一种抗过载冲击电的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种抗高过载冲击的电机，其中莲花套（8）通过紧固组合甲(25)及紧固组合乙(29)与定子座（26）紧密连接，在莲花套（8）的左弹簧（10）及右弹簧（17）的推动下，左销钉（11）及右销钉（19）分别穿过莲花套（8）的左定位孔（31）及右定位孔（32）嵌入到电机轴芯（23）所刻的曲折槽（30，33）内，实现电机抗动态冲击。本发明抗高过载电机具有抗过载能力强，体积小，质量小等优点，扩展了抗过载电机在苛刻环境中的应用范围。
【专利说明】一种抗过载冲击电机
【技术领域】
[0001]本发明属于动力电机【技术领域】，涉及一种抗过载冲击电机。
【背景技术】
[0002]电机是一种将电能转换为转动机械能的机电产品，电机是一种将电能转换为旋转运动的机电产品。电机的抗高动态过载问题是电机在严苛环境下运行遇到的重要问题。
[0003]传统电机的定子和转子之间通过仅能承受一定轴向静载荷，且能承受一定径向动载荷的轴承连接，使得电机本身具有一定的抗冲击能力。如著名航模电机品牌中的天蝎星、基爱斯等无刷电机可以抵抗几百牛力的动载。虽然采用类似轴承或者抗动载荷能力更强的角接触轴承的部分电机，由于转子质量较小，能够抵抗几百千克的动载荷。但正是由于这种通过提高电机轴承动载荷指标来提高电机动载荷能力的简单方法，使得轴承在电机质量的比重中占有较大的份额，致使电机的质量无法减小，从而导致电机的低效率，大体积，严重地限制了电机的应用范围。虽然国内已存在可以抗几百牛以上动载荷的内转子无刷电机，有的自身质量几十克，输出功率几十瓦特，工作效率不到50% ;有的自身质量达六七百克，输出功率仅有四五百瓦，不到同类高性能电机输出功率的四分之一。
[0004]综上所述，目前抗过载电机存在的问题有:
[0005]I)电机质量过大，体积大；
[0006]2)工作效率低下；
[0007]3 )抗过载方法单一。
【发明内容】
[0008]为了较好地解决电机抗过载问题，本发明提出了一种采用莲花套结构的电机抗过载方法。
[0009]为了说明问题之需要，将实现电机抗高过载及完成电机转子与可靠分离的装置称之为莲花套。莲花套由莲花套体、弹簧、销钉盖、定位锁死机构及销钉等组成，莲花套与电机定子固连。
[0010]为了说明问题的需要，本发明定义了电机的两种状态，高过载状态和正常工作状态。在高过载状态，电机能够承受正反向高过载冲击。抗正向过载的能力取决于电机定子与转子之间的抗压能力。抗反向过载的能力取决于莲花套与销钉之间的抗剪切力。在正常工作状态，电机能够如同普通电机一样高效能运转，但不能够承受大的过载冲击。电机启动时，在启动力矩的作用下，能够自动从抗高过载状态转换为正常工作状态。
[0011]本发明通过莲花套装置改变电机工作方式，使得电机定子与转子在高过载状态时“固为一体”，实现电机抗高过载设计。
[0012]本发明通过莲花套、销钉及曲折槽起到对电机转子的支撑作用，在电机受到动态冲击时，曲折槽、销钉及莲花套将电机转子产生的惯性力转移到电机定子座上，从而大大降低了电机在受到动态冲击下电机轴承受到的冲击力，使得电机轴承不致损坏而确保电机能正常工作。
[0013]本发明中曲折槽刻在电机转子的轴芯上，随着冲击过载变化规律的不同，曲折槽的开口方向位于电机轴芯横截面内或者与电机轴芯横截面存在一定的夹角。曲折槽的开口宽度与销钉的直径保持一致。曲折槽的深度随着电机转子及轴芯的转过角度的不同而逐渐变浅，最终消失。曲折槽槽深变化所形成的坡度与电机的启动力矩、启动时间及电机受到的干扰力矩的大小有关。
[0014]本发明通过在电机轴芯上设计曲折槽与莲花套配合实现电机在莲花套锁定状态下抗过载，在莲花套解除锁定时正常工作，电机启动时，在电机转子及轴芯旋转下，电机轴芯上的曲折槽将销钉推出曲折槽，当销钉被完全推出曲折槽时，莲花套内的定位销钉将销钉锁定，电机转子转动时不再与销钉发生接触，电机由抗过载状态自动进入正常工作状态。
