具有速度反馈的轮毂电机及轮式机器人驱动底盘的制作方法

本实用新型涉及电机领域，更具体地，涉及一种具有速度反馈的轮毂电机及轮式机器人驱动底盘。

背景技术：

轮毂电机技术也被称为车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大为简化。

轮式机器人驱动底盘，是轮式服务类机器人的动力驱动基础。通常包括两个以上的驱动轮和/或从动轮，以及底盘机械结构、电源组件、传感器组件等。

轮式移动机器人需要较高精度的速度控制和位置反馈，因此目前的驱动系统主要是直流电机+减速箱+传动机构+轮胎的形式，成本高昂且结构复杂占用空间多。普通轮毂电机只有3个霍尔开关传感器，每圈仅能得到几十个位置信号，无法满足轮式移动机器人的精度要求。直流轮毂电机，现有位置反馈方式为磁珠与感应磁芯片轴向安装，电机轴端尺寸大，无法满足结构紧凑、轴端尺寸小的要求，具有诸多不便。

因此，本领域亟需一种结构简单、具有高精度速度反馈的轮毂电机。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于克服上述轮毂电机的不足，提供一种具有高精度速度反馈的轮毂电机，结构紧凑，使轴向布局更为合理。

根据本实用新型的一个方面，提供一种具有高精度速度反馈的轮毂电机，轮毂电机包括电机轴、转子、定子、磁环、磁感应芯片；

所述电机轴与所述定子连接，所述定子上有铜线绕组；

所述磁环安装内轮毂上；

所述转子与外轮毂连接，并与所述定子配合安装；

所述磁感应芯片相对定子固定安装。

进一步地，所述磁感应芯片设置在PCB板上，所述PCB板相对定子固定安装。

进一步地，所述磁环由多个磁极紧密排列而成。

进一步地，所述磁环围绕所述电机轴设置，能够与所述转子同步转动。

进一步地，所述磁感应芯片设置在与所述磁环相对的位置。

进一步地，还包括端盖，所述端盖设置有开窗，用于安装并调节所述磁感应芯片的位置。

进一步地，所述轮毂电机为单侧出轴轮毂电机，或双侧出轴轮毂电机。

根据本实用新型的另一方面，提供一种轮式机器人驱动底盘，所述轮式机器人驱动底盘包括两个以上的轮毂电机，所述轮毂电机安装在驱动轮上。

本实用新型的方案能够减小轮毂直流电机的轴向尺寸，单个产品模块布局结构紧凑，应用轮系行走结构，可增加驱动轮轮距空间，增大底盘稳定性。

本实用新型的轮毂电机中通过磁感应芯片与磁环嵌入安装，使得轮毂电机结构紧凑，轴向布局更为合理。转动一圈，能输出512、1024、2048或4096个信号，大幅提高轮毂电机的速度控制精度。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为根据本实用新型实施例的轮毂电机的侧视透视图。

图2为根据本实用新型实施例的轮毂电机的剖面图。

图3为根据本实用新型实施例的设有2个所述轮毂电机的轮式机器人驱动底盘的立体图。

图4为根据本实用新型实施例的设有6个所述轮毂电机的轮式机器人驱动底盘的立体图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型的所述轮毂电机包括电机轴、转子、定子、磁环、磁感应芯片；

所述电机轴与所述定子连接，所述定子上有铜线绕组；

所述磁环安装内轮毂上；

所述转子与外轮毂连接，并与所述定子配合安装；

所述磁感应芯片相对定子固定安装。

当转子转动时，磁环随内轮毂转动，磁感应芯片感应磁场变化，输出检测信号。磁感应芯片的个数可以是一个或多个，当磁场变化时，编码器能输出1024、2018或4096个信号，大幅提高轮毂电机的速度控制精度。

磁环由多个磁极紧密排列而成，围绕所述电机轴设置在内轮毂上，能够与所述转子同步转动，也节约轴向空间。磁感应芯片设置在与所述磁环相对的位置，便于检测磁场变化。磁感应芯片能够获得轮毂电机输出的磁场变化信号或电机转速信号等，使得控制器获得高精度的轮毂电机的运转情况，利于进行精确控制，提高运行的稳定性和可靠性。

进一步地，所述转子与轮毂连接，获得了高效的传动效果且简化了轮毂电机的结构设计。

进一步地，所述轮毂电机还设有电机轴，所述电机轴与定子连接。

本实用新型所述轮毂电机可以为单侧出轴轮毂电机，或双侧出轴轮毂电机。

此外，本实用新型还提供一种设有所述轮毂电机的轮式机器人驱动底盘，编码器信号接入机器人的运动控制器，从而实现对机器人驱动轮的高精度速度控制。进一步针对有四个轮毂电机或六个轮毂电机的机器人，可以实现多轮毂的速度同步控制，提高机器人运行平稳度，并降低因不同步造成的驱动内损耗。

进一步地，所述轮式机器人驱动底盘设有2或4个或更多个所述轮毂电机。机器人控制器需分别获取各个轮毂电机编码器的信号，对各个轮毂电机进行精确同步变速控制。

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1～2所示，一种具有高精度速度反馈的轮毂电机，包括轮胎1、外轮毂2、定子3、磁环4、电机轴5、PCB板6、磁感应芯片7、转子8、端盖9。电机轴5与所定子3连接，定子3上有铜线绕组。磁环4安装在内轮毂上，并且围绕电机轴5设置，能够与转子8同步转动。转子8固定在外轮毂2上，与外轮毂2同步转动。

在本实施例中，磁感应芯片8安装在PCB板7上，所述PCB板7相对定子固定安装。磁感应芯片8正对着所述磁环4，二者之间保持预定距离。磁环4有多个磁极紧密排列而成，N-S极之间有磁力线，磁感应芯片8可以检测到磁力线的变化，当磁环旋转时，磁力线发生变化，磁感应芯片8根据磁力线变化输出信号，从而提供速度反馈。

在本实施例中为外装式转子。

本实用新型所述轮毂电机可以为双侧出轴轮毂电机。具体地，电机轴5可以伸出两侧，用于两侧固定轮毂电机。

实施例2

图3为根据本实用新型实施例的设有2个所述轮毂电机的轮式机器人驱动底盘的立体图。在本实施例中，在底盘左右两侧分别设置一个具有高精度速度反馈的轮毂电机，所述轮毂电机安装在驱动轮上。在底盘的一端设置有一个从动轮。

实施例3

图4为根据本实用新型实施例的设有6个所述轮毂电机的轮式机器人驱动底盘的立体图。在本实施例中，在底盘左右两侧分别设置3个具有高精度速度反馈的轮毂电机，所述轮毂电机安装在驱动轮上。针对有六个轮毂电机的机器人，可以实现多轮毂的速度同步控制，提高机器人运行平稳度，并降低因不同步造成的驱动内损耗。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。