构剖视图；

图8是本发明中传动结构未安装电机主体时的结构爆炸图；

图9是本发明中传动结构未安装电机主体时的另一个视角的结构爆炸图；

图10是本发明中各个行星齿轮组件相连时的结构爆炸图；

图11是本发明中各个行星齿轮组件相连时的另一个视角的结构爆炸图；

图12是本发明中传动结构的局部结构爆炸图；

图13是本发明中传动结构的另一个视角的局部结构爆炸图；

图14是本发明中刹车过程的结构示意图；

图中，一级齿圈1、一级行星齿轮组件2、一级行星架21、一级行星输出轴211、一级行星滚针22、一级行星轮23、一级齿牙24、二三级齿圈3、二级行星齿轮组件4、二级行星架41、二级行星输出轴411、二级行星滚针42、二级行星轮43、二级中心轮44、二三级齿牙45、三级行星齿轮组件5、三级行星架51、三级行星滚针52、三级行星轮53、输出轴6、周向固定结构7、第一凹凸定位组件71、第一凹凸配合组件72、第二凹凸定位组件73、第二凹凸配合组件74、刹车外套8、刹车主动件81、主动爪部811、主动芯轴812、主动件连接孔8121、主动环体813、转动筒体814、第一转动轴承815、刹车被动件82、被动爪部821、台阶821a、活动间隙821b、被动芯轴822、被动件连接孔8221、被动筒体823、转动孔824、限位环体825、环形限位台阶826、第二转动轴承827、刹车芯轴83、刹车筒部831、芯轴环体832、芯轴通道833、刹车扭簧84、弯折脚部841、定位槽85、定位凸块86、电机主体9、马达连接座91、电机轴92、电机壳体93、碳刷组931、转子架932、空心杯线圈933、永磁体934、钢管体94、电池线路板外壳95、线路板安装区域951、电池安装区域952、安装开口953、电机安装筒部954、电池线路板安装筒部955、封板956、贯穿孔957、安装板958、控制线路板96、定位台阶961、电池线路板上壳体962、卡扣963、卡槽964、供电电池97、隔板971、电池限位部972、限位环98、盖体99。

本发明的最佳实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1-5和7所示，本采用空心杯电机结构的管状电机组件，包括呈中空状的钢管体94，钢管体94内穿设有电机主体9，电机主体9为空心杯电机，其中，这里的电机主体9包括电机壳体93，电机壳体93一端具有与控制电路相连的碳刷组931，碳刷组931上转动设有具有上述电机轴92的转子架932，且电机轴92上设有空心杯线圈933，在电机壳体93内设有位于空心杯线圈933周向内侧的永磁体934，且电机轴92穿过永磁体934且延伸至电机壳体93外侧。优选地，这里的电机主体9一端插接在电池线路板外壳95的一端，在电池线路板外壳95内通过电池线路板定位结构设有分别和电机主体9相连的具有控制电路的控制线路板96和/或供电电池97，优选地，这里的供电电池97为可充电锂电池，采用锂电池供电，具有更长的充电间隔周期，整机的振动和噪音得到很大改善。

由于电机主体9取消了转子铁芯结构，空心杯马达无齿槽效应，不会产生涡流，从而减少发热、降低能耗、提神效率；其次无转子铁芯后整个转子的质量大大减轻，从而使得转子在启动和停止时响应速度极大的提升、振动大大削弱，从而延长了整机的使用寿命。同时，将永磁体934置于转子线圈内部，在马达外经不变的情况下增大了转子半径，从而增大了马达的输出力矩。

进一步地，本实施例中的电池线路板定位结构包括依次形成于电池线路板外壳95内的线路板安装区域951和电池安装区域952，电池线路板外壳95周向外侧具有沿电池线路板外壳95轴向延伸设置且分别和线路板安装区域951和电池安装区域952相连通的安装开口953，且控制线路板96通过第一定位结构设置在线路板安装区域951内，供电电池97通过第二定位结构设置在电池安装区域952内。