[0015]本发明中曲折槽刻在电机转子轴芯上，槽刻方向沿着轴芯周向，或者沿着轴芯轴向存在较小的夹角，夹角小于90°。曲折槽的深度随着电机转子转过的角度由深变浅，直至槽深为0.电机轴芯上的曲折槽的槽深变化及开口方向的设计使得轴芯在旋转时，一方面，销钉退出曲折槽，另一方面，电机转子体与电机定子分开。当销钉完全退出曲折槽，电机转子体与电机定子完全分开。
[0016]本发明通过变直径轴芯，即轴芯上刻有曲折槽的部分的直径大于正常的部分，以解决由于刻曲折槽而产生的轴芯强度问题。
[0017]本发明通过位于莲花套内的定位弹簧推动定位销钉锁定销钉，当外力克服压缩弹簧的弹力，定位销钉退出销钉后，销钉在弹簧的推动下顶住电机轴芯，此时，将电机轴芯上的曲折槽与销钉对正，销钉会重新嵌入到曲折槽内，电机重新回到抗过载状态。
[0018]本发明的技术方案为:
[0019]一种能够抗高过载冲击的电机，主要由电枢(1)，轴承I (2)，转子盖(3)，弹簧提
(4)，上缓冲体(5)，转子体(6)，下缓冲体(7)，莲花套体(8)，左销钉盖(9)，左弹簧(10)，左销钉(11)，左定位孔(12)，左定位销钉(13)，左定位弹簧(14)，轴承2 (15)，支撑体(16)，右弹簧(17)，右销钉盖(18)，右销钉(19)，右定位弹簧(20)，右定位孔(21)，右定位销钉
(22)，电机轴芯(23)，左定位腔(24)，紧固组合甲(25)，定子座(26)，右定位腔(27)，安装销钉(28)，紧固组合乙(29)，曲折槽1(30)，左定位孔(31)，右定位孔(32)曲折槽2 (33)组成，莲花套(8)通过紧固组合甲(25)及紧固组合乙(29)与定子座(26)紧密连接，在莲花套(8)的左弹簧(10)及右弹簧(17)的推动下，左销钉(11)及右销钉(19)分别穿过莲花套
(8)的左定位孔(31)及右定位孔(32)嵌入到电机轴芯(23)所刻的曲折槽(30，33)内，实现电机抗动态冲击。
[0020]进一步，电机莲花套(8)中的销钉(11，19)与电机轴芯(23)上的曲折槽(30，33)的个数相对应，其数目大于I。根据动态冲击的不同，刻在电机轴芯(23)上的曲折槽(30，33),其开口方向既能平行于电机轴芯的横截面，又能与平行于电机轴芯的横截面保持一定的夹角。
[0021]进一步，电机轴芯(23)上刻有曲折槽(30，33)，且曲折槽(30，33)的深度随电机的转动角度由深变浅，直至为零。随着电机轴芯(23)的转动，曲折槽(30)逐渐将嵌入在槽内的销钉(11，19)推出曲折槽(30，33)，随着电机轴芯(23)的继续转动，曲折槽(30)能够将完全将嵌入在槽内的销钉(11，19)推出曲折槽(30，33)。[0022]进一步，随着电机轴芯(23)的转动，曲折槽(30，33)逐渐将嵌入在槽内的销钉(11，19)完全推出曲折槽(30，33)。销钉(11，19)完全退出曲折槽(30，33)后，定位销钉(13，22)在定位弹簧(14，20)的推动下将销钉(11，19)锁定。
[0023]进一步，销钉(11，19)完全退出曲折槽(30，33)后，定位销钉(13，22)在定位弹簧(14，20)的推动下将销钉(11，19)锁定。
[0024]进一步，电机轴芯(23)的曲折槽(30，33)，槽的宽度为d，取值大小与销钉(11，19)的直径相关，取值范围为O~100mm，轴芯(23)直径D与曲折槽(30，33)的宽度、深度及电机受到的过载大小都有密切的关系，直径D的取值范围为O~1000mm，曲折槽(30，33)的最大深度LI与销钉(11，19)及电机受到的过载大小都有密切的关系，LI的取值范围为O~IOOmm0
[0025]进一步，曲折槽(30，33)的深度由深变浅，形成坡度，此坡度与轴芯(23)的夹角范围0°~90°，曲折槽(30，33)的开口与电机轴芯(23)所对应的转角α及电机正常工作时转子体(6)与定子座(26)之间的间隙成一定的对应关系，α的取值范围为0°~1000°，电机正常工作时转子体(6)与定子座(26)之间的间隙为O~10mm。
[0026]进一步，定位孔(13，22)与销钉(11，19)垂直方向存在夹角，夹角大小为O~90°，定位销钉(13，22)在锁定销钉(11，19)时，会推动销钉(11，19)继续远离轴芯(23)，使得销钉(13，22 )被锁定后，销钉(13，22 )与轴芯(23 )之间产生间隙，间隙的范围O~100mm。
