CN106817003A - 一种高扭矩的电动机及包括该电动机的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高扭矩的电动机，该电动机包括动子和定子组件，动子和定子分别包括导磁部，定子和/或动子上设置多个永磁体，动子和定子之间存在间隙，所述导磁部的至少部分采用高磁通密度材料。采用本发明的高扭矩的电动机，所述定子导磁部和动子导磁部的至少部分包括高磁通导磁部，通过增大磁场强度以提高扭矩，从而避免了电动机采用减速器所带来的问题。

Description

一种高扭矩的电动机及包括该电动机的机器人

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，具体涉及一种高扭矩的电动机及包括该电动机的机器人。

背景技术

在机器人领域，需要采用电动机驱动各个关节运动。但是，由于机器人的运动，尤其是工业机器人通常需要承担一定的负载，因此需要高扭矩的电动机，才能适应工业机器人的要求。

现有技术中的电动机通常通过采用减速器以增大扭矩，但采用该结构的电动机，由于减速器成本高、效率低、且噪声大，因此造成整个电动机的成本高、噪声大，且由于减速器的存在造成电动机自身重量和体积增大，因此将这样的电动机应用在机器人，尤其是电动机直接驱动的机器人上是不利的。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种高扭矩的电动机及包括该电动机的机器人，所述定子导磁部和动子导磁部的至少部分包括高磁通导磁部，通过增大磁场强度以提高扭矩，从而避免了电动机采用减速器所带来的问题。

本发明第一方面提供一种高扭矩的电动机，包括动子和定子组件，动子和定子分别包括定子导磁部和动子导磁部，定子和/或动子上包括多个永磁体和/或绕组以产生磁场，动子和定子之间存在间隙，所述定子导磁部和动子导磁部的至少部分包括高磁通导磁部，通过增大磁场强度以提高扭矩。

进一步，所述高磁通导磁部的材料包括：纯铁、坡曼德合金、铁钴钒中的任意一种或者组合。

进一步，所述定子和动子的相对面包括多个齿和槽，所述定子齿的数目和动子齿的数目不相等，所述多个永磁体设置在所述定子和/或所述动子的槽内，所述多个永磁体的个数大于等于20对极。

进一步，当所述多个永磁体大于等于20对极，所述定子和动子之间的间隙小于等于0.5MM。

进一步，所述电动机还包括设置在所述定子和所述动子的相对面之间用于限定所述间隙的衬套层，所述衬套层的厚度略小于所述间隙。

进一步，所述衬套层的材料包括：铁氟龙、环氧树脂、镍、表面涂敷环氧树脂、可电镀的金属或者合金中的任意一种或者组合。

进一步，所述多个永磁体组成一个Halbach阵列或者多个Halbach阵列单元。

进一步，所述多个Halbach阵列单元分布在定子和/或动子的相对面形成的多个槽内。

进一步，所述电动机还包括转轴，所述转轴或所述定子导磁部、动子导磁部上的非导磁区包括但不限于：铁氟龙、碳纤维或碳纤维复合材料、玻璃纤维、青铜、镍中的任意一种或者组合。

进一步，所述动子设置在所述定子的外侧，所述动子包括径向外侧面和轴向外侧面，所述动子的至少部分所述轴向外侧面为第一输出端，和/或所述动子的至少部分所述径向外侧面为第二输出端。

本发明第二方便还提供一种机器人，所述机器人包括如上任意一项所述的高扭矩的电动机。

由上可见，本发明提供一种高扭矩的电动机，通过将导磁体的至少部分材料采用高磁通密度的材料以增大扭矩，从而避免了电动机采用减速器所带来的问题，取得了以下技术效果：

1、由于高扭矩的电动机主要应用在低速运行的环境下，偶尔才需要高速的运动，因此由于电流变化引起的铁芯涡流损耗较小，可以忽略不计，当所述定子导磁部和动子导磁部的至少部分包括高磁通导磁部，通过增大磁场强度以提高扭矩，从而避免了电动机采用减速器进行增矩所带来的高成本、低效率、噪音大等问题。

2、由于多个永磁体安装在定子和/或动子的槽内，永磁体的个数大于等于20对极，相当于将原有相对大体积的永磁体，拆分成若干个小的永磁体，降低对应的导磁部的厚度，进而减小了电动机的体积和质量，因此有利于实现电动机的高扭矩密度；另外由于永磁体安装在槽内，增加永磁体的极对数，同样需要增加了齿和槽的数量，就相当于减少了每个齿和槽的体积，从而减小齿间扭矩的影响，使得扭矩输出平稳更有利于实现电动机的高扭矩密度。

3、由于定子和/或动子上的永磁体安装在齿与齿之间的槽内，导致了定子和动子朝间隙一侧的磁阻沿圆周方向不均匀。又由于定子齿的数目和动子齿的数目不相等，以及采用了多对极的永磁体，当转子旋转时会导致其产生的间隙磁场发生高频率的变化，从而导致了在一定的永磁体材料下产生大的电磁转矩。

4、由于所述多个永磁体包括：组成一个Halbach阵列或者组成多个Halbach阵列单元，相对于在每个槽内设置单个永磁体的电动机结构可以增加电动机的扭矩密度；又由于所述定子和动子相对面形成多个齿和槽结构，所述多个HALBACH阵列永磁体单元分布在所述定子和/或所述动子的所述每个槽内，形成简易的HALBACH阵列排布，因此即能提高电机的扭矩密度，又有助于永磁体的批量生产、降低生产成本，且方便安装、不容易损坏。

5、由于所述第一和第三永磁体至少位于所述动子或所述定子相对面的一端低于所述第二永磁体的同一端一定距离，因此通过采用上面的结构，一方面，由于去掉了受到反充磁影响的区域，因此不会造成整个HALBACH阵列永磁体退磁，进而影响整个电机的稳定性；另一方面，由于去掉了部分永磁体结构，能够相对减少每组HALBACH阵列永磁体的质量，从而在一定程度上减少电机的重量。

6、由于每个HALBACH阵列永磁体中位于中间的永磁体的宽度大于位于两侧的永磁体的宽度，这样可以形成更好的正弦磁场。

7、由于为增大扭矩并配合减小体积的永磁体，因此需要减小定子和动子之间的间隙。

8、由于电动机在所述定子和所述动子的相对面之间设置衬套层，所述衬套层的厚度略小于所述间隙，这样在对动子和定子之间的间隙进行限定的同时，又能保证动子可相对定子运动，而且不会影响动子和定子之间产生磁隙，使得电机通过简单的结构即可对定子和动子之间的间隙进行限定，从而减轻了电机自身的重量；同时，采用这种简单的结构，不用增加额外的部件就可以对定子和动子之间很小的间隙进行限定，因此即使应用在小间隙的电动机中，也可以减轻电动机自身的重量。