优选地，这里的电池线路板外壳95包括呈筒状的电机安装筒部954，电机安装筒部954同轴连接有电池线路板安装筒部955，线路板安装区域951和电池安装区域952依次形成于电池线路板安装筒部955内，且安装开口953轴向设置在电池线路板安装筒部955周向外侧，且电机主体9一端插接在电机安装筒部954，且在电机安装筒部954和电池线路板安装筒部955之间通过封板956隔开，且封板956上设有若干供电机主体9一端的端子插入的贯穿孔957，且电机主体9的端子分别和控制线路板96相连；安装开口953的两侧分别设有超出安装开口953且沿电池线路板安装筒部955轴向延伸设置的安装板958，安装板958相互平行设置且安装板958一端与封板956相连，另一端延伸至电池线路板安装筒部955端部。

优选地，这里的第一定位结构包括设置安装板958相互对应的一侧底部的定位台阶961，控制线路板96两侧分别卡接设置在两个安装板958之间且控制线路板96内侧抵靠在定位台阶961上，且电池线路板安装筒部955上通过可拆卸组件设有能将安装开口953与控制线路板96相对应的部分封闭且呈弧形板状的电池线路板上壳体962。其中，这里的可拆卸组件包括若干分别设置在安装板958外侧的卡扣963或卡槽964，电池线路板上壳体962两侧分别具有若干卡槽964或卡扣963，且卡扣963卡接于卡槽964内，且电池线路板上壳体962和电池线路板安装筒部955合围形成筒状结构。另外，这里的第二定位结构包括设置在两个安装板958之间且将电池线路板外壳95内腔分隔成线路板安装区域951和电池安装区域952的隔板971，电池线路板安装筒部955远离线路板安装区域951的一端具有与安装板958相连的电池限位部972，供电电池97呈棒状且卡接设置在隔板971和电池限位部972之间，且供电电池97外侧超出安装开口953。电机安装筒部954和电池线路板安装筒部955连为一体式结构，且电机安装筒部954外侧和电池线路板上壳体962外侧齐平，且供电电池97外侧不超出电机安装筒部954外侧。

更进一步地，如图1-2及图6-13所示，本实施例中电机主体的传动结构主要包括如下内容，这里的电机主体9一端通过马达连接座91和一级齿圈1一端相连，且电机主体9的电机轴92和设置在一级齿圈1内的一级行星齿轮组件2相连，一级齿圈1另一端通过刹车外套8和具有相互连接的二级行星齿轮组件4和三级行星齿轮组件5的二三级齿圈3相连，一级行星减速组件通过位于刹车外套8内的刹车结构和二级行星齿轮组件4相连，且三级行星齿轮组件5连接有延伸至钢管体94一端外侧的输出轴6，钢管体94远离具有输出轴6的另一端通过限位环98和盖体99相连。这里的盖体99上设有与外部轴相连的固定孔，还可以设置与控制线路板96或供电电池97相连的充电接口和数据接口等。

优选地，这里的刹车结构包括通过周向定位结构设置在刹车外套8内的刹车芯轴83，刹车芯轴83一端具有呈筒状的刹车筒部831，且刹车筒部831上套设有刹车扭簧84，刹车外套8内穿设有相互同轴设置的刹车主动件81和刹车被动件82，刹车主动件81与一级行星齿轮组件2的输出端相连，刹车被动件82与二级行星齿轮组件4的输入端相连，刹车主动件81具有两个主动爪部811，且刹车被动件82靠近刹车主动件81的一端穿过刹车芯轴83且具有两个被动爪部821，主动爪部811和被动爪部821一一相互错位设置且任意一个主动爪部811位于任意一个被动爪部821一侧，主动爪部811和被动爪部821之间设有当刹车主动件81周向转动时能使刹车扭簧84周向膨胀且刹车被动件82随刹车主动件81同步同向转动或当刹车被动件82周向转动时能使刹车扭簧84周向收紧且使得刹车被动件82周向止动的刹车控制组件。

