一种应用于马桶的无刷齿轮电机结构的制作方法

1.本技术涉及电机技术领域，尤其涉及一种应用于马桶的无刷齿轮电机结构。


背景技术：

2.目前在一些高档的家居或商用的洗手间里都会配置有马桶，现有的马桶大多还是需要手动打开或关闭马桶盖和马桶座圈，这样，在公共场所里就容易会造成交叉感染的情况，且手动操作使用也不方便。
3.因此，市场上开始流行一种通过按钮或旋钮操作即可自动打开或关闭马桶盖和马桶座圈的自动马桶，在一定的程度上有效解决交叉感染和操作使用不便的问题。但是，除此外现有的马桶还面临着过载保护不当的问题，例如当马桶盖或马桶座圈承受到过大的外力时，容易给马桶内部电机造成过载的情况，容易损坏电机或其他零部件。对于过载保护这个问题，现在的技术采用的是通过在输出轴和齿轮之间设置扭矩限制器，扭矩限制器第一摩擦体和第二摩擦体，且通过摩擦体之间的摩擦力来给输出轴传递扭矩，第一摩擦体设设置突起部与传递电机动力的输出齿轮的切口部相对应卡合。这样，当输出轴承受到过大外力时，第一摩擦体与第二摩擦体之间就会发生相对滑动，以此解决电机过载保护的问题。
4.但是，现有广泛使用的扭力限制器，多数为咬合式离合器，这种离合方式需要借用外力(机械、气动、液压、电磁)才能实现离合，对于在有限空间里，就难以实现离合功能起到保护齿轮机构的目的。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的是通过提供一种应用于马桶的无刷齿轮电机结构，当马桶盖或马桶座圈承受过大外力时进行过载保护，同时避免输出齿轮和其他传动齿轮受损而导致产品无法正常使用，影响输出力矩传递的问题。
6.为达到上述技术目的，本技术提供了一种应用于马桶的无刷齿轮电机结构，包括用于输出力矩的输出轴；
7.用于向所述输出轴传递力矩的动力源；
8.所述动力源连接有传递力矩至所述输出轴的输出齿轮；
9.第一摩擦件，所述第一摩擦件与所述输出齿轮连接；
10.第二摩擦件，所述第二摩擦件与所述第一摩擦件、所述输出轴连接；
11.所述第一摩擦件和所述第二摩擦件沿所述输出轴径向布置有若干块，且所述第一摩擦件与所述第二摩擦件之间相互贴合或交替层叠，所述第一摩擦件的外周部为多边形形状，所述第二摩擦件的内壁部为多边形形状；
12.所述第一摩擦件的外周部与所述输出齿轮的内腔壁相匹配连接，所述第二摩擦件的内壁部与所述输出轴相匹配连接。
13.进一步地，还包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述动力源连接，所述输出齿轮与所述第一摩擦件连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮、所述输出齿轮连接。
14.进一步地，所述输出齿轮的内腔壁为多边形形状，所述第一摩擦件的外周部多边形形状与所述输出齿轮的内腔壁多边形形状的边形数相同，所述第一摩擦件的外周部与所述输出齿轮的内腔壁的相匹配连接。
15.进一步地，所述第一摩擦件的外周部多边形形状、所述第二摩擦件的内壁部多边形形状及所述输出齿轮的内腔壁多边形形状为三边形或三边形以上的多边形。
16.进一步地，所述输出轴上套设有垫片、压缩弹簧及压紧螺母，所述垫片、所述压缩弹簧及所述压紧螺母设于所述输出齿轮的下端面一侧，且朝所述输出轴底端依次套设。
17.进一步地，还包括检测齿轮和检测齿轮接合齿轮，所述检测齿轮接合齿轮套设于所述输出轴上，且位于所述输出齿轮的上端面，所述检测齿轮设于所述动力源的上方的安装板上，所述检测齿轮与所述检测齿轮接合齿轮相互啮合。