9、由于所述衬套层优选：铁氟龙(TEFLON)、环氧树脂、镍(NICKEL)；或者表面涂敷环氧树脂材料的任意材料；或者所述衬套层还可以为其它可以直接电镀在定子和/动子上的相关金属或合金等材料；或者上述各个材料的组合。上述材料具有的优点包括：质量轻、耐摩擦、表面光滑，因此相对于现有技术中的轴承来说，采用此材料的衬套层可以相对减少动子和定子之间运动过程中的磨损和产生的摩擦，并且采用该材料制成的衬套层能够使得电机具有更轻的质量。

10、由于电动机的输出轴或者定子导磁部和动子导磁部上的非导磁区使用复合材料或其他高强度轻质量的材料取代其他质量较重的钢结构，因此可以实现在保证结构强度的情况下，尽量使得结构轻量化，这样可以减小电动机的自身重量。

11、由于马达的至少部分轴向外侧面为第一输出端，至少部分径向外侧面为第二输出端，而第一输出端和/或第二输出端直接与待驱动部件连接，避免了现有技术中通过输出轴输出需要额外添加机械部件的问题，减轻马达自身的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种高扭矩的电动机的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种直线电动机的部分结构示意图；

图3A-3D为本发明实施例提供的每个HALBACH阵列永磁体上的磁通方向的几种实施例的示意图；

图4A-4D为本发明实施例提供的每个HALBACH阵列永磁体的几种实施例的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电动机的实施例的示意图；

图6本发明实施例提供的HALBACH阵列永磁体中各个永磁体随宽度变化比值产生的磁密度变化；

图7A-7B为本发明实施例提供的HALBACH阵列永磁体的另一种实施例的示意图；

图8为本发明实施例提供的电动机动子和定子组件的结构框图；

图9为本发明实施例提供的为本发明实施例提供的一种高扭矩的电动机的结构示意图，其中左侧为电动机的整体轴向剖面示意图，右侧为局部A的放大示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种高扭矩的电动机的结构示意图，其中左侧为电动机的整体轴向剖面示意图，右侧为局部A’的放大示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种高扭矩的电动机的结构示意图，其中左侧为电动机的整体轴向剖面示意图，右侧为局部A’的放大示意图；

图12本发明实施例提供的另一种直接驱动高扭矩的电动机的部分剖面结构示意图；

图13为本发明实施例提供的另一种直接驱动机器人用旋转电动机的部分剖面结构示意图；

图14A-14B为本发明实施例所述的连接件的第一连接部的两个实施例的俯视示意图；

图15A-15C为本发明实施例所述的连接件的第二连接部的三个实施例的侧视示意图；

图16A-16C为本发明实施例提供的一种直接驱动6轴机器人的示意图，其中图15A为6轴机器人一种实施例的侧视图，图15B、15C为6轴机器人的另一种实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例一、

在机器人领域，需要采用电动机(又称马达)驱动各个关节运动，但是，由于机器人的运动，尤其是工业机器人通常需要承担一定的负载，因此需要采用高扭矩的电动机，才能适应工业机器人的要求。现有技术中的电动机通常通过采用减速器以增大扭矩，但采用该结构的电动机，一方面由于减速器成本高且噪声大，因此造成整个电动机的成本高、噪声大，且由于减速器的存在造成电动机自身重量和体积增大，因此将这样的电动机应用在机器人，尤其是电动机直接驱动的机器人上是不利的。

本发明为解决上述问题，提供一种高扭矩的电动机，所述定子导磁部和动子导磁部的至少部分包括高磁通导磁部，通过增大磁场强度以提高扭矩，从而避免了电动机采用减速器所带来的问题。

图1为本发明实施例所述的低速运行的高扭矩的电动机的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供一种高扭矩的电动机，包括：定子10和动子20组件、用于产生磁场的多个永磁体30和/或绕组(如图1中所示，同时包括永磁体和绕组)，所述动子20和定子10之间存在间隙以形成磁隙。根据电磁反应原理，定子不动，而动子运动。

需要说明的是，本发明实施例所述的电动机除包括如图1所示的旋转电动机外，还可以包括直线电动机。在旋转电动机中，通常将动子称为转子，动子固定连接输出轴(通常输出轴设置在转子的中心)，动子相对定子围绕并带动输出轴转动；在直线电动机中，动子相对定子平面运动，动子也连接输出轴，通过动子带动输出轴直线运动。

所述动子20和定子10分别包括动子导磁部23和定子导磁部13，所述动子导磁部23和定子导磁部13的至少部分包括高磁通导磁部，用于通过增大磁场强度以提高扭矩。

所述定子导磁13部和动子导磁部23用于导磁，使得定子10和动子20上在通过磁场时，可以构成闭合的磁力线回路。

所述高磁通导磁部是指饱和磁通密度≥1.5T的导磁部，形成所述高磁通导磁部的材料可以包括但不限于：纯铁、坡曼德合金(Permendur)、铁钴钒(FeCoV)中的任意一种或者组合。

饱和磁通密度是指单位面积内最大允许通过的磁力线，饱和磁通密度越高，单位面积内最大允许通过的磁力线越多，这样，当采用高磁通导磁部时，可以在单位面积内容纳更多的磁力线，这样当增加磁场强度就可以实现高扭矩；另外，由于在单位面积内可以容纳更多的磁力线，因此产生同样的磁场时，可以降低导磁部的体积，当导磁部体积减小则电动机自身重量减小，从而间接提高了电动机的扭矩。

另一方面，磁通密度的平方通常是与电动机的铁损(铁损是指导磁材料在进行电磁反应过程中，自身产生的能量损耗，所损耗的能量最终转换成热能，导致电动机发热)成正比的，因此磁通密度越大会导致铁损越大，当电动机高速运动时(比如在汽车驱动领域)，会在单位时间内产生过多的铁损，从而导致电动机发热严重，进而严重影响电动机的性能甚至造成电动机的损坏。而本发明实施例所述的电动机适合应用在主要进行低速运行的领域(比如：机器人)，由于电动机只偶尔出现高速的运动，因此可以不需要考虑铁损因素，而可以采用高磁通导磁部。