具体来讲，这里的刹车控制组件包括形成于刹车扭簧84两端且径向向外弯折的弯折脚部841，刹车被动件82的两个被动爪部821中任意一个被动爪部821位于两个弯折脚部841之间，且两个弯折脚部841中任意一个弯折脚部841位于被动爪部821和主动爪部811之间，且被动爪部821靠近刹车被动件82的一端两侧分别具有沿被动爪部821宽度方向向外延伸且与主动爪部811一侧相抵靠的台阶821a，且被动爪部821远离具有台阶821a的一端外侧和主动爪部811之间形成供弯折脚部841穿入的活动间隙821b。这里的刹车扭簧84的两个弯折脚部841沿刹车扭簧84中心线方向的间距大小大于被动爪部821远离具有台阶821a的一端的宽度大小。

优选地，这里的刹车芯轴83包括与刹车筒部831同轴相连的芯轴环体832，芯轴环体832和刹车筒部831连为一体式结构，芯轴环体832周向内侧和刹车筒部831周向内侧相互连通从而形成芯轴通道833，周向定位结构包括若干设置在刹车外套8一端周向内侧的定位槽85，且各个定位槽85周向均匀分别设置且均沿刹车外套8轴向延伸设置，芯轴环体832周向外侧具有若干分别和定位槽85一一对应的定位凸块86，定位凸块86分别卡设在定位槽85内。

其中，一级行星齿轮组件2通过主动爪部811和被动爪部821传动至二级行星齿轮组件4，然后再通过三级行星齿轮组件5和输出轴6相连，这样提高了传动稳定性，同时，可以在刹车外套8内设置一个刹车芯轴83，刹车芯轴83上套设有刹车扭簧84，刹车扭簧84分别作用于主动爪部811和被动爪部821，这样实现在一级行星齿轮组件和二、三级行星齿轮组件之间设置刹车的目的。

具体来讲，如图14所示，当刹车主动件81周向转动时无论是正向还是反向转动均带动主动爪部811一起转动，主动爪部811均先与刹车扭簧84的一个弯折脚部841先接触，主动爪部811推动弯折脚部841时使得使刹车扭簧84周向膨胀，刹车扭簧84内径变大，使得刹车扭簧84与刹车芯轴83松开，当主动爪部811继续转动时带动弯折脚部841在活动间隙821b内移动，进一步将刹车扭簧84内径变大直至主动爪部811一侧抵靠在被动爪部821的台阶821a上，实现刹车扭簧841处于膨胀状态下主动爪部811带动被动爪部821同步转动，实现动力向下一级转动，当刹车被动件82周向转动时无论是正向还是反向转动均带动被动爪部821一起转动，在被动爪部821的台阶821a未与主动爪部811一侧接触前，被动爪部821先带动刹车扭簧84内径变小，使得刹车扭簧84与刹车芯轴83抱紧，刹车扭簧84与刹车芯轴83之间产生很大的摩擦力，实现整个刹车过程，从而使得动力不会向刹车主动件81传递。

其中，本实施例中的刹车部分，刹车芯轴83与刹车外套8固定不动。刹车扭簧84与刹车芯轴83过盈配合，刹车主动件81和刹车被动件82各有两个角，在转动时，电机轴92的力矩通过一级行星齿轮组件2传递给刹车主动件81，不论是顺时针旋转还是逆时针旋转刹车主动件81都会使得刹车扭簧84内径变大，使得刹车扭簧84与刹车芯轴83松开，从而使得力矩传递给被动件82进而传递给二级行星齿轮组件4和三级行星齿轮组件5，最终由输出轴6传递出去。而当力矩从输出轴6传递给二级行星齿轮组件4和三级行星齿轮组件5进而传递给刹车被动件82，不论是顺时针旋转还是逆时针旋转，刹车被动件82都会使得刹车扭簧84内径变小，使得刹车扭簧84与刹车芯轴83抱紧，刹车扭簧84与刹车芯轴83之间产生很大的摩擦力，因刹车芯轴83固定不动从而使得力矩不能继续传递到一级行星齿轮组件2，故而起到刹车的效果。