18.进一步地，所述安装板上安装有控制模块，所述检测齿轮的输出端连接有电位计，所述控制模块与所述动力源、所述电位计相连接。
19.进一步地，所述第一齿轮连接于所述动力源的下方，所述第二齿轮设于所述动力源与所述输出轴之间；
20.所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述输出齿轮啮合，所述动力源启动后通过所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述输出齿轮将力矩传递至所述输出轴。
21.进一步地，包括用于容置无刷齿轮电机结构的上盖、下盖及外壳，所述上盖封盖于所述输出轴上端，且所述输出轴上端延伸出所述上盖外部。
22.进一步地，所述下盖具有容纳腔，所述动力源下端面的所述第一齿轮、所述第二齿轮及所述输出轴下端面的所述垫片、所述压缩弹簧及所述压紧螺母均套装于所述容纳腔内。
23.从以上技术方案可以看出，本技术提供的应用于马桶的无刷齿轮电机结构，包括输出力矩的输出轴；具体地，通过动力源驱动输出齿轮，而后输出齿轮带动输出轴使其输出力矩，输出轴和输出齿轮之间设有第一摩擦件和第二摩擦件，在正常工作时第一摩擦件和第二摩擦件在摩擦力的作用下与输出齿轮同步转动，且带动输出轴传递力矩；
24.通过配置第一摩擦件和第二摩擦件，在过载即马桶盖或马桶座圈承受过大外力时，第一摩擦件与第二摩擦件之间会产生相互滑动，以此抑制过载传递，实现过载保护功能；同时由于第一摩擦件的外周部和输出齿轮的内腔壁均是多边形形状且相互适配，所以第一摩擦体的外周部与输出齿轮的内腔壁能够很好地稳固装配，防止其相互之间的损耗或磨损而产生相互滑动影响正常工作的问题，保证了摩擦件的耐用性及恢复正常工作后的能够重新进行输出力矩传递。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，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技术的一些实施例，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它的附图。
26.图1为本技术中提供的无刷齿轮电机结构的分解示意图；
27.图2为本技术中提供的无刷齿轮电机结构的沿输出轴径向剖切和拆分输出齿轮的
示意图；
28.图3为本技术中提供的无刷齿轮电机结构的拆分上盖、下盖和外壳的示意图；
29.图4为本技术中提供的无刷齿轮电机结构的内部结构组装后的立体示意图。
30.图中：10、输出轴；20、动力源；30、第一摩擦件；301、外周部；40、第二摩擦件；401、内壁部；50、第一齿轮；60、第二齿轮；70、输出齿轮； 701、内腔壁；80、检测齿轮；90、检测齿轮接合齿轮；100、垫片；110、压缩弹簧；120、压紧螺母；130、安装板；140、电位计；150、控制模块；160、上盖；170、下盖；180、外壳；190、容纳腔。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术实施例保护的范围。
32.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
34.本技术实施例公开了一种应用于马桶的无刷齿轮电机结构。
