一种空心杯电机、舵机以及机器人的制作方法

本实用新型属于电机技术领域，尤其涉及一种空心杯电机、舵机以及机器人。

背景技术：

目前，传统的空心杯电机在运行时会产生大量的高频杂波，例如各绕组换相通电时或者是在快速正反转切换时产生的高频杂波，这些高频杂波的存在会加速设备老化、缩短设备寿命甚至损坏设备，而且，这些高频杂波的存在使得空心杯电机对外的电磁辐射严重。

在传统的技术方案中，解决上述问题的一般方法是：在空心杯电机的正负极外接用以滤除高频杂波的辅助电路板，但是这样做的效果不佳，因为空心杯电机产生的高频杂波往往会通过与辅助电路板连接的连接线辐射到外围，而且空心杯电机的高频杂波同样影响着空心杯电机内部。

因此，传统的空心杯技术方案中存在会产生大量高频杂波从而影响电机寿命和产生大量对外辐射的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种空心杯电机，旨在解决传统的技术方案中存在的产生大量高频杂波从而影响电机寿命和产生电磁辐射的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种空心杯电机，包括转子、磁铁以及线圈，所述线圈包括第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组以及第五绕组，所述空心杯电机还包括：

第一高频滤波模块，所述高频滤波模块与所述第一绕组并联，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰；

第二高频滤波模块，所述高频滤波模块与所述第二绕组并联，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰；

第三高频滤波模块，所述高频滤波模块与所述第三绕组并联，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰；

第四高频滤波模块，所述高频滤波模块与所述第四绕组并联，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰；

第五高频滤波模块，所述高频滤波模块与所述第五绕组并联，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰。

在一个实施例中，所述空心杯电机还包括：第一电流抑制模块，所述第一电流抑制模块与所述第一高频滤波模块并联，用以抑制所述空心杯电机换相过程中产生的瞬间电流尖峰；第二电流抑制模块，所述第二电流抑制模块与所述第二高频滤波模块并联，用以抑制所述空心杯电机换相过程中产生的瞬间电流尖峰；第三电流抑制模块，所述第三电流抑制模块与所述第三高频滤波模块并联，用以抑制所述空心杯电机换相过程中产生的瞬间电流尖峰；第四电流抑制模块，所述第四电流抑制模块与所述第四高频滤波模块并联，用以抑制所述空心杯电机换相过程中产生的瞬间电流尖峰；第五电流抑制模块，所述第五电流抑制模块与所述第五高频滤波模块并联，用以抑制所述空心杯电机换相过程中产生的瞬间电流尖峰。

在一个实施例中，所述第一高频滤波模块包括第一电容，所述第一电容与所述第一绕组并联；所述第二高频滤波模块包括第二电容，所述第二电容与所述第二绕组并联；所述第三高频滤波模块包括第三电容，所述第三电容与所述第三绕组并联；所述第四高频滤波模块包括第四电容，所述第四电容与所述第四绕组并联；所述第五高频滤波模块包括第五电容，所述第五电容与所述第五绕组并联。

在一个实施例中，所述第一电流抑制模块包括第六电容，所述第六电容与所述第一电容并联；所述第二电流抑制模块包括第七电容，所述第七电容与所述第二电容并联；所述第三电流抑制模块包括第八电容，所述第八电容与所述第三电容并联；所述第四电流抑制模块包括第九电容，所述第九电容与所述第四电容并联；所述第五电流抑制模块包括第十电容，所述第十电容与所述第五电容并联。

在一个实施例中，所述第一电容为pf级的电容，所述第二电容为pf级的电容，所述第三电容为pf级的电容，所述第四电容为pf级的电容，所述第五电容为pf级的电容。

在一个实施例中，所述第六电容为nf级的电容；所述第七电容为nf级的电容；所述第八电容为nf级的电容；所述第九电容为nf级的电容；所述第十电容为nf级的电容。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种舵机，包括上述的空心杯电机。

本实用新型实施例的第三方面提供了一种机器人，包括上述的舵机。

上述的空心杯电机，通过在空心杯电机的各绕组上并联高频滤波模块，使得电机电刷在换相时，电机电流在换相过程中经由高频滤波模块进行滤波，实现在换相过程中就把所产生的高频杂波干扰吸收掉，实现从源头滤除了高频杂波，减少了高频杂波对电机的损害从而延长了电机的使用寿命，并且减少了空心杯电机对外的辐射，解决了传统的技术方案中存在的产生大量高频杂波从而影响电机寿命和产生电磁辐射的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的空心杯电机示例电路原理图；

图2为本实用新型另一实施例提供的空心杯电机示例电路原理图；

图3为图1所示的空心杯电机中高频滤波模块的示例电路原理图；

图4为图2所示的空心杯电机中电流抑制模块的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型第一实施例中的空心杯电机包括转子、磁铁以及线圈，其特征在于，空心杯电机还包括：第一高频滤波模块101、第二高频滤波模块102、第三高频滤波模块103、第四高频滤波模块104以及第五高频滤波模块105。这些高频滤波模块可由具备高频滤波功能的电磁兼容性元器件构成，例如电容、电感、磁珠或者二极管等。