其中，这里的刹车主动件81包括通过第一转动轴承815同轴转动设置在刹车外套8一端周向内侧的主动芯轴812，且主动芯轴812一端具有主动件连接孔8121，另一端同轴连接有主动环体813，且主动爪部811分别对应设置在主动环体813的周向外侧，在主动环体813远离主动芯轴812的一端同轴连接有转动筒体814。

进一步地，这里的刹车被动件82包括通过第二转动轴承827同轴转动设置在刹车外套8远离主动芯轴812的一端周向内侧的被动芯轴822，被动芯轴822一端具有被动件连接孔8221，另一端贯穿于芯轴通道833内且同轴连接有被动筒体823，且被动爪部821分别对应设置在被动筒体823的一端周向外侧，且被动筒体823一端具有供转动筒体814插入的转动孔824，另一端具有限位环体825，且刹车筒部831周向内侧具有与限位环体825相抵靠的环形限位台阶826。

其中，一级行星齿轮组件2包括一端具有与主动件连接孔8121相连的一级行星输出轴211的一级行星架21，一级行星架21周向均匀设置三根一级行星滚针22，且一级行星滚针22上均具有一级行星轮23，且一级行星轮23周向均匀分布且均与电机主体9的电机轴92相连，且一级齿圈1周向内侧具有若干和一级行星轮23相啮合的一级齿牙24，且一级齿牙24和一级行星轮23均为斜齿结构。

同样地，这里的二级行星齿轮组件4包括一端具有二级行星输出轴411的二级行星架41，二级行星架41另一端周向均匀设置三根二级行星滚针42，且二级行星滚针42上均具有二级行星轮43，二级行星轮43周向均匀分布且均与和被动件连接孔8221相连的二级中心轮44相啮合，且二三级齿圈3周向内侧具有若干和二级行星轮43相啮合的二三级齿牙45。

这里的三级行星齿轮组件5包括一端具有输出轴6的三级行星架51，三级行星架51另一端周向均匀设置三根三级行星滚针52，且三级行星滚针52上均具有三级行星轮53，三级行星轮53周向均匀分布且均和二级行星输出轴411上的小齿轮啮合，且二三级齿圈3周向内侧的二三级齿牙45分别和各个三级行星轮53相啮合。

为了实现将一级齿圈1和二三级齿圈3分别定位在刹车外套8两端，这里的刹车外套8通过周向固定结构7设置在一级齿圈1和二三级齿圈3之间。优选地，周向固定结构7包括设置在刹车外套8一端周向外侧的第一凹凸定位组件71，一级齿圈1一端周向内侧设有与第一凹凸定位组件71相对应的第一凹凸配合组件72，第一凹凸定位组件71和第一凹凸配合组件72相互卡接且周向定位，刹车外套8另一端周向外侧的第二凹凸定位组件73，二三级齿圈3一端周向内侧设有与第二凹凸定位组件73相对应的第二凹凸配合组件74，第二凹凸定位组件73和第二凹凸配合组件74相互卡接且周向定位，优选地，这里的第一凹凸定位组件71、第一凹凸配合组件72、第二凹凸定位组件73和第二凹凸配合组件74可以采用定位齿结构，通过齿和齿的相互插接实现周向定位。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了一级齿圈1、一级行星齿轮组件2、一级行星架21、一级行星输出轴211、一级行星滚针22、一级行星轮23、一级齿牙24、二三级齿圈3、二级行星齿轮组件4、二级行星架41、二级行星输出轴411、二级行星滚针42、二级行星轮43、二级中心轮44、二三级齿牙45、三级行星齿轮组件5、三级行星架51、三级行星滚针52、三级行星轮53、输出轴6、周向固定结构7、第一凹凸定位组件71、第一凹凸配合组件72、第二凹凸定位组件73、第二凹凸配合组件74、刹车外套8、刹车主动件81、主动爪部811、主动芯轴812、主动件连接孔8121、主动环体813、转动筒体814、第一转动轴承815、刹车被动件82、被动爪部821、台阶821a、活动间隙821b、被动芯轴822、被动件连接孔8221、被动筒体823、转动孔824、限位环体825、环形限位台阶826、第二转动轴承827、刹车芯轴83、刹车筒部831、芯轴环体832、芯轴通道833、刹车扭簧84、弯折脚部841、定位槽85、定位凸块86、电机主体9、马达连接座91、电机轴92、电机壳体93、碳刷组931、转子架932、空心杯线圈933、永磁体934、钢管体94、电池线路板外壳95、线路板安装区域951、电池安装区域952、安装开口953、电机安装筒部954、电池线路板安装筒部955、封板956、贯穿孔957、安装板958、控制线路板96、定位台阶961、电池线路板上壳体962、卡扣963、卡槽964、供电电池97、隔板971、电池限位部972、限位环98、盖体99等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

