一种带编码器的减速电动机的制作方法

本实用新型涉及一种电机，具体涉及一种具有减速功能的电动机。

背景技术：

目前现有的电机实现减速功能，大多是采用在电机外部外加一个减速器的结构，但是这种结构导致在附加一个减速器后体积变大，安装不方便，且无法实现中空结构，特别是在机器人领域，机器人领域强烈要求具有中空机构。另外，对于需要对运动位置精确控制的电动机一般通过位置反馈元件(编码器)来实现，使得电动机具有精准的位置反馈。但是在设置增加位置反馈元件(编码器)后电动机的体积会进一步增大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述技术问题提出一种在自身结构中集成减速器以及位置反馈功能的带编码器的减速电动机。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种带编码器的减速电动机，至少包括同心设置的定子圈、输出圈、转子圈以及编码器，所述定子圈设有所述编码器的读数头以及电动机的定子绕组，所述转子圈设有所述编码器的码盘以及电动机的转子磁钢或者转子绕组，所述转子圈与输出圈之间设有第一滚动元件，所述定子圈与输出圈之间设有第二滚动元件，所述定子圈与转子圈之间设有径向滚动元件，并且所述输出圈设有用于容置所述径向滚动元件的容置槽；所述定子圈与径向滚动元件接触的表面设有沟槽，所述转子圈与径向滚动元件接触的表面设有峰部和谷部；所述径向滚动元件、沟槽、峰部和谷部构成电动机的减速部分；电动机得电后定子部分产生磁力驱动转子部分旋转，所述转子圈在旋转过程中通过减速部分带动所述输出圈做减速旋转；同时，所述编码器的码盘跟随所述转子圈一起旋转，所述编码 器的读数头读取所述码盘的位置信息，从而得到精确的位置信息。

在本实用新型中，所述定子圈开设有用于容置所述转子圈及输出圈的腔室，所述编码器的码盘装设在所述转子圈的轴向端部，所述编码器的读数头装设在所述定子圈的腔室内且与所述编码器的码盘相对设置。

在本实用新型中，所述定子绕组以及转子绕组或者转子磁钢与所述定子圈同轴心布设，形成径向磁通的电动机结构。

在本实用新型中，所述定子绕组以及转子绕组或者转子磁钢为盘型结构，形成轴向磁通的电动机结构。在本实用新型中，所述第一滚动元件为圆柱滚动体或者球形滚动体。

在本实用新型中，所述第二滚动元件为圆柱滚动体或者圆锥滚动体。

在本实用新型中，所述第二滚动元件以间隔交叉且彼此成直角的方式排列，使得所述定子圈、第二滚动元件、输出圈形成一个十字交叉滚子轴承。

在本实用新型中，所述径向滚动元件包括至少一行滑动件或滚动件。

在本实用新型中，所述滑动件或滚动件是滚针、滚珠或者滚柱。

在本实用新型中，所述定子圈设有用于连接外部结构的定子连接部，所述输出圈设有用于连接外部结构的输出连接部。

在本实用新型中，所述定子圈设有轴向中心开口，实现电动机的中空结构。

本实用新型通过在电动机的本体上配设减速结构构成带编码器的减速电动机，使得电动机不需要额外配置外置减速器来实现减速动作，带编码器的减速电动机比传统的电动机加减速器结构更紧凑，体积更小，重量更轻，同时通过设置在电动机内部设置编码器来准确获取精确的位置反馈，并且可以实现中空结构，更适合应用于一些要求体积小且有中空结构的应用领域，特别是应用在机器人关节、机床旋转部位、电动车旋转部位等结构中；同时通过采用盘型结构的定子结构和转子结构，可以应用于风电行业，提高了适应性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中的带编码器的减速电动机的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中的定子圈的剖视结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中的定子圈的侧视结构示意图；

图4为本实用新型一实施例中的转子圈的剖视结构示意图；

图5为本实用新型一实施例中的转子圈的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，以下结合附图及实施例，对本实用新型的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。