第一高频滤波模块101并联在电机的第一绕组上，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰；第二高频滤波模块102并联在电机的第二绕组上，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰；第三高频滤波模块103并联在电机的第三绕组上，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰；第四高频滤波模块104并联在电机的第四绕组上，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰；第五高频滤波模块105并联在线圈的第五绕组上，用以滤除换相过程中产生的高频杂波干扰。

本实施例中，通过在空心杯电机的各绕组上加入高频滤波模块，使得电机电刷在换相时，电机电流从一相需经由高频滤波模块换到另外一相，实现在换相过程中就把所产生的高频杂波干扰吸收掉，实现从源头滤除了高频杂波，减少了高频杂波对电机的损害从而延长了电机的使用寿命，并且减少了空心杯电机对外的辐射，解决了传统的技术方案中存在的产生大量高频杂波从而影响电机寿命和产生电磁辐射的问题。

请参阅图2，在其中一个实施例中，空心杯电机还包括第一电流抑制模块201、第二电流抑制模块202、第三电流抑制模块203、第四电流抑制模块204以及第五电流抑制模块205。

在一个实施例中，电流抑制模块的参数值与高频滤波模块的参数值是相匹配的，具体可以采用具有抑制瞬间电流尖峰的器件，比如电容、磁珠等，其目的是为了弥补高频滤波模块可能造成的不完全过滤的问题，吸收所述空心杯电机在换相时产生的电火花，及时抑制换相电流的瞬间电流尖峰的产生，使得换相电流平滑，避免瞬间电流尖峰对电机产生损害。

第一电流抑制模块201与第一高频滤波模块101并联，第二电流抑制模块202与第二高频滤波模块102并联，第三电流抑制模块203与第三高频滤波模块103并联，第四电流抑制模块204与第四高频滤波模块104并联，第五电流抑制模块205与第五高频滤波模块105并联。

在本实施例中，通过在空心杯电机各绕组上并联加入高频滤波模块以及与高频滤波模块并联的电流抑制模块，使得电机电刷在换相时，电机电流从一相需经由高频滤波模块换到另外一相，实现在换相过程中就把所产生的高频杂波干扰吸收掉的同时抑制了瞬间电流尖峰的产生，实现从源头滤除了高频杂波和抑制瞬间电流尖峰的产生，减少了高频杂波和瞬间电流尖峰对电机的损害从而延长了电机的使用寿命，并且减少了空心杯电机对外的辐射。

请参阅图1和图3，在一个实施例中，第一高频滤波模块101包括电容C1，第二高频滤波模块102包括电容C2，第三高频滤波模块103包括电容C3，第四高频滤波模块104包括电容C4，第五高频滤波模块105包括电容C5，

在一个实施例中，为了使高频滤波模块在空心杯电机中能达到最好的滤波作用，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及电容C5的选型必须同时考虑容抗、寄生电感、自然谐振频率等问题，并非容量越大高频滤波效果就越好。

在一个实施例中，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及电容C5具体可采用pf级的电容。

在一个实施例中，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及电容C5可以采用普通电容、贴片电容或者馈通电容等。

电容C1并联在线圈的第一绕组上，电容C2并联在线圈的第二绕组上，电容C3并联在线圈的第三绕组上，电容C4并联在线圈的第四绕组上，电容C5并联在线圈的第五绕组上，相当于：电容C1串联在线圈的第一相与第二相之间，电容C2串联在线圈的第二相与第三相之间，电容C3串联在线圈的第三相与第四相之间，电容C4串联在线圈的第四相与第五相之间，电容C5串联在线圈的第五相与第一相之间。

在本实施例中，通过在空心杯电机的相与相间串联了由电容构成的高频滤波模块，使得电机电刷在换相时，电机电流从一相需经由电容换到另外一相，实现在换相过程中就把所产生的高频杂波干扰吸收掉，实现从源头滤除了高频杂波，减少了高频杂波对电机的损害从而延长了电机的使用寿命，并且减少了空心杯电机对外的辐射。

请参阅图2和图4，第一电流抑制模块201包括电容C6，第二电流抑制模块202包括电容C7，第三电流抑制模块203包括电容C8，第四电流抑制模块204包括电容C9，第五电流抑制模块205包括电容C10。

在一个实施例中，电容C6、电容C7、电容C8、电容C9以及电容C10具体可以采用nf级电容，用以吸收所述空心杯电机在换相时产生的电火花，从而抑制了换相电流产生的瞬间尖峰,使电机电流更加平滑。

电容C6与电容C1并联，电容C7与电容C2并联电容，C8与电容C3并联，电容C9与电容C4并联，电容C10与电容C5并联。

在本实施例中，通过采用与高频滤波模块并联的并联电容，用以用以吸收所述空心杯电机在换相时产生的电火花，从而抑制了换相电流产生的瞬间尖峰，使得空心杯电机在换相过程中滤除了高频杂波干扰的同时获得了平滑的电流，避免了对电机的损害，从而延长了电机的使用寿命，并且减少了空心杯电机对外的辐射。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种舵机，包括上述空心杯电机。

本实用新型实施例的第三方面提供了一种机器人，包括上述舵机。

在本文对各种器件、电路、装置、系统和/或方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。在整个说明书中对“各种实施方式”、“在实施方式中”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意为关于实施方式所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的适当地方的出现并不一定都指同一实施方式。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。