一种采用空心杯电机结构的管状电机组件，包括呈中空状的钢管体（94），所述的钢管体（94）内穿设有电机主体（9），其特征在于，所述的电机主体（9）为空心杯电机，且所述的电机主体（9）一端插接在电池线路板外壳（95）的一端，在电池线路板外壳（95）内通过电池线路板定位结构设有分别和电机主体（9）相连的具有控制电路的控制线路板（96）和/或供电电池（97），所述的电机主体（9）另一端通过马达连接座（91）和一级齿圈（1）一端相连，且所述的电机主体（9）的电机轴（92）和设置在一级齿圈（1）内的一级行星齿轮组件（2）相连，所述的一级齿圈（1）另一端通过刹车外套（8）和具有相互连接的二级行星齿轮组件（4）和三级行星齿轮组件（5）的二三级齿圈（3）相连，所述的一级行星减速组件通过位于刹车外套（8）内的刹车结构和二级行星齿轮组件（4）相连，且所述的三级行星齿轮组件（5）连接有延伸至钢管体（94）一端外侧的输出轴（6），所述的钢管体（94）远离具有输出轴（6）的另一端通过限位环（98）和盖体（99）相连。
根据权利要求1所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的电池线路板定位结构包括依次形成于电池线路板外壳（95）内的线路板安装区域（951）和电池安装区域（952），所述的电池线路板外壳（95）周向外侧具有沿电池线路板外壳（95）轴向延伸设置且分别和线路板安装区域（951）和电池安装区域（952）相连通的安装开口（953），且所述的控制线路板（96）通过第一定位结构设置在线路板安装区域（951）内，所述的供电电池（97）通过第二定位结构设置在电池安装区域（952）内。
根据权利要求2所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的电池线路板外壳（95）包括呈筒状的电机安装筒部（954），所述的电机安装筒部（954）同轴连接有电池线路板安装筒部（955），所述的线路板安装区域（951）和电池安装区域（952）依次形成于电池线路板安装筒部（955）内，且所述的安装开口（953）轴向设置在电池线路板安装筒部（955）周向外侧，且所述的电机主体（9）一端插接在电机安装筒部（954），且在电机安装筒部（954）和电池线路板安装筒部（955）之间通过封板（956）隔开，且所述的封板（956）上设有若干供电机主体（9）一端的端子插入的贯穿孔（957），且所述的电机主体（9）的端子分别和控制线路板（96）相连；所述的安装开口（953）的两侧分别设有超出安装开口（953）且沿电池线路板安装筒部（955）轴向延伸设置的安装板（958），所述的安装板（958）相互平行设置且所述的安装板（958）一端与封板（956）相连，另一端延伸至电池线路板安装筒部（955）端部。
根据权利要求1或2或3所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的刹车结构包括通过周向定位结构设置在刹车外套（8）内的刹车芯轴（83），所述的刹车芯轴（83）一端具有呈筒状的刹车筒部（831），且所述的刹车筒部（831）上套设有刹车扭簧（84），所述的刹车外套（8）内穿设有相互同轴设置的刹车主动件（81）和刹车被动件（82），所述的刹车主动件（81）与一级行星齿轮组件（2）的输出端相连，所述的刹车被动件（82）与二级行星齿轮组件（4）的输入端相连，所述的刹车主动件（81）具有两个主动爪部（811），且所述的刹车被动件（82）靠近刹车主动件（81）的一端穿过刹车芯轴（83）且具有两个被动爪部（821），所述的主动爪部（811）和被动爪部（821）一一相互错位设置且任意一个主动爪部（811）位于任意一个被动爪部（821）一侧，所述的主动爪部（811）和被动爪部（821）之间设有当刹车主动件（81）周向转动时能使刹车扭簧（84）周向膨胀且刹车被动件（82）随刹车主动件（81）同步同向转动或当刹车被动件（82）周向转动时能使刹车扭簧（84）周向收紧且使得刹车被动件（82）周向止动的刹车控制组件。
