CN109698572A - 驱动电机和具有其的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驱动电机和具有其的车辆,驱动电机连接变速器和制动器,驱动电机包括:壳体、定子组件、转子铁芯组件和风冷扇叶,壳体内限定出安装腔,且壳体的壁内限定有冷却水道,壳体上具有连通冷却水道的进水口和出水口,壳体的内侧壁构造有定子安装面,定子组件设在定子安装面上,转子铁芯组件可旋转地设在定子组件内,风冷扇叶连接在转子铁芯组件且位于安装腔内。根据本发明实施例的驱动电机,通过在壳体的壁内限定冷却水道,有利于提升驱动电机的散热效果,防止驱动电机高温损坏,与相关技术中的水套相比,有利于缩小驱动电机的体积,而且风冷扇叶有利于促进定子组件与转子铁芯组件之间的热交换,进而促进驱动电机内部热量的扩散。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,具体地,涉及一种驱动电机和具有其的车辆。
背景技术
相关技术中的驱动电机,采用水套为定子组件和壳体降温,不仅增加了驱动电机的体积,而且很难同时保证壳体与水套的强度,故障率较高,而且使用齿轮箱中的润滑油对轴承进行润滑,容易损坏轴承,影响驱动电机的使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本发明提出一种驱动电机,所述驱动电机不仅能够提升散热效果,而且有利于缩小驱动电机的体积,故障率低。
本发明还提出一种具有上述驱动电机的车辆。
根据本发明第一方面实施例的驱动电机,所述驱动电机连接变速器和制动器,所述驱动电机包括:壳体、定子组件、转子铁芯组件和风冷扇叶,所述壳体内限定出安装腔,且所述壳体的壁内限定有冷却水道,所述壳体上具有连通所述冷却水道的进水口和出水口,所述壳体的内侧壁构造有定子安装面,所述定子组件设在定子安装面上,所述转子铁芯组件可旋转地设在所述定子组件内,且所述转子铁芯组件沿所述壳体的壁的厚度方向贯穿所述壳体的壁,所述风冷扇叶连接在所述转子铁芯组件且位于所述安装腔内。
根据本发明实施例的驱动电机,通过在壳体的壁内限定冷却水道,有利于提升驱动电机的散热效果,防止驱动电机高温损坏,与相关技术中的水套相比,有利于缩小驱动电机的体积,而且风冷扇叶有利于促进定子组件与转子铁芯组件之间的热交换,进而促进驱动电机内部热量的扩散。
根据本发明一个实施例的驱动电机,所述壳体包括:机壳和端盖,所述机壳限定出一侧表面敞开的所述安装腔,且所述进水口和所述出水口设在所述机壳上,所述端盖与所述机壳相连且封闭所述安装腔的所述一侧表面,所述冷却水道形成在所述机壳和所述端盖上。利用机壳和端盖配合限定出安装腔,能够为定子组件和转子铁芯组件的装配与维护提供方便。
可选地,所述壳体还包括:水道盖板,所述水道盖板设在所述机壳上,用于打开和封闭所述进水口与所述出水口。
根据本发明的一个实施例,所述定子组件具有沿所述机壳内周缘的周向延伸的圆环形结构,所述定子组件的外周缘止抵接触所述机壳的内壁面。
根据本发明的一个可选实施例,所述转子铁芯组件包括:转子轴和转子铁芯,所述转子轴沿所述机壳的轴向延伸并可旋转地支撑在所述壳体上,所述转子轴的一端穿过所述端盖形成变速器连接端,所述转子轴的另一端穿过所述机壳以形成制动器连接端,所述风冷扇叶传动连接在所述转子轴上,所述转子铁芯套设在所述转子轴上。
进一步地,所述转子铁芯设有沿所述壳体的轴向延伸并贯穿所述转子铁芯的第一风孔,所述定子组件上设有沿所述壳体的轴向延伸并贯穿所述定子组件的第二风孔。
根据本发明的一个实施例,所述端盖上设有用于支撑所述转子轴的所述一端的第一轴承,所述机壳上设有用于支撑所述转子轴的所述另一端的第二轴承。
根据本发明可选的实施例,所述壳体的壁内还限定有与所述冷却水道间隔开布置的油循环通道,所述油循环通道流经所述第一轴承和所述第二轴承,所述油循环通道的一端形成变速器连通端且另一端形成制动器连通端。
根据本发明进一步地实施例,所述油循环通道与所述第一轴承之间设有第一过滤件,所述油循环通道与所述第二轴承之间设有第二过滤件。
进一步地,所述第一过滤件形成为邻近所述第一轴承的第一磁性件,所述第二过滤件形成邻近所述第二轴承的第二磁性件。