由于本发明实施例所述的高扭矩的电动机主要应用在低速运行的环境下，偶尔才需要高速的运动，因此电流变化引起的铁芯涡流损耗较小，可以忽略不计，当所述定子导磁部和动子导磁部的至少部分包括高磁通导磁部，通过增大磁场强度，以帮助增大扭矩，从而避免了电动机采用减速器进行增矩所带来的高成本、低效率、噪音大等问题。

需要说明的是，所述定子导磁部和动子导磁部的至少部分包括高磁通导磁部，可以是指所述导磁部整体都采用高磁通导磁部，也可以根据定子导磁部和动子导磁部上实际通过的磁力线的密度来进行设计，由于导磁部中通过的磁力线的密度并不是完全一致的，有的部分磁力线密集，有的部分磁力线稀疏，因此可以在磁力线密度高的部分采用高磁通导磁部，而磁力线密度低的地方采用普通的导磁部，这样可以即提高扭矩又减少了铁损的产生。

如上所述，为增加扭矩，还需要提高磁场的强度，现有技术中包括很多提高磁场强度方法和结构，比如通过提高单个永磁体的磁场强度、增加永磁体的数量、在定子和动子上都设置永磁体(如图1中所述)、提高绕组中通过的电流等等，在此不一一列明。下面对本具体实施例的提高磁场强度的结构进一步详细描述。

在一些实施例中，所述多个永磁体可以包括多个具有单一磁通方向的永磁体，除此之外，在本具体实施例优选包括能组成一整个Halbach阵列或者多个Halbach阵列单元的多个永磁体，同样如上所述，所述一整个Halbach阵列或者多个Halbach阵列永磁体单元可以设置在定子或者动子上，优选如图1所示，在动子20和定子10上都设置。下面对多个Halbach阵列永磁体单元进一步详细说明。

HALBACH阵列永磁体是通过位于中间磁场的相互叠加和抵消，使得单边的磁场强度增强，进而可以提高电动机的间隙磁密度。通常我们所提到的HALBACH阵列是指设置在动子和/或定子的相对面的表面由各个永磁体围成的一个圈(旋转电动机)或者平面(直线电动机)构成的一整个HALBACH阵列，比如专利：CN203278585中所提到的，但是采用该种排布方式的HALBACH阵列的缺点在于需要多个各种充磁方向的永磁体共同构成，因此加工复杂且成本高，且这种阵列的排布方式需要位于中间的永磁体彼此紧贴，因此组装时比较麻烦，且容易造成永磁体的损坏。为此本发明的实施例提出一种简化的HALBACH阵列，简化是指HALBACH阵列在定子和/或动子上的排布方式的简化，在动子和/或定子的相对面设置多个齿和槽结构，所述多个HALBACH阵列永磁体单元分布在所述定子和/或所述动子的所述每个槽内。由于所述定子和动子相对面形成多个齿槽结构，所述定子和/或所述动子的每个所述槽内设置至少一个HALBACH阵列永磁体，从而形成简易的HALBACH阵列排布，因此即能提高电动机的扭矩密度(相对于现有的在槽内设置单个永磁体的方式，整体同样规格大小的永磁体，采用简易的HALBACH阵列的电动机的扭矩密度是现有电动机的2.5倍)，又有助于永磁体的批量生产、降低生产成本，且方便安装、不容易损坏。

在一些优选实施例中，每个HALBACH阵列单元的形状相同,因此可以最大程度满足批量生产的要求，只需要在安装时根据HALBACH阵列永磁体上的磁通方向调整HALBACH阵列的永磁体的安装方向，使得定子和动子上安装的HALBACH阵列永磁体产生的单边磁场都对应二者之间的动子和定子的间隙方向。除了优选的方式，每个HALBACH阵列单元的形状并不一定要相同，比如：可以使得位于定子槽内的HALBACH阵列单元与位于动子槽内的HALBACH阵列单元形状不同，只要保证定子和动子上HALBACH阵列形成的单边磁场对应磁隙方向即可。

需要说明的是，定子和动子的相对面形成多个齿和槽,优选如图1所示的将多个HALBACH阵列永磁体单元分别分布在定子和动子的槽内，当采用这种排布方式时，只要保证定子和动子上HALBACH阵列形成的单边磁场对应动子和定子的间隙方向即可。除上面所述的优选设置方式之外，也可以只在动子上的槽内设置HALBACH阵列永磁体(如图2所示)，或者只在定子的槽内设置HALBACH阵列永磁体(图未示意出)。

进一步需要说明的是，上述的各个设置方式中，优选定子和/或动子的每个槽内都分布至少一个HALBACH阵列单元(即每个槽内分布一个HALBACH阵列，或者每个槽内分布多个HALBACH阵列单元)；也可以不是每个槽内都分布一个HALBACH阵列单元，比如：每隔若干个槽分布至少一个HALBACH阵列单元。

图2为本发明实施例提供的一种直线电动机的部分结构示意图。图3A-3D为本发明实施例提供的每个HALBACH阵列永磁体上的磁通方向的几种实施例的示意图。图4为本发明实施例提供的每个HALBACH阵列永磁体的几种实施例的示意图。

如图2所示，所述每个HALBACH阵列永磁体30包括：依次横向排列的至少第一、第二、第三永磁体31、32、33，

所述第一永磁体31包括第一磁通方向，

所述第二永磁体32包括第二磁通方向，

所述第三永磁体33包括第三磁通方向。

所述第一、第二、第三磁通方向可以为符合HALBACH阵列原理的任意方向的组合。在本具体实施例中，如图3A-3D所示，优选第二磁通方向垂直(包括完全垂直和近似垂直)于所述定子或者动子的相对面，第一和第三磁通方向彼此对称或者平行反向。

如图4所示，所述构成HALBACH阵列的各个永磁体可以根据需要设计成各种形状。

如图4A、4B所示，所述第一、第二、第三永磁体的形状优选矩形；

如图4C所示，所述HALBACH阵列包括分别成梯形的第一、第二、第三永磁体。

如图4D所示，所述HALBACH阵列包括分别成三角形的第一、第二、第三永磁体。

除本实施例中的附图4A-4D所列明的第一、第二、第三永磁体的形状外，任意满足HALBACH阵列原理的永磁体形状都属于本发明保护的范围内。

图7A-7B为本发明实施例提供的HALBACH阵列永磁体的2个实施例的示意图。

所述HALBACH阵列永磁体的数量优选第一、第二、第三3个永磁体，但所述永磁体的数量并不限于第一、第二、第三3个永磁体，可以为5个(如图7所示)、7个、9个等等，以第二永磁体为中心，向两侧可以分别添加任意数量相等的永磁体。所述其它相关永磁体可以参见第一、第三永磁体的相关描述，在此不再一一重复赘述。