根据权利要求4所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的刹车控制组件包括形成于刹车扭簧（84）两端且径向向外弯折的弯折脚部（841），所述的刹车被动件（82）的两个被动爪部（821）中任意一个被动爪部（821）位于两个弯折脚部（841）之间，且两个弯折脚部（841）中任意一个弯折脚部（841）位于被动爪部（821）和主动爪部（811）之间，且所述的被动爪部（821）靠近刹车被动件（82）的一端两侧分别具有沿被动爪部（821）宽度方向向外延伸且与主动爪部（811）一侧相抵靠的台阶（821a），且所述的被动爪部（821）远离具有台阶（821a）的一端外侧和主动爪部（811）之间形成供弯折脚部（841）穿入的活动间隙（821b）。
根据权利要求5所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的刹车扭簧（84）的两个弯折脚部（841）沿刹车扭簧（84）中心线方向的间距大小大于被动爪部（821）远离具有台阶（821a）的一端的宽度大小。
根据权利要求4所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的刹车芯轴（83）包括与刹车筒部（831）同轴相连的芯轴环体（832），所述的芯轴环体（832）和刹车筒部（831）连为一体式结构，且所述的芯轴环体（832）周向内侧和刹车筒部（831）周向内侧相互连通从而形成芯轴通道（833），所述的周向定位结构包括若干设置在刹车外套（8）一端周向内侧的定位槽（85），且各个定位槽（85）周向均匀分别设置且均沿刹车外套（8）轴向延伸设置，且所述的芯轴环体（832）周向外侧具有若干分别和定位槽（85）一一对应的定位凸块（86），且所述的定位凸块（86）分别卡设在定位槽（85）内。
根据权利要求1所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的电机主体（9）包括电机壳体（93），所述的电机壳体（93）一端具有与控制电路相连的碳刷组（931），所述的碳刷组（931）上转动设有具有上述电机轴（92）的转子架（932），且所述的电机轴（92）上设有空心杯线圈（933），在电机壳体（93）内设有位于空心杯线圈（933）周向内侧的永磁体（934），且所述的电机轴（92）穿过永磁体（934）且延伸至电机壳体（93）外侧。
根据权利要求4所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的刹车主动件（81）包括通过第一转动轴承（815）同轴转动设置在刹车外套（8）一端周向内侧的主动芯轴（812），且所述的主动芯轴（812）一端具有主动件连接孔（8121），另一端同轴连接有主动环体（813），且所述的主动爪部（811）分别对应设置在主动环体（813）的周向外侧，在主动环体（813）远离主动芯轴（812）的一端同轴连接有转动筒体（814）。
根据权利要求9所述的采用空心杯电机结构的管状电机组件，其特征在于，所述的刹车被动件（82）包括通过第二转动轴承（827）同轴转动设置在刹车外套（8）远离主动芯轴（812）的一端周向内侧的被动芯轴（822），所述的被动芯轴（822）一端具有被动件连接孔（8221），另一端贯穿于芯轴通道（833）内且同轴连接有被动筒体（823），且所述的被动爪部（821）分别对应设置在被动筒体（823）的一端周向外侧，且所述的被动筒体（823）一端具有供转动筒体（814）插入的转动孔（824），另一端具有限位环体（825），且所述的刹车筒部（831）周向内侧具有与限位环体（825）相抵靠的环形限位台阶（826）。