根据本发明一个实施例的驱动电机,所述定子组件上具有定子绕组,所述壳体的外侧壁面上设有与所述定子绕组电连接的接线盒。
根据本发明第二方面实施例的车辆,包括根据上述实施例所述的驱动电机。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的驱动电机的结构示意图。
附图标记:
100:驱动电机;
10:壳体;11:端盖;12:机壳;121:安装腔;
122:接线盒;13:水道盖板;14:油循环通道;
20:定子组件;21:圆环形结构;22:定子绕组;
30:转子铁芯组件;31:转子铁芯;32:转子轴;
321:第一轴承;322:第二轴承;
40:风冷扇叶。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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发明的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图描述根据本发明实施例的车辆。
根据本发明实施例的车辆,可以是在普通路面行驶的车辆,也可以是在轨道交通中运行的轨道车辆,轨道可以是单轨也可以是双轨,车辆与轨道对应为单轨车辆或双轨车辆,车辆设在轨道上并沿轨道的走向运行。车辆包括:车体(未示出)、变速器(未示出)、制动器(未示出)和驱动电机100,驱动电机100两端连接变速器和制动器,车体上设有行驶轮(未示出)和转向轮(未示出),转向轮用于控制车辆的行驶方向,行驶轮通过变速器传动连接驱动电机100,用于驱动车辆前进。
首先,参考附图描述根据本发明实施例的驱动电机100。
如图所示,根据本发明实施例的驱动电机100,包括:壳体10、定子组件20、转子铁芯组件30和风冷扇叶40,壳体10内限定出安装腔121,且壳体10的壁内限定有冷却水道,冷却水道沿壳体10的壁的走向延伸,例如,冷却水道可以沿壳体10的周向延伸,也可以沿壳体10的轴向往复布置,壳体10的外表面上设有与冷却水道连通的进水口和出水口,冷却水流从进水口进入冷却水道并在冷却水道内与壳体10进行热交换,然后通过出水口排出并带走壳体10上的热量。
其中,壳体10的内侧壁构造有定子安装面,定子组件20和转子铁芯组件30均设在安装腔121内,定子组件20设在定子安装面上,定子组件20与转子铁芯组件30配合驱动转子铁芯组件30在安装腔121内旋转,且转子铁芯组件30沿壳体10的壁的厚度方向贯穿壳体10的壁,风冷扇叶40套设在转子铁芯组件30上,风冷扇叶40与转子铁芯组件30连接并随转子铁芯组件30旋转。
由此,根据本发明实施例的驱动电机100,通过在壳体10的壁内限定冷却水道,有利于提升驱动电机100的散热效果,防止驱动电机100高温损坏,与相关技术中的水套相比,有利于缩小驱动电机100的体积,而且风冷扇叶40有利于促进定子组件20与转子铁芯组件30之间的热交换,进而促进驱动电机100内部热量的扩散。
根据本发明实施例的车辆,通过采用上述实施例的驱动电机100,能够为驱动电机100的安装提供方便,而且有利于提升车辆的性能。
下面参考图1描述根据本发明实施例的驱动电机100的一些具体实施例。
如图1所示,根据本发明的一个实施例,壳体10包括:机壳12和端盖11,机壳12大致形成为一端敞开的管状,端盖11形成为与机壳12配合封闭机壳12敞开面的圆形,端盖11与机壳12相连并配合限定出安装腔121,进水口和出水口均设在机壳12上,其中,机壳12的壁和端盖11内均限定有冷却水道,且冷却水道位于端盖11中的部分与冷却水道位于机壳12中的部分连通。
例如,端盖11中的冷却水道可以沿端盖11的周向延伸,并在端盖11与机壳12配合连接的区域形成连通冷却水道的端盖通水孔,机壳12中的冷却水道可以沿机壳12的周向布置,也可以沿机壳12的轴向往复布置,并在机壳12与端盖11配合连接的区域内形成与冷却水道连通的机壳通水口,端盖通水口与机壳通水口连通,端盖11中的冷却水道与机壳12中的冷却水道连通实现水流循环,水流从进水口进入机壳12内的冷却水道,然后通过机壳通水口和端盖通水口进入端盖11内的冷却水道,之后在通过端盖通水口和机壳通水口进入机壳12内的冷却水道,最后通过出水口流出。
