CN218352384U - 新型力矩耦合电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型力矩耦合电机，它包括公共壳体、公共主轴和N个单元电机。公共主轴内置在公共壳体内，在其表面垂直于其轴线等间距地开有N组凹槽，每组凹槽由m个位于同一圆环上的凹槽构成。每个单元电机均包括一个定子和一组磁钢，每组磁钢又由m个磁钢构成；一组磁钢与公共主轴上的一组凹槽对应，构成一组磁钢的m个磁钢分别内置在构成一组凹槽的m个凹槽内。正对磁钢，构成单元电机的定子固定在公共外壳的内壁上；每个单元电机的定子线圈的电源输入端通过公共电机接线端子与外部电源控制开关相连。本实用新型根据实际负载要求，通过外部电源控制开关选择一个或几个单元电机通电工作，达到输出力矩大、转速范围宽的目的。

Description

新型力矩耦合电机

技术领域

本实用新型涉及一种电机，具体地说，涉及一种输出力矩大、输出转速范围宽的新型力矩耦合电机。

背景技术

在工业自动化控制领域，由于工况的复杂性和负载的可变性，对驱动电机的过载能力和调速范围具有较高的要求，要求驱动电机可在一个较宽的调速范围内具有高转矩输出能力，同时，要求驱动电机在不同工况下具有较高的输出功率。

目前市场上常用的驱动电机有伺服电机和力矩电机。其中，伺服电机具有可将电信号转换成电机转速输出、调速范围宽、启动力矩大的优点，被广泛地应用于随动***中的位置控制方面，其缺点是输出力矩范围窄。

力矩电机是一种特种电机，它可以在低转速甚至堵转时仍能持续运转，不会造成电机损坏，并且在这种工作模式下，电机仍可以提供稳定的力矩输出，故，力矩电机被广泛地应用于低速运行需要较高转矩输出的工况下，例如驱动机器人动作的关键共性部件方面。由于机器人活动的复杂性和负载的可变性较强，因此当力矩电机用于驱动机器人动作时，要求力矩电机能够在多个工况下运行，即具有较宽范围的输出力矩和过载能力。然而，现有的力矩电机输出力矩范围较窄，只能满足一种工况，如果在非额定工况下运行，会导致电机效率下降，电机发热严重，不能满足机器人在不同工况下正常工作的需求。

发明内容

鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种输出力矩和转速可调的、输出力矩大、输出转速范围宽的新型力矩耦合电机。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种新型力矩耦合电机，其特征在于：它包括公共壳体、公共主轴和N个单元电机；

所述公共主轴内置在所述公共壳体内，在所述公共主轴的表面，垂直于其轴线等间距地开有N组凹槽，每组凹槽由m个位于同一圆环上的凹槽构成；

所述每个单元电机均包括定子和一组磁钢，每组磁钢又由m个磁钢构成；所述一组磁钢与所述公共主轴上的一组凹槽对应，构成所述一组磁钢的m个磁钢分别内置在所述构成一组凹槽的m个凹槽内；内置在所述凹槽内的相邻的所述磁钢的极性相反；

所述公共壳体由公共外壳、电机前端盖和电机后端盖组合而成；

正对所述磁钢，构成所述单元电机的定子固定在所述公共外壳的内壁上；所述每个单元电机的定子线圈的电源输入端均通过设置在所述公共外壳上的公共电机接线端子与外部电源控制开关相连。

优选地，所述N个单元电机的外形尺寸相同，机械特性相同或不同。

优选地，构成所述定子的定子铁芯通过过盈热装方式固定在所述公共外壳的内壁上；所述定子线圈按序嵌绕在所述定子铁芯上。

优选地，所述磁钢通过粘接或***的方式固定在所述公共主轴的凹槽内。

优选地，它还包括一公用编码器，该公用编码器固定安装公共主轴上，用于反馈公共主轴的角度和转速。

优选地，所述公共主轴的两端分别穿过所述电机前端盖和所述电机后端盖，并通过一组轴承支承与所述电机前、后端盖固定在一起。

本实用新型可根据实际负载的需求，通过外部电源控制开关选择一个单元电机或几个单元电机的定子线圈通电，产生磁场，与公共主轴上的一组或几组磁钢相互作用，使电机输出的力矩和转速不同，满足负载的要求。本实用新型与目前常用的力矩电机相比，克服了目前常用力矩电机只能在单一的转速范围内提供单一的力矩输出的弊端，可以满足某些负载要求多工况下，输出力矩和转速可调、输出力矩范围宽的需求。

附图说明

图1为本实用新型力矩耦合电机立体结构示意图；

图2为本实用新型力矩耦合电机剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本实用新型的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本实用新型的特征显而易见。

如图1、图2所示，本实用新型公开的新型力矩耦合电机包括公共壳体、内置在公共壳体内的公共主轴和N个单元电机；每个单元电机包括一个定子和一组磁钢，每组磁钢又由m 个磁钢构成。

