一种新型低速电机的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型设及精密传动装置领域，具体设及一种新型低速电机。
【背景技术】
[0002] 电机是机械领域中重要的驱动部件，存在各式各样的设计，W满足不同的驱动需 求。
[0003] 对于某些特殊场合，需要超低速的旋转驱动，一般的电机额定驱动速度都是较快 的，不能满足需求。如果采用伺服系统对伺服电机进行低速控制，伺服电机将在长期的低速 运转中运用过大的电流驱动，导致伺服电机的寿命大幅缩减。如果采用额外的减速器，电机 与减速器的整体体积较大，难W应用在较小的空间内。
[0004] 不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型低速电机，进行高精度低速旋转 驱动。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型采用W下技术方案：
[0007] -种新型低速电机，包括壳体、封盖、齿圈、柔性齿杯、输出轴、控制盒和励磁绕组； 壳体呈帽形，壳体的端面中屯、设有轴孔;齿圈内侧沿圆周方向排列设有内齿，齿圈由刚性材 料制成，齿圈刚性固定于壳体的内壁上;柔性齿杯设于齿圈的内部，柔性齿杯的外边缘排列 设有外齿，外齿在柔性齿杯不发生形变的情况下不与齿圈的内齿晒合，柔性齿杯的每个外 齿对应镶嵌设有导磁体;励磁绕组沿圆周排列设有励磁线圈，励磁绕组设于齿圈的外部;封 盖封装于壳体上，封盖中屯、设有轴孔;输出轴与柔性齿杯连接，输出轴沿轴向自封盖的轴孔 贯穿至壳体的轴孔外部;控制盒设于壳体的外部，且与励磁绕组电连接。
[000引进一步的，所述输出轴与壳体之间设有轴承。
[0009] 进一步的，所述的导磁体的形状呈圆柱形或球形。
[0010] 进一步的，所示励磁绕组与齿圈刚性连接，齿圈的每个齿槽背面对应设置一组励 磁线圈。
[0011] 本实用新型所提供的一种新型低速电机，具有W下优点：
[0012] 实现超低速旋转驱动，运行顺杨，运行精度高，易于掌控；
[0013] 柔性齿杯的旋转驱动采用磁性无摩擦设计，使用寿命长，发热量低，稳定性高；
[0014] 结构简单，体积小，能安装在较狭窄的空间，便于应用到精密机械领域。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本实用新型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W根据运些附图获得其他的附图。
[0016] 图1为本实用新型新型低速电机的爆炸示意图。
[0017] 图2为新型低速电机的内部结构示意图。
[001引附图标记说明：
[0019] 1、壳体 2、齿圈
[0020] 3、柔性齿杯 4、励磁绕组
[0021] 5、励磁线圈 6、导磁体
[0022] 7、输出轴 8、封盖
【具体实施方式】
[0023] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的 是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新 型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0024] 实施例
[0025] 请参阅图1和图2,本实用新型公开了一种新型低速电机，包括壳体1、封盖8、齿圈 2、柔性齿杯3、输出轴7、控制盒(未图示)和励磁绕组4;壳体1呈帽形，壳体1的端面中屯、设有 轴孔;齿圈2内侧沿圆周方向排列设有内齿，齿圈2由刚性材料制成，齿圈2刚性固定于壳体1 的内壁上;柔性齿杯3设于齿圈2的内部，柔性齿杯3的外边缘排列设有外齿，外齿在柔性齿 杯3不发生形变的情况下不与齿圈2的内齿晒合，柔性齿杯3的每个外齿对应镶嵌设有导磁 体6;励磁绕组4沿圆周排列设有励磁线圈5,励磁绕组4设于齿圈2的外部;封盖8封装于壳体 1上，封盖8中屯、设有轴孔;输出轴7与柔性齿杯3连接，输出轴7沿轴向自封盖8的轴孔贯穿至 壳体1的轴孔外部;控制盒设于壳体1的外部，且与励磁绕组4电连接。
[00%]传统的电机结构沿用了多年，采用的是励磁绕组4和转子的设计，励磁绕组4产生 交变的磁场，从而驱动转子旋转。但运种电机的转速是比较快的，较难实现低速旋转。虽然 目前可W采用私服系统进行低速控制，但驱动电流会变得非常大，是不利于长期低速运行 的。通过机械的方法，可W采用减速器进行减速输出，但减速器是额外的传动部件，需要占 用额外的安装空间。
[0027]本实用新型完全擬弃了传统的转子设计，而是采用柔性齿杯3与齿圈2有序晒合的 方式进行低速驱动。其作用原理是:励磁绕组4产生一个有序的磁场，那么柔性齿杯3内壁的 导磁体6在受到磁场影响后有序地被吸附，从而作用于柔性齿杯3的外齿使其发生规律的弹 性形变，向外凸出的部分与齿圈2接触，使柔性齿杯3凸出部分的外齿与齿圈2的内齿晒合。 磁场产生的规律是顺时针或逆时针旋转的，因此柔性齿杯3的弹性形变也是顺时针或者逆 时针变化的，从而使柔性齿杯3与齿圈2产生有序的晒合过程。而对于齿圈2的内齿与柔性齿 杯3的外齿而言，齿的模数是相等的，由于齿圈2的直径比柔性齿圈2的直径大，必然导致齿 圈2的齿数比柔性齿杯3的齿数多，因而当柔性齿杯3发生一圈规律性弹性形变的过程中，会 相应产生较小角度的偏转，进而造成超低速旋转驱动。励磁绕组4磁场变化转速与输出的实 际转速符合减速比：