[0027]进一步，通过外力压缩定位弹簧(14，20)，使得定位销钉(13，22)退出销钉(11，19)，将曲折槽(30，33)与定位孔(31，32)对正，销钉(11，19)在弹簧(10，17)的作用下嵌入到电机轴芯的曲折槽(30，33)内。
[0028]本发明的优点:
[0029]本方法不仅能够较好的解决电机抗过载问题，而且附带质量小。莲花套结构使得电机轴承能够在动载荷冲击中得到有效地保护，且轴承的摩擦系数不会有明显的变化，这样既能降低高过载电机的质量、体积，又能进一步提高过载电机的效率，进一步扩大其应用范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是电机抗高过载状态图；
[0031]图2是莲花套锁定状态图；
[0032]图3是电机正常工作状态图；
[0033]图4是莲花套解除锁定状态图；
[0034]图5是电机轴芯结构；
[0035]图6是电机轴芯曲折槽结构图。
[0036]在上述图中，电枢(1)，轴承1 (2)，转子盖(3)，弹簧提(4)，上缓冲体(5)，转子体(6 )，下缓冲体(7 )，莲花套体(8 )，左销钉盖(9 )，左弹簧(10 )，左销钉(11)，左定位孔(12 )，左定位销钉(13)，左定位弹簧(14)，轴承2(15)，支撑体(16)，右弹簧(17)，右销钉盖(18)，右销钉(19)，右定位弹簧(20)，右定位孔(21)，右定位销钉(22)，电机轴芯(23)，左定位腔
(24)，紧固组合甲(25)，定子座(26)，右定位腔(27)，安装销钉(28)，紧固组合乙(29)，曲折槽I (30)，左定位孔(31)，右定位孔(32)曲折槽2 (33)。【具体实施方式】
[0037]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0038]如图1，2所示。电机转子盖(3)和转子体(6)紧密连接，转子盖(3)与电机轴芯
(23)通过安装销钉(28)紧密连接，莲花套(8)与定子座(26)通过紧固组合甲(25)及紧固组合乙(29)紧密连接，销钉(11，19)穿过限位孔(31，32)嵌入到电机轴芯(23)上的曲折槽(30，33)内，在抗过载状态下，当电机受到上下方向的冲击时，由于销钉(11，19)及曲折槽(30，33)对电机轴芯(23)及转子(6，3)的支撑作用，因此，电机不会在动态冲击中损坏。
[0039]由于莲花套体(8)与电机定子座(26)固联以及曲折槽(30，33)槽深随着电机转过的角度而逐渐变浅，所以，当电机启动时，电机轴芯(23)、转子盖(3)及转子体(6)开始转动，电机轴芯(23 )上的曲折槽(30，33 )逐渐将顶出销钉(11，19 )。随着电机转子(6 )及轴芯
(23)的继续转动，曲折槽(30，33)完全将销钉(11，19)顶出。当销钉(11，19)完全退出曲折槽(30，33)后，随着销钉(30，33)定位腔(24，27)与定位销定(13，22)的对正，定位弹簧(14，20)推动定位销定(13，22)将销钉(30，33)锁定。由于定位腔(24，27)与销钉(30，33)垂直面存在夹角，因此，销钉(30，33)在被锁定时仍会远离电机轴芯(23)。这样，电机转子(6 )在旋转时，电机轴芯(23 )不会与销钉(11，19 )触碰，电机转子(6 )与电机定子座(26 )仅通过轴承(2，15)相连接。如图3、4所示。
[0040]在电机静止时，通过外力解除定位销定(13，22)对销钉(11，19)的约束后，销钉(11，19)在弹簧(10，17)的推动滑过定位孔(31，32)，当转动电机转子(6)及轴芯(23)使得曲折槽(30，33)与销钉(11，19)对正时，销钉(11，19)嵌入到电机轴芯(23)的曲折槽(30，33)中。
[0041]图5为电机轴芯(23)及曲折槽(30，33)的结构图。图6，是图5在曲折槽(30，33)的截面图，曲折槽(30，33)的宽度为d，槽深为D/2-L1，开槽处的轴芯直径为D。
[0042]虽然借助于上述附图所示实施例对本发明的内容作了说明，但本发明不仅仅局限于实施例所示形式，而是包含了所有可能的变化、修改和等同的设计和排列方式，以及由权利要求书所包含的所有内容。
