一种超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，具体设及一种超低速电机。
【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】
[000引本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超低速电机，进行低速旋转驱动。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型采用W下技术方案：
[0007] -种超低速电机，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，柔性齿杯的内壁上排 列设有永磁体，所有永磁体的磁感线方向均沿径向设置，且磁极方向均一致;励磁绕组设于 柔性齿杯的中屯、，励磁绕组沿圆周排列设有励磁线圈;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。
[0008] 进一步的，所述输出轴与壳体之间设有轴承。
[0009] 进一步的，所述的永磁体与永磁体之间设有安装间隙。
[0010] 进一步的，所述安装间隙中垫设有由柔性材料制成的柔性垫片。
[0011] 进一步的，所述的永磁体外覆有柔性外膜，柔性外膜将所有永磁体包覆为一个一 体设置的闭合的磁性环，磁性环的外壁与柔性齿杯的内壁紧密贴合。
[0012] 本实用新型所提供的一种超低速电机，具有W下优点：
[0013] 实现超低速旋转驱动，运行顺杨，对电气系统无运行压力，跟普通电机一致；
[0014] 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；
[0015] 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】
[0016] 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。
[0017] 图1为本实用新型超低速电机的爆炸示意图。
[0018] 图2为超低速电机的内部结构示意图。
[0019] 附图标记说明：
[0020] 1、壳体 2、齿圈
[0021] 3、柔性齿杯 4、励磁绕组
[0022] 5、励磁线圈 6、永磁体
[0023] 7、输出轴 8、封盖
[0024] 9、安装间隙
【具体实施方式】
[0025] 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。
[0026] 实施例
[0027] 请参阅图1和图2,本实用新型公开了一种超低速电机，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;齿圈纳侧沿圆周方向排列设有内齿，齿圈袖刚性材料制成，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的内壁上排列设有永磁体6,所有永 磁体6的磁感线方向均沿径向设置，且磁极方向均一致;励磁绕组4设于柔性齿杯3的中屯、， 励磁绕组4沿圆周排列设有励磁线圈5;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。
[0028] 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。
[0029] 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 永磁体6在受到磁场影响后有序地产生斥力，使柔性齿杯3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：
[0031 ]式中，Z2为齿圈2的齿数；
[0032] Zi为柔性齿杯3的齿数。
[0033] 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 也能控制超低速电机的输出转速。
[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，所述的永磁体6与永磁体6之间设有安装间隙9。由于柔性齿杯3需要不 断发生弹性形变，排列在其内壁上的永磁体6如果是紧密排列的则会发生互相干设顶死的 情况，安装间隙9则避免了运一问题。而且永磁体6与永磁体6之间的磁极朝向是一致的，因 此相邻的永磁体6之间也会产生斥力，导致柔性齿杯3能够在斥力的作用下迅速恢复正常形 状。而作为进一步的优选，所述安装间隙9中垫设有由柔性材料制成的柔性垫片，从而缓冲 永磁体6与永磁体6之间的相互作用，避免相碰发生磨损和噪音。永磁体6的数量决定了整体 的运转精度，而永磁体6的磁感应强度则决定了其反应的灵敏度，磁感应强度越高，所需的 驱动电力越小，但永磁体6与永磁体6的相互作用影响也更剧烈，具体参数可按需设计。
[0036] 作为优选，所述的永磁体6外覆有柔性外膜，柔性外膜将所有永磁体6包覆为一个 一体设置的闭合的磁性环，磁性环的外壁与柔性齿杯3的内壁紧密贴合。运种一体式的设计 将所有的永磁体6-体制作成一个磁性环，便于整体的维护保养，也提高了永磁体6的定位 精度。磁性环可W制作成量产化的部件，如果需要更换永磁体6,直接更换整个磁性环即可， 大大降低了维护保养的难度。
[0037] 本实用新型所提供的一种超低速电机，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。
[0038] 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. 一种超低速电机，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 的内壁上排列设有永磁体，所有永磁体的磁感线方向均沿径向设置，且磁极方向均一致;励 磁绕组设于柔性齿杯的中心，励磁绕组沿圆周排列设有励磁线圈；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所述的超低速电机，其特征在于:所述输出轴与壳体及封盖之间设有 轴承。3. 根据权利要求1所述的超低速电机，其特征在于:所述的永磁体与永磁体之间设有安 装间隙。4. 根据权利要求3所述的超低速电机，其特征在于:所述安装间隙中垫设有由柔性材料 制成的柔性垫片。5. 根据权利要求3或4所述的超低速电机，其特征在于:所述的永磁体外覆有柔性外膜， 柔性外膜将所有永磁体包覆为一个一体设置的闭合的磁性环，磁性环的外壁与柔性齿杯的 内壁紧密贴合。
【专利摘要】本实用新型提供了一种超低速电机，包括壳体、封盖、齿圈、柔性齿杯、输出轴、控制盒和励磁绕组；齿圈内侧沿圆周方向排列设有内齿，齿圈刚性固定于壳体的内壁上；柔性齿杯设于齿圈的内部，柔性齿杯的内壁上排列设有永磁体，所有永磁体的磁感线方向均沿径向设置，且磁极方向均一致；输出轴与柔性齿杯连接，输出轴的端部穿过壳体的轴孔外露于壳体之外；励磁绕组设于柔性齿杯的中心，励磁绕组沿圆周排列设有励磁线圈；封盖封装于壳体上；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】H02K21/22, H02K7/116
【公开号】CN205231980
【申请号】CN201521115285
【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