图5为本发明实施例提供的一种电动机的实施例的示意图。

如图5所示，在一些优选实施例中，由于在一些位于磁密度比较高的电机中，往往每个槽内的HALBACH阵列永磁体中，位于两侧的永磁体的端部会受到通过的磁力线40的影响，当磁力线40的方向与永磁体自身的磁场方向不同时，有可能造成该部分永磁体发生退磁现象，从而影响整个电机的稳定性。为解决上述问题，本发明实施例优选将至少位于所述HALBACH阵列两侧的靠近所述动子或所述定子相对面的一端低于所述位于中间的永磁体的同一端一定距离。

通过采用上面的结构，一方面，由于去掉了受到退磁影响的区域，因此不会造成整个HALBACH阵列永磁体退磁，进而影响整个电机的稳定性；另一方面，由于去掉了部分永磁体结构，能够相对减少每组HALBACH阵列永磁体的质量，从而在一定程度上减少电机的重量。

如图5所示，以HALBACH阵列包括第一、第二、第三31、32、33三个永磁体为例，所述第一31和第三永磁体33的靠近所述动子或所述定子相对面的一端低于所述第二永磁体32的同一端一定距离。

所述HALBACH阵列永磁体包括5个第一、第二、第三、第四、第五永磁体31、32、33、34、35，优选的可以是如图7A中所述，第四、第五永磁体的靠近所述动子或所述定子相对面的一端低于所述位于位于中间的第二永磁体的同一端一定距离；也可以是如图7B中所述,第一、第三、第四、第五永磁体的靠近所述动子或所述定子相对面的一端低于所述位于位于中间的第二永磁体的同一端一定距离。

在一些优选实施例中，位于两侧的永磁体的高度与所述位于中间的永磁体的高度比包括：1：1.5至1：1.9。如图5所示，即所述第一、第三永磁体31、33的高度与第二永磁体32的高度比优选包括，1：1.5至1：1.9。

但需要说明的是，所述各个永磁体的高度比值并不限于上面所列明的数值范围，根据不同规格的电动机和采用的HALBACH阵列永磁体的规格，该比例可能还会有其它的变化，只要保证第一、第二永磁体的缺少的部分属于可能受反充磁影响的部分都属于本发明保护的范围内。

图6为本发明实施例提供的HALBACH阵列永磁体中各个永磁体随宽度变化比值产生的磁密度变化图，其中X轴为第二永磁体与第一第三永磁体的宽度比,Y轴为磁力矩密度。

在一些优选实施例中，所述每个HALBACH阵列永磁体中位于中间的永磁体的宽度大于位于两侧的永磁体的宽度，这样可以形成更好的正弦磁场。如图6中所示，设第二永磁体32宽度为P,第一、第三永磁体31、33的宽度为T,当二者比值大约为2.5时，磁力矩密度最大。

需要说明的是，所述多个永磁体30可以设置在定子和/或者动子上，所述多个永磁体在定子和动子上设置的方式包括表贴式和嵌入式。表贴式包括：多个永磁体分布在动子和/或定子的相对面形成的齿槽结构的槽内(如图1所示)、多个永磁体直接贴敷在动子和/或定子的相对面；嵌入式，即在动子和/或定子的导磁部内设置嵌入槽，将多个永磁体嵌入在每个槽内

在一些优选实施例中，永磁体在定子和/或动子上设置的方式为包括齿槽结构的表贴式，即多个永磁体分布在定子和/或动子相对面的齿与齿之间形成的槽内，定子齿的数目和动子齿的数目不相等。这样可以方便永磁体的安装、批量生产，从而降低电动机的成本。

现有的采用上述表贴式永磁体电动机一般采用永磁体的个数为10对极以下，由于齿间扭矩的影响，使得扭矩输出不够平稳。为解决该技术问题，本发明优选实施例为增加永磁体的数量大于等于20对极(如图1所示,所述永磁体30为50对极)。由于多个永磁体(大于等于20对极)安装在定子和/或动子的槽内，相当于将原有相对大体积的永磁体，拆分成若干个小的永磁体，从而降低对应的导磁部的厚度，进而减小了电动机的体积和质量，有利于实现电动机的高扭矩密度；另外由于永磁体安装在槽内，增加永磁体的极对数，同样需要增加了齿和槽的数量，就相当于减少了每个齿和槽的体积，从而减小齿间扭矩的影响，使得扭矩输出平稳更有利于实现电动机的高扭矩密度。

通过上面所述，由于永磁体安装在齿与齿之间形成的槽内，导致了定子和动子朝间隙一侧的磁阻沿圆周方向不均匀。又由于定子齿的数目和动子齿的数目不相等，以及采用了多对极的永磁体，当动子运动时会导致其产生的气隙磁场发生高频率的变化，从而产生大扭矩。

在一些优选实施例中，根据上面所述，由于可以通过增加永磁体的数量来减少永磁体的体积，因此，当需要增加扭矩时，为配合减小体积的永磁体，需要减小定子和动子之间的间隙(间隙指动子和定子相对面之间形成一定的间距)。现有技术中,动子和定子的间隙通常为0.5-1毫米(MM),而在本具体实施例中，所述动子和定子之间的间隙减小到0.1-0.15毫米。

现有的实施例中为防止动子在运动过程中造成二者之间的间隙发生不一致的改变，从而影响动子的运动，因此现有的技术通常通过在电动机的定子和动子的两端通过采用轴承来限定定子和动子之间的间隙，采用这种结构的缺点在于，一方面，轴承自身的质量较大；另一方面，采用轴承通常只能对动子和定子之间存在的0.5-1MM的间隙进行限定,当需要对动子和定子之间更小的间隙进行限定时，难以保证间隙的精度，因此要添加其它机械结构保证轴承的位置，由于轴承本身质量较大再加上其它辅助的机械结构，因此造成整个电动机的结构复杂、质量增大。

图8为本发明实施例提供的电动机动子和定子组件的结构框图。

如图8所示，本发明为解决上述问题，提供一种电动机，本发明实施例提供的电动机包括设置在所述定子10和所述动子20的相对面之间用于限定所述动子和定子之间的间隙的衬套层50，所述衬套层50的厚度略小于所述间隙。