35.请参阅图1所示，本技术实施例中提供的一种应用于马桶的无刷齿轮电机结构的一个实施例，包括输出轴10、动力源20和输出齿轮70，动力源20 和输出齿轮70向输出轴10传递力矩，而该输出轴10直接用于输出力矩。这样，输出轴10可直接带动被驱动对象物，本实施例的被驱动对象物是人们日常生活中所使用到的马桶，尤其是马桶里配置的马桶盖或马桶座圈。本实施例的动力源20包括电机或气动设备或液压动力设备等能够提供动力的设备，优先采用的是无刷电机，这样，根据无刷电机的自身特性及其结构，通过使用无刷电机来驱动若干相互啮合的齿轮时，因无刷电机的自身无电刷机构的特点极大地提高输出齿轮对输出轴输出力矩的效率。由于无刷电机的结构特点极大地延长了无刷电机及各组齿轮的使用寿命，和降低噪音值。也由于部分无刷电机内部具有控制电路，所以能够通过电路控制运行时的转速均匀稳定，使得无刷电机、齿轮及输出轴10之间的转速相互同步。无刷电机内部具有保护电路，实现过流保护和温控保护的功能；而所指的输出齿轮70是与电机转轴间接连接且与输出轴10连接的齿轮。在正常工作中，启动电机后，且通过驱动若干相互啮合齿轮将力矩传递到输出轴10，而输出轴10又与马桶盖或马桶座圈连接，从而实现马桶盖或马桶座圈的自动打开或关闭。
36.具体地，所述输出齿轮70与输出轴10之间设置有多块相互贴合或交替层叠的摩擦
件，也就是说该摩擦件是由多块第一摩擦件30和多块第二摩擦件 40相互之间贴合或交替层叠而成的，第一摩擦件30与第二摩擦件40之间存在相互作用的摩擦力，其中第二摩擦件40的端面贯穿有若干个端面孔，以此提高其与第一摩擦件30之间的摩擦力。与输出轴10直接连接的齿轮具有内腔室和轴孔，第一摩擦件30和第二摩擦件40组装好后装配在输出齿轮70的内腔室里，第一摩擦件30、第二摩擦件40及输出齿轮70的中部均设有轴孔，然后输出轴10贯穿于第一摩擦件30、第二摩擦件40及输出齿轮70的轴孔中，使得第一摩擦件30、第二摩擦件40及输出齿轮70沿输出轴10径向布置。其中，第二摩擦件40的轴孔是与输出轴10套紧连接的，而第一摩擦件30、输出齿轮70的轴孔是与输出轴10可转动连接的。这样，启动电机并驱动该齿轮后，输出齿轮70带动第一摩擦件30，然后第一摩擦件30与第二摩擦件40 之间通过摩擦力的作用实现同步转动，同样第二摩擦件40带动输出轴10，实现传递力矩至输出轴10的目的。
37.作为优选的方案，第一摩擦件30的外周部301和第二摩擦件40的内壁部401分别设置为多边形形状，输出齿轮70的内腔壁701也设置为多边形形状，该输出齿轮70的内腔壁701围合形成容纳第一摩擦件30和第二摩擦件 40的内腔室，输出齿轮70的内腔室其下端面开设的轴孔相连通。依据上述实施要求，该第一摩擦件30的外周部301与输出齿轮70的内腔壁701的相匹配连接，第二摩擦件40的内壁部401与输出轴10相匹配连接，这里的相匹配连接尤其包括边数相同的多边形之间的匹配连接。
38.通过动力源20驱动输出齿轮70，而后输出齿轮70带动输出轴10使其输出力矩，输出轴10和输出齿轮70之间设有第一摩擦件30和第二摩擦件40，在正常工作时第一摩擦件30和第二摩擦件40在摩擦力的作用下与输出齿轮 70同步转动，且带动输出轴10传递力矩；
39.通过配置第一摩擦件30和第二摩擦件40，在过载即马桶盖或马桶座圈承受过大外力时，第一摩擦件30与第二摩擦件40之间会产生相互滑动，以此抑制过载传递，实现过载保护功能；同时由于第一摩擦件30的外周部301和输出齿轮70的内腔壁701均是多边形形状且相互适配，所以第一摩擦件30 的外周部301与输出齿轮70的内腔壁701能够很好地稳固装配，防止其相互之间的损耗或磨损而产生相互滑动影响正常工作的问题，保证了摩擦件的耐用性及恢复正常工作后的能够重新进行输出力矩传递。