参照图1至图5，一种带编码器的减速电动机，至少包括同心设置的定子圈30、输出圈20、转子圈10以及用于精确位置反馈的编码器，定子圈30设有编码器的读数头04以及用于构成电动机的定子部分的定子绕组02，转子圈10设有编码器的码盘03以及用于构成电动机的转子部分的转子磁钢或者转子绕组01。编码器的码盘03和读数头04的安装位置相对应，读数头04可以准确的感应到码盘的03的位置变动。转子圈10与输出圈20之间设有第一滚动元件50，使得电动机的转子圈10和输出圈20通过第一滚动元件50配置成一个轴承结构；定子圈30与输出圈20之间设有第二滚动元件51，电动机的定子圈30和输出圈20通过第二滚动元件51配置成一个轴承结构。定子圈30与转子圈10之间设有径向滚动元件40，并且输出圈20设有用于容置径向滚动元件40的容置槽；定子圈30与径向滚动元件40接触的表面设有沟槽，转子圈10与径向滚动元件40接触的表面设有峰部14和谷部15；优选的，转子圈10与径向滚动元件40接触的表面至少设有两组峰部14和谷部15；径向滚动元件40、沟槽、峰部14和谷部15构成电动机的减速部分；电动机得电后定子部分产生磁力驱动转子部分旋转，转子圈10在旋转过程中通过减速部分带动输出圈20做波浪型减速旋转，实现对电动机输出的减速。同时，定子圈30的内表面设有用于安装编码器的读数头04的编码器读数头安装位置303， 转子圈10的外圆周表面配置有用于安装编码器的码盘03的编码器码盘安装位置16；电动机的定子部分和转子部分作相对旋转运动时，编码器的码盘03跟随转子圈10一起旋转，固设在定子圈30上的编码器的读数头04读取码盘03的位置信息，从而得到精确的位置信息。并且，在系统中，编码器可以将读数头04获取的信息通过有线或者无线途径上传给系统的控制单元，从而使得系统控制单元准确了解减速电动机的运行状态。优选的，定子圈30与径向滚动元件40接触的表面均匀布设有沟槽302，进一步优化了减速部分的减速效果。

具体的，定子圈30开设有用于容置转子圈10及输出圈20的腔室，转子圈10和输出圈20装设在定子圈30的腔室内，编码器的码盘03装设在转子圈10的朝向腔室的轴向端部，编码器的读数头04装设在定子圈30的腔室内且与编码器的码盘03相对设置。在转子圈10相对定子圈30转动时，码盘03跟随转子圈10转动，固定设置在定子圈30的腔室内壁上的读数头04读取码盘03的转动信息，从而获取精确的位置反馈。

优选的，定子绕组02以及转子磁钢或者转子绕组01与定子圈30同轴心布设，即定子圈30、输出圈20、转子圈10、定子绕组02以及转子磁钢或者转子绕组01依次同轴心套设在一起，磁力线与转子圈10的转动方向垂直，形成径向磁通的电动机结构。

在一具体实施例中，第一滚动元件50为圆柱滚动体或者球形滚动体。由于转子圈10在应用时一般不承受轴向力，电动机的转子圈10和输出圈20通过第一滚动元件50配置成的轴承结构一般配置成深沟球轴承，滚针轴承、或圆柱滚子轴承。

在一具体实施例中，第二滚动元件51为圆柱滚动体或者圆锥滚动体。电动机的输出圈20一般都要承受轴向力，电动机的定子圈30和输出圈20通过第二滚动元件51配置成轴承结构一般配置成推力轴承。优选的第二滚动元件51以间隔交叉且彼此成直角的方式排列，使得定子圈30、第二滚动元件51、输出圈20形成一个十字交叉滚子轴承。

在一具体实施例中，径向滚动元件40包括至少一行滑动件或滚动件，滑 动件或滚动件是滚针、滚珠或者滚柱。优选的，径向滚动元件40由两排滑动件或者滚动件构成。

在一具体实施例中，为实现带编码器的减速电动机与外部结构的连接，定子圈30设有用于连接外部结构的定子连接部301，输出圈20设有用于连接外部结构的输出连接部201。具体的，电动机的定子圈30的定子连接部301一般为沿定子圈30轮廓均匀分布的连接通孔，输出圈20的输出连接部201一般为设置在输出圈20上的螺纹孔。

在一具体实施例中，定子圈30设有轴向中心开口，实现电动机的中空结构，通过设置轴向中心开口可以将带编码器的减速电动机应用于机器人关节、机床旋转部位、电动车旋转部位等结构中。具体的，该轴向中心开口的直径大小设置灵活，最大可以为定子圈30的外径的90％；该轴向中心开口的直径大小可以为定子圈30的外径大小的35％、45％、50％、60％、70％或者80％。

本实用新型通过在电动机的本体上配设减速结构构成带编码器的减速电动机，使得电动机不需要额外配置外置减速器来实现减速动作，带编码器的减速电动机比传统的电动机加减速器结构更紧凑，体积更小，重量更轻，同时通过设置在电动机内部设置编码器来准确获取精确的位置反馈，并且可以实现中空结构，更适合应用于一些要求体积小且有中空结构的应用领域，特别是应用在机器人关节、机床旋转部位、电动车旋转部位等结构中。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。