所述衬套层厚度略小于所述间隙，这样既可以保证衬套层限定定子和动子之间的间隙，但又不影响动子相对定子运动；另外，虽然衬套层设置在定子和动子相对面之间，部分(优选一半以上)或者全部填充了动子和定子相对面之间的气隙，但只要动子和定子之间存在间隙，就不会影响彼此之间磁隙的形成。

需要说明的是，所述衬套层设置在定子和动子相对面之间，优选与所对应的定子或者动子固定连接，这样保证该衬套层至少是固定在定子或者动子上的，因此可以相对减少动子在运动过程中，定子或者动子与对应的固定连接的衬套层的这个侧面的摩擦；除此之外，也可以衬套层不与定子或动子固定连接，即只是将衬套层塞进定子和动子之间的气隙内，由于衬套层的厚度只是略小于间隙，这种方式也是可以的，只是这种方式会相对增大动子运动过程中的摩擦力。

需要说明的是，所述厚度略小于间隙可以优选为0.01-0.02毫米(MM)，但并不限于此，根据电机结构的不同该数值也会有不同，只要保证衬套层可以限定定子和动子之间的间隙，但又不影响动子相对定子运动都属于本发明的保护范围内。相对于两端设置轴承的方法，该方法可以通过简单的结构对定子和动子之间0.1-0.15MM的间隙进行限定。

由于所述电机通过在定子和动子相对面之间容置厚度略小于所述间隙的衬套层，这样在对动子和定子之间的间隙进行限定的同时，又能保证动子可相对定子转动，而且不会影响动子和定子之间产生磁隙，使得电机通过简单的结构即可对定子和动子之间的间隙进行限定，从而减轻了电机自身的重量；同时，采用这种简单的结构，不用增加额外的部件就可以对定子和动子之间很小的间隙进行限定，因此即使应用在小间隙的电机中，也可以减轻电机自身的重量。

另外，在某些定子和动子表面设置齿槽结构的电动机中，通过增加齿槽的数量，并相应的减小定子和动子之间的间隙，可以增加扭矩，因此在某些情况下可以代替减速器(减速器的缺点在于成本高、质量大、且不耐磨损等等)实现一定程度的增大扭矩，从而克服使用减速器的缺点。

所述衬套层可以为可设置在所述动子和定子相对面之间的气隙内的各种形状、结构、数量，只要保证设置在定子和动子相对面之间的衬套层既可以限定动子和定子之间的间隙又能保证动子可相对定子运动，都属于本发明保护的范围内。下面会列举几个衬套层的实施例对衬套层进一步详细说明。但需要说明的是所述衬套层的形状、结构、数量并不限于下面所列明的几个优选实施例。

图9为本发明实施例提供的一种旋转电机的结构示意图，其中左侧为电机的整体轴向剖面示意图，右侧为局部A的放大示意图。

如图9所示，在一些实施例中，所述衬套为1个整体的第一衬套51，第一衬套61的两侧面分别对应定子10和动子20。

所述第一衬套51的形状与电机的定子10和动子20相对面之间的空隙形状相对应，当电机为旋转电机时，则动子和定子之间的空隙为一个圆筒或圆环，则第一衬套61的形状可以为圆筒或圆环；而当电机为直线电机时，则空隙形成一个平面，则第一衬套的形状可以为一个平面。所述第一衬套优选如图8所示的整个填充所述动子和定子相对面之间的空隙结构，即形状完全与空隙对应，只是厚度略小于间隙；除此之外，所述第一衬套也可以为部分填充间隙的结构(比如：高度小于间隙高度)等等，只要能满足厚度略小于间隙，且第一衬套能够填充整个或者部分空隙都属于本发明保护的范围内。

在另一些优选实施例中，所述第一衬套51包括分别对应所述定子10和动子20的两个侧面，其中一侧面与所对应的定子10或者动子20固定连接，这样保证该第一衬套51至少是固定在定子10或者动子20上的，因此可以相对减少动子20在转动过程中，定子10或者动子20与对应的固定连接的第一衬套51的这个侧面的摩擦。

除上述优选方式外，也可以整个第一衬套的两个侧面都不与定子和动子固定连接，即只是将衬套层塞进定子和动子之间的空隙内，由于第一衬套的厚度只是略小于间隙，这种方式也是可以的，只是这种方式会相对增大转动过程中的摩擦力。

图10为本发明实施例提供的另一种旋转电动机的结构示意图，其中左侧为电动机的整体轴向剖面示意图，右侧为局部A’的放大示意图。

如图10所示，在另一优选实施例中，所述衬套层为径向并列设置的2个第二衬套52、53。

所述衬套层是由2个第二衬套径向并列重叠设置在所述间隙内，所述2个第二衬套的厚度可以相同也可以不同，只要保证2个第二衬套叠加后的厚度略小于定子和动子之间的间隙即可。所述2个第二衬套形状根据电机的定子和动子之间的空隙形状的不同而不同，当电机为旋转电机时，则动子和定子之间的空隙成一个圆筒或者圆环，则第二衬套52、53的形状为圆筒或者圆环；而当电机为直线电机时，则动子和定子之间的空隙成一个平面，则第二衬套52、53的形状为一个平面。所述2个第二衬套优选如图10所示的可以整个填充所述空隙的结构，即形状完全与空隙对应，只是厚度略小于所述间隙；除此之外，所述2个第二衬套也可以为部分填充间隙的结构(比如：高度小于间隙高度)等等，只要能满足2个第二衬套的厚度略小于间隙，且第二衬套能够填充整个或者部分间隙都属于本发明保护的范围内。

2个第二衬套52、53的其中一个侧面彼此相对，而另一个侧面分别对应定子10和动子20。优选2个第二衬套52、53的其中分别对应定子10和动子20的一侧面分别固定连接对应的所述定子10和动子20。

除上述优选方式外，也可以2个第二衬套52、53的分别对应定子10和动子20两个侧面都不与定子10和动子20固定连接，即只是将第二衬套52、53塞进定子10和动子20之间的空隙内，由于衬套层的厚度只是略小于间隙，这种方式也是可以的，只是这种方式相对优选方式会相对增大转动过程中衬套层与定子和动子之间的摩擦力。

需要说明的是，所述第二衬套并不限于附图10中所示的2个，也可以是2个以上的任意个(图未示意出)。优选的，只要保证位于两侧的两个第二衬套分别固定连接对应的所述定子和动子。除优选方式外，也可以位于两侧的两个第二衬套的两个侧面都不与定子和动子固定连接，即只是将第二衬套塞进定子和动子之间的空隙内，由于第二衬套的厚度只是略小于间隙，这种方式也是可以的，只是这种方式会相对增大转动过程中的摩擦力。