40.请参阅图1、图4所示，优选的，本实施例还包括第一齿轮50和第二齿轮60。第一齿轮50是与动力源20“电机”的转轴直接连接的齿轮，当电机启动后首先转动的齿轮。输出齿轮与第一摩擦件连接，而第二齿轮与第一齿轮和输出齿轮连接，也就是说，第二齿轮60装配于电机/第一齿轮50与输出轴10/输出齿轮70之间，其中，第一齿轮50的小径齿轮与第二齿轮60的大径齿轮啮合，第二齿轮60的小径齿轮与输出齿轮70的大径齿轮啮合。
41.结合上述方案可知，输出齿轮70是连接输出轴10的，由此可知，通过第一齿轮50、第二齿轮60及输出齿轮70之间的层层啮合，实现了电机驱动输出齿轮70传递力矩至输出轴10的效果。
42.请参阅图1、图2所示，优选的，输出齿轮70的内腔壁701为多边形形状，更具体地，输出齿轮70的内腔壁701围合形成可容纳第一摩擦件30和第二摩擦件40的内腔室，基于此，该内腔室在输出齿轮70的上端面形成多边形的腔口，且内腔室的底部连通输出齿轮70底部开设的用于输出轴10贯穿的轴孔，所以第一摩擦件30和第二摩擦件40即可朝内腔室的腔口方向进行装配，截止第一摩擦件30和第二摩擦件40组合的高度与内腔室的腔口或输出齿轮
70上面面相平。为了使输出齿轮70与第一摩擦件30、第二摩擦件 40之间的形成更稳固地装配关系，第一摩擦件30的外周部301多边形形状与输出齿轮70的内腔壁701多边形形状的边形数相同，或者可以形成过盈配合的装配关系，以此实现第一摩擦件30的外周部301与输出齿轮70的内腔壁 701之间相匹配连接的效果。
43.实际应用中，对第一摩擦件30、第二摩擦件40及输出齿轮70的边形数目会进行设定，如第一摩擦件30的外周部301多边形形状、第二摩擦件40 的内壁部401多边形形状、输出齿轮70的内腔壁701多边形形状的边形为三边形或三边形以上；采用较多或较为理想的是统一设定为六边形，可以达到最佳的稳固装配效果。
44.进一步说明的，第一摩擦件30的外周部301设为多边形，其中部用于输出轴10贯穿的轴孔为圆形。第二摩擦件40的内壁部401设为多边形，其外周部301设为圆形，第二摩擦件40的端面且处于外周部与内壁部之间以贯穿方式或非贯穿方式布置有若干摩擦孔，由此可知第二摩擦件通过在端面上布置若干摩擦孔可用于储存油脂，及提高其与第一摩擦件之间的摩擦力。当然，在实际应用中，第一摩擦件30的中部的轴孔可以作出形状上的改变，当时要符合输出轴10贯穿的直径要求。同样地，第二摩擦件40的外周部301也可以作出其他形状上的改变，但是其外周部301的直径要小于第一摩擦件30外周部301的直径或者说要小于输出齿轮70内腔壁701的内直径。以此达到第一摩擦件30、第二摩擦件40、输出齿轮70及输出轴10之间的最佳装配关系的效果。
45.实际应用中，输出轴10上套设有垫片100、压缩弹簧110及压紧螺母120，垫片100、压缩弹簧110、压紧螺母120设于输出齿轮70的下端面一侧，且朝输出轴10底端依次套设。更具体地，当把输出齿轮70装配在输出轴10上后，先往输出轴10的下端面一侧依次套入垫片100、压缩弹簧110及压紧螺母120，进行初步的锁紧摩擦件与输出齿轮70之间的紧密装配关系，也就是说，在压缩弹簧110的弹性作用下，驱使输出齿轮70与第一摩擦件30和第二摩擦件40之间的紧密装配连接。
46.根据实际的应用情况，第一摩擦件30、第二摩擦件40之间的摩擦情况可通过调节压紧螺母120来作出调整的。如需要增大第一摩擦件30和第二摩擦件40之间的摩擦力时，压紧螺母120可往输出齿轮70方向旋进时，挤压压缩弹簧110推动输出齿轮70，缩进其与第一摩擦件30、第二摩擦件40之间的连接空隙；如需要减小第一摩擦件30和第二摩擦件40之间的摩擦力时，压紧螺母120可往远离输出齿轮70方向旋出，放松压缩弹簧110，拉开第一摩擦件30与第二摩擦件40之间的连接空隙。对于第一摩擦件30、第二摩擦件40之间摩擦力的调节，主要是针对电机过载情况作出的调整。