利用端盖11与机壳12配合限定出安装腔121,能够降低壳体10的拆装工艺的难度,为定子组件20和转子铁芯组件30的装配与维护提供了方便,而且端盖11与机壳12内均分布有冷却水道,从而保证端盖11与机壳12的散热平衡,防止因端盖11和机壳12散热效率不同导致端盖11与机壳12的变形程度不同,有利于防止端盖11与机壳12的连接区域损坏,进而有利于延长壳体10的使用寿命。
进一步地,在本实施例中,壳体10还包括:水道盖板13,水道盖板13设在机壳12上,用于打开和封闭进水口与出水口,水道盖板13打开进水口和出水口,冷却水道中的水流循坏换热,而且可以根据驱动电机100的散热要求控制冷却水道中水流的流速,保证壳体10中的热量可以及时地扩散出去,防止热量在壳体10内积聚,再者,通过在壳体10上设置水道盖板13,能够为进水口连通进水管提供方便,并能够为出水口连通出水管提供方便,防止水流泄露,有利于提升进水口和出水口的密闭性。
如图1所示,在本实施例中,定子组件20具有沿机壳12内周缘的周向延伸的圆环形结构21,圆环形结构21可以是定子铁芯,转子铁芯组件30可旋转地设在定子组件20的内侧,且转子铁芯组件30的外周缘与圆环形结构21的内周缘间隔开布置,圆环形结构21能够为转子铁芯组件30旋转提供方便,防止转子铁芯组件30旋转时与定子组件20碰撞。
其中,定子组件20的外周缘止抵接触机壳12的内壁面,例如,定子组件20的外周缘可以连接在机壳12的内壁面上,由此能够促进定子组件20中的热量扩散到机壳12中并通过机壳12中的冷却水道带出,防止定子组件20温度过高造成驱动电机100损坏。
与现有技术中在定子组件20与机壳12之间设置水套相比,不仅缩小了机壳12的体积,而且能够防止水套损坏对驱动电机100造成不利影响,减小了驱动电机100的生产成本。
如图1所示,根据本发明的一个具体实施例,转子铁芯组件30包括:转子轴32和转子铁芯31,转子轴32沿机壳12的轴向延伸并可旋转地支撑在壳体10上,具体而言,转子轴32的一端(如图1所示的左端)沿端盖11的中心轴线穿过端盖11形成变速器连接端,变速器连接端与驱动电机100一侧的变速器相连并驱动变速器中的齿轮旋转,转子轴32的另一端(如图1所示的右端)沿机壳12的中心轴线穿过机壳12与端盖11相对的壁,且转子轴32的另一端形成制动器连接端并与制动器相连,转子铁芯31沿转子轴32的周向分布并沿转子轴32的轴向延伸,转子铁芯31穿过定子组件20的圆环形结构21,且转子铁芯31的中心轴线、转子轴32的中心轴线与定子组件20的中心轴线重合。
其中,转子铁芯31和定子组件20均为磁性件,例如转子铁芯31和定子组件20均为电磁性件,也可以一个是电磁性件另一个是永磁性件,转子铁芯31与定子组件20之间的磁场相互作用驱动转子铁芯31旋转,进而带动转子轴32旋转。
风冷扇叶40传动连接在转子轴32上,可以是套设在转子轴32上,并随转子轴32旋转,风冷扇叶40旋转过程中驱动安装腔121内的空气流动,并利用气流促进转子铁芯31和定子组件20之间的热量交换,一方面转子铁芯31和转子轴32上的热量能够通过定子组件20传递到机壳12上,并通过冷却水道扩散,另一方面防止定子组件20与转子铁芯组件30之间的温差过大造成驱动电机100的损坏。
进一步地,转子铁芯31设有沿壳体10的轴向延伸并贯穿转子铁芯31的第一风孔,定子组件20上设有沿壳体10的轴向延伸并贯穿定子组件20的第二风孔。如图1所示,第一风孔和第二风孔均沿左右方向延伸,转子轴32旋转过程中带动风冷扇叶40旋转,风冷扇叶40旋转时驱动安装腔121内空气流通,气流通过第一风孔时带走转子铁芯31上的热量,气流通过第二风孔时与定子组件20进行热交换,由此不仅能提升气流的流速,还能提升气流与转子铁芯31以及气流与定子组件20之间的热交换效率,进而能够提升转子组件和定子组件20之间的热交换效率。
再者,通过在转子铁芯31上开设第一风孔能够减轻转子铁芯31的重量,从而提升驱动电机100的运转效率,还能防止转子铁芯31上相邻磁性结构相互影响,类似地,通过在定子组件20上开设第二风孔,能够减轻定子组件20的重量与材料消耗,有利于降低驱动电机100的生产成本,而且能够防止相邻磁性件相互干扰。