图11为本发明实施例提供的另一种旋转电动机的结构示意图，其中左侧为电动机的整体轴向剖面示意图，右侧为局部A’的放大示意图。

如图11所示，在另一优选实施例中，所述衬套层包括至少2个分布设置在所述间隙内的第三衬套54，所述第三衬套54包括至少2个厚度相同的任意形状的块状、环状等等结构组成，比如：它可以是多个块状结构零散分布在所述间隙内(如图11所示)，所述块状结构可以是平面(如应用在直线电机中)，又或者是弧面(应用在旋转电机中)；又或者当电机为旋转电机时，所述第三衬套为多个与空隙所围成的圆筒或者圆环的相对应的圆环或圆筒轴向并列设置而成。所述各个第三衬套形状可以相同，也可以不同，只要保证厚度相同且略小于所述间隙，且第三衬套整体能够填充整个或者部分间隙都属于本发明保护的范围内。

所述每个第三衬套54优选为，其中一侧面与所对应的定子10或者动子20固定连接，这样保证该第三衬套34至少是固定在定子10或者动子20上的，因此可以相对减少动子20在转动过程中，与第三衬套54固定连接这个侧面的摩擦。

除上述优选方式外，也可以各个第三衬套54的两个侧面都不与定子和动子固定连接，即只是将第三衬套54塞进定子和动子之间的空隙内，由于第三衬套的厚度只是略小于间隙，这种方式也是可以的，只是这种方式会相对增大转动过程中的摩擦力。

需要说明的是，本发明所述的衬套层除包括上面所列明的各个优选实施例中提到的第一衬套、第二衬套、第三衬套的结构之外，任何设置在定子和动子的相对面之间，厚度略小于间隙，且能通过衬套层限定定子和动子之间的间隙，又保证动子能相对定子运动的结构，都属于本发明所述的衬套层的保护范围内。

需要说明的是，所述衬套层、第一衬套、第二衬套、第三衬套优选：铁氟龙(TEFLON)、环氧树脂、镍(NICKEL)；或者任意表面涂敷环氧树脂的材料；或者还可以为可以直接电镀在定子和/动子上的相关金属或合金等材料，比如：铜。上述材料具有的优点包括：质量轻、耐摩擦、表面光滑，因此采用此材料的衬套可以相对减少动子和定子之间转动过程中的磨损和产生的摩擦并且减少电动机的重量，因此相对于轴承来说，采用该材料制成的衬套能够使得电动机具有更轻的质量。但需要说明的是，所述衬套层、第一衬套、第二衬套、第三衬套并不限于上述材料，原则上只要非导磁材料都可以用作衬套。

所述固定连接的方式包括但不限于：粘接、电镀、通过固定件(比如：螺钉)固定连接。优选的通过粘接的方式固定连接。

通过上面的任意一种结构的改进或者改进的组合可以实现增加电动机的扭矩，但是，为了应用在直接驱动机器人领域，还需要降低电动机自身的重量和体积，从而间接提高电动机的扭矩。具体可以采用如下的结构：

在一些实施例中，由于电动机的定子或者动子的导磁部上还通常设置多个绕组，通过增大绕组内通过的电流密度，以减小线圈匝数，从而减小电动机自身的重量；另外，由于线圈匝数变少，相对的动子或者定子上的导磁部的体积也可以相对减小，因此可以进一步减少电动机自身的重量。

在另一些实施例中，可以进一步改进动子和定子的材料，使用复合材料或其他高强度轻质量的材料取代其他质量较重的钢结构，在保证结构强度的情况下，尽量使得结构轻量化。比如：当电动机包括固定连接所述动子转轴，通过转轴向外输出扭矩，所述转轴的材料可以包括但不限于：铁氟龙、碳纤维或碳纤维复合材料、玻璃纤维、青铜、镍等材料。

除此之外，定子和动子都包括导磁部，现有技术的定子导磁部和动子导磁部通常为一个整体，比如旋转电动机为一个圆筒，而直线电动机为一个平面。然而由于电动机的永磁体或者绕组的排布方式的不同，导致导磁部上通过的磁力线密度在不同的区域不同，有的区域密度大，有的区域密度小，有的区域甚至没有磁力线通过，我们将没有磁力线通过的区域称为非导磁区。同样为实现保证结构强度，尽量使得结构轻量化的目的，我们可以将定子和/或动子的导磁部上的非导磁区去掉，代替填充复合材料或其他高强度轻质量的材料，比如：铁氟龙、碳纤维或碳纤维复合材料、玻璃纤维、青铜、镍等材料中的任意一种或者组合。

图12为本发明实施例提供的另一种高扭矩的电动机的部分剖面结构示意图。

现有的电动机通常是动子设置在定子的内侧，动子连接输出轴作为输出端，其缺点在于，所述电动机的动子需要连接输出轴作为输出端，因此增加了电动机自身的重量，进而增加了机器人本身驱动的负载，不利于直接驱动。

如图12所示，在一些优选实施例中，所述动子20设置在所述定子10的外侧，所述动子20包括轴向外侧面24和径向外侧面25，所述动子20的至少部分轴向外侧面24为第一输出端，和/或所述动子20的至少部分径向外侧面25为第二输出端。采用本发明实施例所述的电机避免了额外添加输出轴等机械部件，减轻了电动机自身的重量。

需要说明的是，所述动子可以只包括第一输出端，也可以只包括第二输出端，或者包括第一、第二两个输出端。所述第一输出端和第二输出端可以是由部分径向面、部分轴向面构成，也可以是由整个径向面、整个轴向面构成，下面会对第一输出端和第二输出端进一步详细说明。

需要说明的是，本具体实施例所述电动机可以是旋转电动机(如图13所示)，也可以是直线电动机(图未示意出)，由于二者原理相同，本具体实施例只以旋转电动机为例进行详细说明。

继续如图12所示，所述动子20的轴向外侧面24包括位于动子轴向两端的第一轴向外侧面241和第二轴向外侧面242，因此所述第一输出端包括至少部分第一轴向外侧面241和/或至少部分第二轴向外侧面242。

根据上面所述，所述第一输出端可以是第一轴向外侧面或者第二轴向外侧面，通过第一输出端连接机械臂(通常电动机连接在机械臂的一端，但并不限于连接在机械臂的一端，实际上其可以连接在机械臂的任意位置)，带动机械臂运动；也可以是第一、第二轴向外侧面都为第一输出端，即有两个第一输出端，这样该电动机可以同时固定连接两个机械臂，同时带动两个机械臂同步运动。