47.请参阅图4所示，优选的，还包括检测齿轮和检测齿轮接合齿轮，检测齿轮接合齿轮90套设于输出轴10上，且位于输出齿轮70的上端面，这样，检测齿轮接合齿轮90应当在输出齿轮70装配前先进行装配，且检测齿轮接合齿轮90中部具有适配与输出轴10的装配孔，在工作时检测齿轮接合齿轮90 与输出轴10同步转动。与检测齿轮接合齿轮90相互啮合的检测齿轮80设于电机的上方的安装板130上，检测齿轮80可用于计算输出轴10转动的圈数并反馈信号给电机。
48.安装板130上还安装有控制模块150，更具体地，检测齿轮80的输出端连接有电位计140，所述的电位计140的型号为sv03a103aea01r00；所述控制模块150与电机、电位计140(编码器)相连接，这里指的模板可以是采用现有的电路板。根据上述方案可得，电机由电路
板控制启动或停止，在使用无刷电机时，能够通过无刷电机内部的电路保护功能，对无刷电机的内部进行电流限流和温度保护，极大地提高了工作安全性，电机启动时驱动齿轮向输出轴10传递力矩，输出轴10输出力矩，控制马桶盖或马桶座圈翻到固定位置自动停止，通过编码器进行转动计数，实现马桶翻盖或马桶座圈的智能化操作。
49.确切地说，当预设好马桶盖或马桶座圈的动作指令时，电机接收信号后，开始按预设指令方向旋转(马桶盖及马桶座圈的开启或关闭)，带动第一齿轮 50、第二齿轮60、输出齿轮70依次旋转，根据无刷电机的自身结构特性，因其内部没有使用电刷，及大地提高了无刷电机的工作效率和降低无刷电机自身的运行噪音。通过无刷电机的内部控制电路，可通过控制pwm来控制无刷电机的转速，以此保证无刷电机和各组齿轮之间的转速时刻保证同步、转速稳定。也就是说，第一齿轮50连接于电机的下方，第二齿轮60设于电机与输出轴10之间，第一齿轮50与第二齿轮60啮合，第二齿轮60与输出齿轮 70啮合，电机启动后通过第一齿轮50、第二齿轮60、输出齿轮70将力矩传递至输出轴10，驱使马桶盖或马桶座圈动作，由于检测齿轮80与检测齿轮 80接合齿轮啮合连接，当检测齿轮80同步旋转至翻盖或翻座圈角度到达预设角度时，编码器反馈信号，电机停止旋转，如出现异常情况时，无刷电机也能通过其内部设置的保护电路进行电流限流和温度保护，进行自我电气保护功能，确保工作正常进行。
50.请参阅图3所示，优选的，由电机、控制模块150、输出齿轮70、输出轴10、摩擦件等组合而成的无刷齿轮电机结构可通过上盖160、下盖170及外壳180来封盖和装配，上盖160主要封盖于输出轴10上端，上盖160设有适于输出轴10延伸出去的延伸孔，这样，输出轴10上端即可延伸出上盖160 外部；延伸出去的部分与马桶盖或马桶座圈连接，从而通过输出轴10带动马桶盖或马桶座圈动作。
51.下盖170具有容纳腔，电机下端面的第一齿轮50、第二齿轮60及输出轴 10下端面的垫片100、压缩弹簧110及压紧螺母120均套装于下盖170的容纳腔内，首先将外壳180套接上去，再封盖下盖170和上盖160，以此完成整个无刷齿轮电机结构的封装和装配操作。
52.以上对本技术所提供的一种应用于马桶的无刷齿轮电机结构进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本技术实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。