[0029] 式中，Z2为齿圈2的齿数；
[0030] Zi为柔性齿杯3的齿数。
[0031] 而且柔性齿杯3的规律性形变通过磁场来控制，没有任何摩擦部件，达到零摩擦的 效果，大大延长了柔性齿杯3的使用寿命。励磁绕组4产生的规律性磁场通过控制箱给出的 电信号控制，控制盒的内部设有各种电气部件及忍片，用于为励磁绕组4产生可控制的磁 场。具体的磁场控制通过外部的程序和对控制盒的调试输出来实现。控制磁场的交变频率 也能控制新型低速电机的输出转速。
[0032] 采用导磁体6内置于柔性齿杯3的设计是本实用新型的一大亮点。导磁体6直接镶 嵌在柔性齿杯3内部，并且每个外齿对应设置一个导磁体6意味着可W精确控制每一个外齿 的晒合。运一设计是对柔性齿杯3晒合控制的有效保证。导磁体6的作用力是直接对应作用 在每一个外齿上的，因而相当于励磁绕组4产生的有序磁场精确控制着柔性齿杯3的每一个 外齿。而采用导磁体6而非自带磁性的永磁体的原因，是由于导磁体6对应每一个外齿设置， 因此在受到磁场的作用后对每个外齿的作用较为直接。如果采用自带磁性的永磁体，永磁 体与永磁体之间的磁场会相互影响，从而有可能导致外齿受力变形，影响外齿与内齿的正 常晒合。而导磁体6自身不具备磁性，但却能被磁力所吸附，便于通过磁场对其进行有效的 控制。
[0033] 而作为进一步的优选，所述的导磁体6的形状呈圆柱形或球形。由于导磁体6是直 接镶嵌在柔性齿杯3内部的、与柔性齿杯3的材料组织直接接触的，呈流线型的圆柱形或球 形具有较好的受力表面。而且其均匀的表面也更有利于响应励磁绕组4的磁性。
[0034] 为了确保输出轴7与壳体1之间旋转杨顺，作为优选，所述输出轴7与壳体1及封盖8 之间设有轴承(未图示）。
[0035] 作为优选，所示励磁绕组4与齿圈2刚性连接，齿圈2的每个齿槽背面对应设置一组 励磁线圈5。由于本实用新型的工作原理是直接通过励磁绕组4产生的磁力吸附使柔性齿圈 2产生弹性形变的，励磁绕组4直接刚性设于齿圈2的外壁即可。根据本实用新型的工作原 理，对应在齿圈2的每个齿槽设置励磁线圈5是最优的方案，柔性齿杯3的外齿是直接晒合在 齿圈2的齿槽中的，因此从齿圈2的齿槽产生吸附磁力能有效提高晒合的控制精度，从而提 高本实用新型的旋转控制精度。但相对来说，励磁线圈5的数量将有所增加，因此该技术方 案较适用于控制精度要求极高、设备体积较大的场合。
[0036] 本实用新型所提供的一种新型低速电机，可实现超低速旋转驱动，运行顺杨，对电 气系统无运行压力，通过编程能够轻松控制转速，可控性强。而且柔性齿杯3的旋转驱动采 用磁性无摩擦设计，使用寿命长，发热量低，稳定性高。整体结构简单，体积小，能安装在较 狭窄的空间，便于应用到精密机械领域，在精密机械领域具有广泛的应用前景。
[0037] W上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通 技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属 于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种新型低速电机，其特征在于:包括壳体、封盖、齿圈、柔性齿杯、输出轴、控制盒和 励磁绕组;壳体呈帽形，壳体的端面中心设有轴孔;齿圈内侧沿圆周方向排列设有内齿，齿 圈由刚性材料制成，齿圈刚性固定于壳体的内壁上;柔性齿杯设于齿圈的内部，柔性齿杯的 外边缘排列设有外齿，外齿在柔性齿杯不发生形变的情况下不与齿圈的内齿啮合，柔性齿 杯的每个外齿对应镶嵌设有导磁体;励磁绕组沿圆周排列设有励磁线圈，励磁绕组设于齿 圈的外部;封盖封装于壳体上，封盖中心设有轴孔;输出轴与柔性齿杯连接，输出轴沿轴向 自封盖的轴孔贯穿至壳体的轴孔外部;控制盒设于壳体的外部，且与励磁绕组电连接。2. 根据权利要求1所述的新型低速电机，其特征在于：所述输出轴与壳体之间设有轴 承。3. 根据权利要求1所述的新型低速电机，其特征在于:所述的导磁体的形状呈圆柱形或 球形。4. 根据权利要求1所述的新型低速电机，其特征在于:所示励磁绕组与齿圈刚性连接， 齿圈的每个齿槽背面对应设置一组励磁线圈。
【专利摘要】本实用新型提供了一种新型低速电机，包括壳体、封盖、齿圈、柔性齿杯、输出轴、控制盒和励磁绕组；壳体呈帽形，壳体的端面中心设有轴孔；齿圈内侧沿圆周方向排列设有内齿，齿圈由刚性材料制成，齿圈刚性固定于壳体的内壁上；柔性齿杯设于齿圈的内部，柔性齿杯的外边缘排列设有外齿，外齿在柔性齿杯不发生形变的情况下不与齿圈的内齿啮合，柔性齿杯的每个外齿对应镶嵌设有导磁体；励磁绕组沿圆周排列设有励磁线圈，励磁绕组设于齿圈的外部；封盖封装于壳体上，封盖中心设有轴孔；输出轴与柔性齿杯连接，输出轴沿轴向自封盖的轴孔贯穿至壳体的轴孔外部；控制盒设于壳体的外部，且与励磁绕组电连接。本实用新型可进行低速旋转驱动。
【IPC分类】H02K5/04, H02K7/10
【公开号】CN205231896
【申请号】CN201521118171
【发明人】郭嘉辉
【申请人】郭嘉辉
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月26日