图14A-14B为本发明实施例提供的电动机的动子的三种不同第一输出端的俯视图；其中14A显示为第一轴向外侧面241的整体作为第一输出端；14B显示为第一轴向外侧面的其中多个部分作为第一输出端。图15A-15C为本发明实施例提供的电动机动子的三种不同第二输出端的侧视图，其中15A显示为径向外侧面的整体作为第二输出端，15B显示为径向外侧面的轴向两端作为第二输出端，15C显示为径向外侧面上的其中多个部分作为第一输出端。

进一步，所述至少部分所述轴向外侧面为第一输出端可以包括至少部分第一轴向外侧面和/或至少部分第二轴向外侧面，还包括如下几个实施例：

如图14A所示，一方面，所述第一轴向外侧面241的整个面为第一输出端241’,由于所述第一轴向外侧面241的整个面为环形平面，所述第一输出端241’为环形平面；除此之外，当所述电动机为直线电动机时，所述整体平面也可以是一个矩形平面(图未示意出)。

如图14B所示，另一方面，所述第一轴向外侧面241的整个平面上的其中一个或多个部分平面为第一输出端241”，当为多个部分时，所述多个部分可以根据需要取任意位置。

需要说明的是，第二轴向外侧面(图14A-14B中未示意出)作为第一输出端，参见上面第一轴向外侧面作为第一输出端的描述，在此不再重复赘述。

在另一些实施例中，所述至少部分所述径向外侧面为第二输出端可以包括如下几个实施例：

如图15A所示，一方面，所述径向外侧面25整体为第二输出端25’，即所述径向外侧面25的整个筒形外表面为第二输出端25’；

另一方面，所述径向外侧面25的整体上的部分表面为第二输出端，具体可以包括：

如图15B所示，所述径向外侧面25的分别位于轴向两端处的两个第二筒形外表面为第二输出端25”；或

如图15C所示,所述径向外侧面25的整个第一筒形外表面上位于任意位置的一个或多个部分的面为第二输出端25”’。

图13为本发明实施例提供的另一种直接驱动高扭矩的电动机的部分剖面结构示意图。

如图13所示，在一些优选实施例中，所述电动机还包括至少一个连接件60，所述至少一个连接件60对应所述第一输出端24和/或所述第二输出端25，并与所述第一输出端24和/或所述第二输出端25固定连接。即所述动子的第一、第二输出端24、25不直接连接机器人的机械臂，而是通过连接件60与机器人的机械臂固定连接。这样可以避免动子的第一、第二输出端直接连接其它部件对动子造成结构的破坏、磨损。

如图13所示，所述连接件60包括第一连接部61和第二连接部62，所述第一连接部61对应第一输出端24，所述第二连接部62对应第二输出端25。这样第一输出端和第二输出端24、25通过第一连接部61和第二连接部62与机器人的其它部件连接。

需要说明的是，由于所述第一连接部对应第一输出端，所述第二连接部对应第二输出端，因此第一连接部和第二连接部可以参见上面有关第一输出端和第二输出端的相关描述，在此不再重复赘述。

需要说明的是，所述连接件可以根据动子上设定的输出端的情况而定，当动子上只包括第一输出端时，连接件可以只包括第一连接部；当动子只包括第二输出端时，连接件可以只包括第二连接部；如图13所示，当动子同时包括第一、第二输出端时，电动机的连接件可以同时包括第一连接部61和第二连接部62。所述第一连接部61和第二连接部62优选通过装配的方式固定连接、预置成一体(如图13所示)，所述第一连接部和第二连接部也可以分开设置(图未示意出)。

如图13所示，在一些优选实施例中，所述动子包括第一、第二两个轴向外侧面241、242，其中，至少部分第一轴向外侧面241为第一输出端，而至少部分第二轴向外侧面242为连接端，即第一轴向外侧面用于输出扭矩，而第二轴向外侧面用于连接其他部件，通过其它部件带动该动子的转动。需要说明的是，本具体实施例所述第一、第二轴向外侧面只是为了区分的名称而已，第一、第二轴向外侧面的指向可以调换位置，比如：也可以说第二轴向外侧面为第一输出端，而第一轴向外侧面为连接件。

所述连接端至少部分对应所述动子的第二轴向外侧面为：所述动子的整个第二轴向外侧面作为连接端；或者所述动子的部分第二轴向外侧面(比如第二轴向外侧面上的一个或者多个部分面作为连接端)。

如图13所示，在一些优选实施例中，当至少部分第二轴向外侧面242为连接端，所述动子还可以包括与连接端对应的固定件70，即所述动子的连接端通过固定件70与机械臂固定连接，一方面所述动子10通过固定件70与机械臂固定连接，这样可以避免动子的连接端直接连接机械臂对动子造成的结构磨损、破坏；另一方面，所述固定件还可以用于限定所述动子在轴向或者径向上的位置，防止所述动子在轴向或者径向上移动。当然限定所述动子在轴向或者径向上的位移还可以采用其它很多的现有的结构件实现，因为不属于本发明的发明点，且与本发明的发明点无关，因此不再对其他结构进行说明。

所述固定件与连接端相对应，其结构形式参见上面有关连接端的描述，在此不再详细赘述。

所述机械臂可以根据需要设计成各种形状，机械臂至少一端与电动机的第一、第二端固定连接，可以实现机器人的灵活设计。

所述机械臂的至少一端固定连接所述电动机可以包括但不限于如下几种情况：

所述机械臂的一端直接固定连接所述电动机的第一或第二输出端；或

所述机械臂的一端通过连接件固定连接电动机的第一或第二输出端；或

所述机械臂包括两端，其中一端直接固定连接所述电动机的第一输出端或者第二输出端；另一端直接固定连接所述电动机的连接端；或

所述机械臂包括两端，其中一端通过连接件固定连接所述电动机的第一输出端，另一端通过固定件连接所述电动机的连接端。

需要说明的是，除上面所述的动子输出端或连接端并不限于连接在机械臂的一端，实际上其可以连接在机械臂的任意位置。

需要说明的是，所述机械臂的对应所述电动机的动子的第一输出端的连接部、对应第二输出端的连接部、对应连接端的连接部可以为任意形状，优选与动子的第一输出端、第二输出端、连接端的形状相对应，具体可以包括如下实施例的结构：