如图1所示,在本实施例中,端盖11上设有用于支撑转子轴32的一端的第一轴承321,具体地,端盖11上设有用于安装转子轴32的第一安装孔,第一轴承321套设在转子轴32的一端,且转子轴32的外周缘止抵接触第一轴承321的内周缘,第一轴承321的外周缘止抵接触端盖11上第一安装孔的内周缘,类似地,机壳12上设有用于支撑转子轴32的另一端的第二轴承322,机壳12上具有用于安装转子轴32的第二安装孔,第二轴承322套设在转子轴32的另一端,且转子轴32的外周缘止抵接触第二轴承322的内周缘,第二轴承322的外周缘止抵接触端盖11上第二安装孔的内周缘。
通过在端盖11与转子轴32之间设置第一轴承321并在机壳12与转子轴32之间设置第二轴承322,能够有效降低转子轴32与壳体10之间的摩擦力,不仅能够提升驱动电机100的动力,增加转子轴32的旋转速度,还能防止转子轴32与第一安装孔的内周缘和第二安装孔的内周缘之间摩擦产生热量,而且能够防止转子轴32与壳体10之间摩擦损坏。
进一步地,如图1所示,壳体10的壁内还限定有与冷却水道间隔开布置的油循环通道14,油循环通道14与冷却水道类似布置在壳体10的壁内,油循环通道14的一端形成连通变速器的变速器连通端,另一端形成连通制动器的制动器连通端,其中转子轴32的中部设有沿转子轴32的中心轴线贯穿转子轴32的轴通道,变速器中的润滑油通过变速器连通端进入油循环通道14,然后通过制动器连通端进入制动器,再通过轴通道回到变速器,实现润滑油在变速器和制动器之间的循环。
其中,油循环通道14流经第一轴承321和第二轴承322,具体而言,第一轴承321的内圈与外圈之间的腔室连通油循环通道14,第二轴承322的内圈与外圈之间的腔室也连通油循坏通道,润滑油在油循坏通道中运行时可以流经第一轴承321和第二轴承322,对第一轴承321和第二轴承322具有润滑作用,有利于降低第一轴承321和第二轴承322的运行阻力。
根据本发明的一个实施例,油循环通道14与第一轴承321之间设有第一过滤件,油循环通道14与第二轴承322之间设有第二过滤件,由于变速器中具有相互啮合的齿轮,齿轮旋转过程中碰撞摩擦会产生铁屑或碎片等杂物,这些杂物进入轴承内圈和外圈之间的腔室会造成第一轴承321或第二轴承322的损坏,而且会增加第一轴承321与第二轴承322的运行阻力,因此,第一过滤件和第二过滤件能够过滤润滑油中的杂物,消除杂物对第一轴承321和第二轴承322的损坏,有利于延长第一轴承321和第二轴承322的使用寿命。
进一步地,第一过滤件形成为邻近第一轴承321的第一磁性件,润滑油中的主要杂物是齿轮碰撞产生的碎块或铁屑,第一磁性件可吸引润滑油中的杂物,进而消除杂物对第一轴承321的不利影响,而且第一磁性件结构简单,装配方便,生产成本较低。
类似地,第二过滤件形成邻近第二轴承322的第二磁性件,不仅能够消除润滑油中杂物对第二轴承322的不利影响,还能降低第二过滤件的生产成本与装配难度。
根据本发明的一个可选实施例,定子组件20上具有定子绕组22,定子绕组22绕设在定子组件20的圆环形结构21上,壳体10的外侧壁面上设有接线盒122,接线盒122连接定子绕组22,接线盒122为定子绕组22供电,定子绕组22产生磁场与转子铁芯31配合驱动转子铁芯组件30旋转,定子绕组22根据电磁原理产生的磁场可以根据电流和电压的情况控制磁场的强度与方向,进而能够控制驱动电机100的功率或转向,有利于提升驱动电机100的性能。
下面参照附图具体描述根据本发明实施例的驱动电机100的一个具体实施例。
如图1所示,本发明实施例的驱动电机100,包括:壳体10、定子组件20、转子铁芯组件30和风冷扇叶40,壳体10的壁内限定有冷却水道,壳体10包括:机壳12、端盖11和水道盖板13,机壳12与端盖11配合限定出安装腔121,定子组件20、转子铁芯组件30和风冷扇叶40均设在安装腔121内,机壳12的外表面上设有与冷却水道连通的进水口和出水口,水道盖板13设在机壳12上,用于打开和封闭进水口与出水口。
定子组件20包括定子绕组22和沿机壳12内周缘的周向延伸的圆环形结构21,定子绕组22与设在机壳12外表面的接线盒122电连接,圆环形结构21上设有沿机壳12的轴向贯穿圆环形结构21的第二风孔,转子铁芯组件30包括:转子轴32和转子铁芯31,转子轴32的一端穿过端盖11且转子轴32与端盖11之间设有第一轴承321,另一端穿过机壳12且转子轴32与机壳12之间设有第二轴承322,转子铁芯31沿转子轴32的周向布置并设在圆环形结构21的径向内侧,且转子铁芯31上设有沿机壳12的轴向贯穿转子铁芯31的第一风孔,风冷扇叶40套设在转子轴32上并随转子轴32旋转,驱动风流在第一风孔与第二风孔之间流动。