所述公共壳体由公共外壳1、电机前端盖2和电机后端盖3组合而成。公共主轴4内置在公共外壳1内，其两端分别穿过电机前端盖2和电机后端盖3，并通过前、后轴承5与电机前、后端盖固定在一起。

在公共主轴4的表面，垂直于其轴线F等间距地开有N组用于容置磁钢6的凹槽41，每组凹槽又包括m个位于同一圆环上的凹槽，构成每个单元电机的一组磁钢内置在一组凹槽内，即一组磁钢与公共主轴上的一组凹槽对应，构成一组磁钢的m个磁钢分别内置在构成一组凹槽的m个凹槽内。构成同一单元电机的相邻磁钢6的极性相反，相邻单元电机的相邻磁钢极性也相反。

正对磁钢6，构成单元电机的定子7的定子铁芯固定在公共外壳的内壁上；定子线圈按序嵌绕在定子铁芯上。每个单元电机的定子线圈的电源输入端均通过设置在公共外壳上的公共电机接线端子8与外部电源控制开关相连。

构成本实用新型的每个单元电机的外形尺寸相同，进而可以进行轴向扩充，形成由N个单元电机组合而成的力矩耦合电机，同时，各单元电机的机械特性可以相同也可以不同，每个单元电机均可以独立工作，又可以同时工作。本实用新型就是通过扩展单元电机的数量，达到电机输出力矩可调、输出力矩范围宽的目的。

在本实用新型较佳实施例中，构成每个单元电机的定子铁芯7通过过盈热装方式固定在公共外壳上，磁钢6通过粘接或者***的方式固定在公共主轴4上。

在本实用新型较佳实施例中，可以通过改变定子线圈的绕组形式如改变绕组匝数和并绕根数，改变电机的输出特性，使其具有低速转矩输出特性或者高速功率输出特性。

操控者可以根据实际负载要求，通过外部电源控制开关选择一个单元电机或几个单元电机的定子线圈通电，产生磁场，与公共主轴上的一组或几组磁钢相互作用，输出不同大小的力矩；通过改变定子线圈的绕组形式如改变绕组匝数和并绕根数，改变电机的输出特性，使其具有低速转矩输出特性或者高速功率输出特性。

如图2所示，本实用新型力矩耦合电机还包括一公用编码器9，其固定安装在电机后端盖3上，用于反馈公共主轴4的角度和转速。

本实用新型的优点：

1、各单元电机具有相同的机械尺寸，便于通用化、标准化。

2、通过使一个或N个单元电机单独工作或组合工作，使电机的输出转速、过载能力、输出力矩可调，保证电机在全工况下具有较高的输出功率。

3、由于构成电机的各单元电机具有独立工作能力，当某一单元电机故障时，可通过使其余单元电机继续工作来保证电机正常输出，虽然性能有所下降，但电机仍能可靠稳定工作，降低了电机的维护、维修费用。

4、由于构成本实用新型的各单元电机公用一个壳体、一个主轴，故，本实用新型结构更紧凑、节省了空间、体积小、制造成本低。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种新型力矩耦合电机，其特征在于：它包括公共壳体、公共主轴和N个单元电机；

所述公共主轴内置在所述公共壳体内，在所述公共主轴的表面，垂直于其轴线等间距地开有N组凹槽，每组凹槽由m个位于同一圆环上的凹槽构成；

所述每个单元电机均包括定子和一组磁钢，每组磁钢又由m个磁钢构成；所述一组磁钢与所述公共主轴上的一组凹槽对应，构成所述一组磁钢的m个磁钢分别内置在所述构成一组凹槽的m个凹槽内；内置在所述凹槽内的相邻的所述磁钢的极性相反；

所述公共壳体由公共外壳、电机前端盖和电机后端盖组合而成；

正对所述磁钢，构成所述单元电机的定子固定在所述公共外壳的内壁上；所述每个单元电机的定子线圈的电源输入端均通过设置在所述公共外壳上的公共电机接线端子与外部电源控制开关相连。

2.根据权利要求1所述的新型力矩耦合电机，其特征在于：所述N个单元电机的外形尺寸相同，机械特性相同或不同。

3.根据权利要求2所述的新型力矩耦合电机，其特征在于：构成所述定子的定子铁芯通过过盈热装方式固定在所述公共外壳的内壁上；所述定子线圈按序嵌绕在所述定子铁芯上。

4.根据权利要求2或3所述的新型力矩耦合电机，其特征在于：所述磁钢通过粘接或***的方式固定在所述公共主轴的凹槽内。

5.根据权利要求4所述的新型力矩耦合电机，其特征在于：它还包括一公用编码器，该公用编码器固定安装公共主轴上，用于反馈公共主轴的角度和转速。

6.根据权利要求5所述的新型力矩耦合电机，其特征在于：所述公共主轴的两端分别穿过所述电机前端盖和所述电机后端盖，并通过一组轴承支承与所述电机前、后端盖固定在一起。

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