所述机械臂的对应所述第一输出端的连接部、对应连接端的连接部形成一平面，通过所述平面固定连接所述第一输出端；和/或

所述机械臂的对应所述第二输出端的连接部形成至少部分包围所述第二输出端的包围结构，通过所述包围结构部分包围或者全部包围并固定连接所述第二输出端。

为更好的理解本发明的电动机直接驱动机器人的结构，下面结合附图进一步详细说明。

图16A-16C为本发明实施例提供的一种直接驱动6轴机器人的示意图，其中图16A为6轴机器人一种实施例的侧视图，图16B、16C为6轴机器人的另一种实施例的示意图。

如图16A所示，所述6轴机器人包括6个轴机械臂(Z1、Z2、Z3、Z4、Z5)，每个机械臂连接一个电动机，因此包括6个电动机(M1、M2、M3、M4、M5、M6)。

如图16A所示，所述机械臂可以根据需要设计成任意的形状，其两端分别连接相邻的两个电动机的第一、第二输出端和连接端。比如：Z1的两端分别连接M1的第一输出端和M2的连接端，M2通过Z1带动M1转动；又比如：Z4的两端分别连接所述M5的第二输出端和M4的连接端等等。

除图16A所述机器人的结构外，还可以采用如图16B、图16C所述的机器人结构，每个机器人包括6个电动机(M1、M2、M3、M4、M5、M6)。

除附图中所示的机器人，任何满足采用将电动机的动子直接作为输出端的机器人都属于本发明保护的范围内。

为例进一步优化，在每个动子位置，每个定子绕组的电流通过电磁场的有限元计算由优化方法计算得到。优化计算的目标函数是电动机产生的电磁转矩最大。这种确定绕组电流波形的方法，保证了电动机在一定的电负荷下能产生最大的电磁转矩。

现有的电动机要实现10NM的扭矩通常需要4KG或以上的质量，本实施例中的电动机通过采用上面实施例所述的结构的组合或者某些改进的组合，所述电动机实现10NM的扭矩可以达到更小的重量，最低可以达到只需要1.4KG的重量。因此这样的电动机应用在直接驱动机器人中是有非常大的有益效果的。

实施例二、

本发明实施例二还提供一种包括实施例一所述的高扭矩的电动机的机器人。

如实施例一中所描述，磁通密度越大会导致铁损越大，当电动机高速运动时(比如在汽车驱动领域)，会在单位时间内产生过多的铁损，从而导致电动机发热严重，进而严重影响电动机的性能甚至造成电动机的损坏。而本发明实施例所述的电动机适合应用在主要进行低速运行的领域(比如：机器人)，由于电动机只偶尔出现高速的运动，因此可以不需要考虑铁损因素，而可以采用高磁通密度的材料。

优选的，所述机器人为包括工业机器人，因为工业机器人往往需要承担过大的负载。但除工业机器人之外，任何需要承担较大负载的机器人都属于本发明保护的范围内。

进一步优选的，所述机器人是指所述高扭矩的电动机直接驱动的机器人，因为，为了增加机器人各关节运动的灵活性，现有的机器人往往采用电动机直接驱动，因此需要高扭矩的电动机。

所述电动机的相关描述参见具体实施例一，在此不再重复赘述。

本文术语中“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：A和/或B,可以表示单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明的权利要求书和说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等(如果存在)是用来区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如：包括了一系列步骤或者模块的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或者模块，而是包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、***、产品或设备固有的其它步骤或模块。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或者两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本具体实施例中所述的固定连接包括但不限于:通过粘接，或者通过卡接、螺钉等可拆卸的方式固定连接。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的结构和模块并不一定是本发明所必须的。

以上对本发明实施例所提供的高扭矩的电动机及包括该电动机的机器人进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种高扭矩的电动机，包括动子和定子组件，动子和定子分别包括定子导磁部和动子导磁部，定子和/或动子上包括多个永磁体和/或绕组以产生磁场，动子和定子之间存在间隙，其特征在于，所述定子导磁部和动子导磁部的至少部分包括高磁通导磁部，用于通过增大磁场强度以提高电动机的扭矩。

2.根据权利要求1所述的高扭矩的电动机，其特征在于，所述高磁通导磁部的材料包括：纯铁、坡曼德合金、铁钴钒中的任意一种或者组合。

3.根据权利要求1所述的高扭矩的电动机，其特征在于，所述定子和动子的相对面包括多个齿和槽，所述定子齿的数目和动子齿的数目不相等，所述多个永磁体设置在所述定子和/或所述动子的槽内，所述多个永磁体的个数大于等于20对极。

4.根据权利要求3所述的高扭矩的电动机，其特征在于，当所述多个永磁体大于等于20对极，所述定子和动子之间的间隙小于等于0.5MM。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的高扭矩的电动机，其特征在于，所述电动机还包括设置在所述定子和所述动子的相对面之间用于限定所述间隙的衬套层，所述衬套层的厚度略小于所述间隙。

6.根据权利要求5所述的高扭矩的电动机，其特征在于，所述衬套层的材料包括：铁氟龙、环氧树脂、镍、表面涂敷环氧树脂、可电镀的金属或者合金中的任意一种或者组合。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的高扭矩的电动机，其特征在于，所述多个永磁体组成一个Halbach阵列或者多个Halbach阵列单元，所述多个Halbach阵列单元分布在定子和/或动子的相对面形成的多个槽内。

8.根据权利要求7所述的高扭矩电机，其特征在于，所述每个Halbach阵列单元的至少位于两侧的永磁体的靠近所述动子或所述定子相对面的一端低于所述位于中间的永磁体的同一端一定距离。

9.根据权利要求7所述的高扭矩电机，其特征在于，所述每个HALBACH阵列永磁体单元中位于中间的永磁体的宽度大于位于两侧的永磁体的宽度。

10.根据权利要求1-4任意一项所述的高扭矩的电动机，其特征在于，所述电动机还包括转轴，所述转轴或所述定子导磁部、动子导磁部上的非导磁区包括：铁氟龙、碳纤维或碳纤维复合材料、玻璃纤维、青铜、镍中的任意一种或者组合。

11.根据权利要求1-4任意一项所述的高扭矩的电动机，其特征在于，所述动子设置在所述定子的外侧，所述动子包括径向外侧面和轴向外侧面，所述动子的至少部分所述轴向外侧面为第一输出端，和/或所述动子的至少部分所述径向外侧面为第二输出端。

12.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括权利要求1-10任意一项所述的高扭矩的电动机。