壳体10的壁内还限定有油循环通道14,油循环通道14与冷却水道间隔开布置,油循环通道14的两端形成进油口和出油口,进油口设在端盖11上并连通变速器的内腔,出油口设在机壳12上并连通制动器的内腔,转子轴32内设有沿转子轴32的中心轴线贯穿转子轴32的油通道,油通道的两端分别连通变速器的内腔和制动器的内腔,且油循环通道14流经第一轴承321和第二轴承322,油循环通道14与第一轴承321之间设有第一过滤件,油循环通道14与第二轴承322之间设有第二过滤件。
根据本发明实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨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,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (12)
1.一种驱动电机,其特征在于,所述驱动电机连接变速器和制动器,所述驱动电机包括:
壳体,所述壳体内限定出安装腔,且所述壳体的壁内限定有冷却水道,所述壳体上具有连通所述冷却水道的进水口和出水口,所述壳体的内侧壁构造有定子安装面;
定子组件,所述定子组件设在所述定子安装面上;
转子铁芯组件,所述转子铁芯组件可旋转地设在所述定子组件内,且所述转子铁芯组件沿所述壳体的壁的厚度方向贯穿所述壳体的壁;
风冷扇叶,所述风冷扇叶连接在所述转子铁芯组件且位于所述安装腔内。
2.根据权利要求1所述的驱动电机,其特征在于,所述壳体包括:
机壳,所述机壳限定出一侧表面敞开的所述安装腔,且所述进水口和所述出水口设在所述机壳上;
端盖,所述端盖与所述机壳相连且封闭所述安装腔的所述一侧表面,所述冷却水道形成在所述机壳和所述端盖上。
3.根据权利要求2所述的驱动电机,其特征在于,所述壳体还包括:
水道盖板,所述水道盖板设在所述机壳上,用于打开和封闭所述进水口与所述出水口。
4.根据权利要求2所述的驱动电机,其特征在于,所述定子组件具有沿所述机壳内周缘的周向延伸的圆环形结构,所述定子组件的外周缘止抵接触所述机壳的内壁面。
5.根据权利要求2所述的驱动电机,其特征在于,所述转子铁芯组件包括:
转子轴,所述转子轴沿所述机壳的轴向延伸并可旋转地支撑在所述壳体上,所述转子轴的一端穿过所述端盖形成变速器连接端,所述转子轴的另一端穿过所述机壳以形成制动器连接端,所述风冷扇叶传动连接在所述转子轴上;
转子铁芯,所述转子铁芯套设在所述转子轴上。
6.根据权利要求5所述的驱动电机,其特征在于,所述转子铁芯设有沿所述壳体的轴向延伸并贯穿所述转子铁芯的第一风孔;
所述定子组件上设有沿所述壳体的轴向延伸并贯穿所述定子组件的第二风孔。
7.根据权利要求5所述的驱动电机,其特征在于,所述端盖上设有用于支撑所述转子轴的所述一端的第一轴承,所述机壳上设有用于支撑所述转子轴的所述另一端的第二轴承。
8.根据权利要求7所述的驱动电机,其特征在于,所述壳体的壁内还限定有与所述冷却水道间隔开布置的油循环通道,所述油循环通道流经所述第一轴承和所述第二轴承,所述油循环通道的一端形成变速器连通端且另一端形成制动器连通端。
9.根据权利要求8所述的驱动电机,其特征在于,所述油循环通道与所述第一轴承之间设有第一过滤件;
所述油循环通道与所述第二轴承之间设有第二过滤件。
10.根据权利要求9所述的驱动电机,其特征在于,所述第一过滤件形成为邻近所述第一轴承的第一磁性件;
所述第二过滤件形成邻近所述第二轴承的第二磁性件。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的驱动电机,其特征在于,所述定子组件上具有定子绕组,所述壳体的外侧壁面上设有与所述定子绕组电连接的接线盒。
12.一种车辆,其特征在于,包括根据权利要求1-11任一项所述的驱动电机。
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