【权利要求】
1.一种能够抗高过载冲击的电机，主要由电枢(1)，轴承1(2)，转子盖(3)，弹簧提(4)，上缓冲体(5)，转子体(6)，下缓冲体(7)，莲花套体(8)，左销钉盖(9)，左弹簧(10)，左销钉(11),左定位孔(12)，左定位销钉(13)，左定位弹簧(14)，轴承2 (15)，支撑体(16)，右弹簧(17)，右销钉盖(18)，右销钉(19)，右定位弹簧(20)，右定位孔(21)，右定位销钉(22)，电机轴芯(23)，左定位腔(24)，紧固组合甲(25)，定子座(26)，右定位腔(27)，安装销钉(28)，紧固组合乙(29)，曲折槽1(30)，左定位孔(31)，右定位孔(32)曲折槽2 (33)组成，其特征在于:莲花套(8)通过紧固组合甲(25)及紧固组合乙(29)与定子座(26)紧密连接，在莲花套(8)的左弹簧(10)及右弹簧(17)的推动下，左销钉(11)及右销钉(19)分别穿过莲花套(8 )的左定位孔(31)及右定位孔(32 )嵌入到电机轴芯(23 )所刻的曲折槽(30，33 )内，实现电机抗动态冲击。
2.根据权利要求1所述的抗高过载电机，其特征在于:电机莲花套(8)中的销钉(11，19)与电机轴芯(23)上的曲折槽(30，33)的个数相对应，其数目大于I。
3.根据权利要求1所述的抗高过载电机，其特征在于:根据动态冲击的不同，刻在电机轴芯(23)上的曲折槽(30，33)，其开口方向既能平行于电机轴芯的横截面，又能与平行于电机轴芯的横截面保持一定的夹角。
4.根据权利要求1所述的抗高过载电机,其特征在于:电机轴芯(23)上刻有曲折槽(30，33)，且曲折槽(30，33)的深度随电机的转动角度由深变浅，直至为零。
5.根据权利要求1所述的抗高过载电机，其特征在于:随着电机轴芯(23)的转动，曲折槽(30，33)逐渐将嵌入在槽内的销钉(11，19)完全推出曲折槽(30，33)。
6.根据权利要求1所述的抗高过载电机，其特征在于:销钉(11，19)完全退出曲折槽(30，33)后，定位销钉(13，22)在定位弹簧(14，20)的推动下将销钉(11，19)锁定。
7.根据权利要求1所述的抗高过载电机,其特征在于:电机轴芯(23)的曲折槽(30，.33)，槽的宽度为d，取值大小与销钉(11，19)的直径相关，取值范围为O~100mm，轴芯(23)直径D与曲折槽(30，33)的宽度、深度及电机受到的过载大小都有密切的关系，直径D的取值范围为O~1000mm，曲折槽(30，33)的最大深度LI与销钉(11，19)及电机受到的过载大小都有密切的关系，LI的取值范围为O~100mm。
8.根据权利要求1所述的抗高过载电机，其特征在于:曲折槽(30，33)的深度由深变浅，形成坡度，此坡度与轴芯(23)的夹角范围0°~90°，曲折槽(30，33)的开口与电机轴芯(23)所对应的转角α及电机正常工作时转子体(6)与定子座(26)之间的间隙成一定的对应关系，α的取值范围为0°~1000°，电机正常工作时转子体(6)与定子座(26)之间的间隙为O~10mm。
9.根据权利要求1所述的抗高过载电机，其特征在于:定位孔(13，22)与销钉(11，19)垂直方向存在夹角，夹角大小为O~90°，定位销钉(13，22)在锁定销钉(11，19)时，会推动销钉(11，19)继续远离轴芯(23)，使得销钉(13,22)被锁定后，销钉(13，22)与轴芯(23)之间产生间隙，间隙的范围O~100mm。
10.根据权利要求1所述的抗高过载电机，其特征在于:通过外力压缩定位弹簧(14，.20 )，使得定位销钉(13，22 )退出销钉(11，19 )，将曲折槽(30，33 )与定位孔(31，32 )对正，销钉(11，19)在弹簧(10，17)的作用下嵌入到电机轴芯的曲折槽(30，33)内。
【文档编号】H02K5/16GK103904811SQ201210587344
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】李 杰, 牛三库, 关震宇, 袁小东, 毛瑞芝, 张忠伟, 王守猛, 刘文龙, 马晓雷 申请人:李 杰