一种紧凑型模块化外转子行星减速电动滚筒的制作方法

1.本发明涉及电动滚筒技术领域，尤其是一种紧凑型模块化外转子行星减速电动滚筒。


背景技术：

2.小型化和轻量化一直是滚筒输送线的发展趋势，传统的滚筒输送线由作为单独原件的电动机、齿轮箱，链轮、链条、滚筒和机架组成，电动滚筒机和齿轮箱安装在输送线机架的侧面和下部，电机和齿轮箱连接，齿轮箱输出轴装有链轮，通过链条和滚筒上的链轮连接，带动滚筒旋转，进而带动滚筒上的货物移动输送。由于电机和齿轮箱占有一定的空间，对于空间狭小的场合往往不能适用，因此将电机和齿轮箱（减速机构）装设在筒体内部成为解决上述问题的一种技术手段。
3.现有技术中，参见申请号为201410064188.6的微型电动滚筒，将电机和齿轮箱（减速机构）装设在筒体内，其结构包括一根固定定子铁芯的轴名为第一固定轴，第一固定轴设有作为减速齿轮机构输入端的太阳齿，转子带动太阳齿转动，将动力传输给减速齿轮机构，然后带动滚筒转动。该结构存在的问题是：第一固定轴设置为空心结构，内部形成绕组接线的穿线通道，固定轴上在靠近定子铁芯的位置开孔将接线引出至定子铁芯，因此第一固定轴的直径较大，那么套置在其上的太阳齿的直径就比较大，导致齿数也相应的增加，由减速比的公式可知，太阳轮齿数越大，减速比越小，即减速效果越差，为了需要设置多级减速（往往三级以上），加之整个齿轮减速机构沿第一固定轴的轴向进行安装，减速级数越多，第一固定轴的沿轴向的长度尺寸也就越大，这就造成了一方面对中困难，需要在第一固定轴上设置额外的轴承件保持和筒体内壁之间的连接，以进行对中、扶正，防止驱动机构的轴线与筒体轴线偏离，另一方面尺寸过大，无法满足小型化和轻量化的设计需求，无法满足电动滚筒在一些较小空间场所中的安装及应用需求。此外，随着减速级数增加，电缆线沿轴向走线的长度增加，造成额外的成本负担。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种紧凑型模块化外转子行星减速电动滚筒，目的是实现轴向尺寸的小型化和整体结构的模块化设计，以满足安装和使用需求。
5.本发明采用的技术方案如下：一种紧凑型模块化外转子行星减速电动滚筒，包括减速驱动模块，其结构为：包括转子轴、定子轴、定子铁芯、转子、电缆轴、电缆线和输出齿圈，所述定子轴通过轴承连接于所述转子轴的外部，定子轴一端与所述定子铁芯及传感器板相连，另一端与所述电缆轴沿轴向连接构成支撑单元，所述支撑单元内安装有行星减速机构，其输入端与所述转子轴的输出端传动连接、输出端与所述输出齿圈传动连接，所述输出齿圈的内壁两端分别通过轴承与所述支撑单元连接，所述支撑单元内形成有走线通道，用于将所述传感器板上的电缆线引出；
还包括从动模块和待驱动筒体，所述减速驱动模块、所述从动模块分别装配于所述待驱动筒体的第一端和第二端，所述减速驱动模块通过所述输出齿圈的外壁与待驱动筒体的内壁紧配，所述电缆轴从待驱动筒体的第一端伸出。
6.进一步技术方案为：所述减速驱动模块为一级减速模块、二级减速模块或二级以上的减速模块，所述一级减速模块的结构为：包括转子轴、第一定子轴、定子铁芯、转子、第一电缆轴、电缆线和输出齿圈，所述第一定子轴通过轴承连接于所述转子轴的外部，所述第一定子轴一端与定子铁芯及传感器板相连，另一端与所述第一电缆轴沿轴向连接构成支撑单元，所述支撑单元内安装有第一行星减速机构，其输入端与所述转子轴的输出端传动连接、输出端与所述输出齿圈传动连接，所述输出齿圈的内壁两端分别通过轴承与所述第一定子轴、第一电缆轴连接；所述第一电缆轴内设有轴向延伸的第一通道、径向延伸且与第一通道相连的第二通道，所述第一定子轴内设有轴向延伸且远离其中心轴的第三通道，所述第三通道偏心于第一定子轴的中心轴线，所述电缆线从传感器板上绕出依次从第三通道、第二通道和第一通道中引出。
7.所述第一电缆轴的结构包括第二大径部和与第二大径部同轴相连的第二小径部，所述第二小径部通过轴承座与输出齿圈配合，轴承座与筒体连接；所述第一通道沿中心轴线形成于所述第二小径部中，所述第二通道形成于所述第二大径部的端面上，并以其圆心为中心对称分布，相邻第二通道之间形成有一个行星轮的安装位，所述安装位的端面上设有行星轮轴的安装部，相邻两个安装位的圆周面之间形成有卡槽；所述第二大径部上还设有垫片，所述垫片上设有与所述卡槽的位置及轮廓对应的缺口，垫片上还设有与所述安装部的位置对应的限位孔。
8.所述第一定子轴的结构包括第一小径部和与第一小径部同轴相连的第一大径部，所述第一小径部用于装配定子铁芯和传感器板，所述第一大径部用于与输出齿圈配合，所述第三通道形成于所述第一大径部上，第一大径部的外端面上沿圆周方向设有若干用于与所述卡槽对应连接的支撑柱，第三通道的两端分别位于第一大径部的顶端和支撑柱的底端。
9.所述减速驱动模块为一级减速模块、二级减速模块或二级以上的减速模块，所述二级减速模块的结构为：包括转子轴、第二定子轴、定子铁芯、转子、第二电缆轴、电缆线和输出齿圈，所述第二定子轴通过轴承连接于所述转子轴的外部，所述第二定子轴一端与定子铁芯及传感器板相连，另一端与所述第二电缆轴沿轴向连接构成支撑单元，所述支撑单元内安装有第二行星减速机构，其输入端与所述转子轴的输出端传动连接、输出端与所述输出齿圈传动连接，所述输出齿圈的内壁两端分别通过轴承与所述第二电缆轴连接；所述第二电缆轴内设有轴向延伸的第四通道、径向延伸且与第四通道相连的第五通道、轴向延伸且与第五通道连通的第六通道，所述第二定子轴上设有与第六通道对接的偏心通孔，第六通道偏心于第二电缆轴的中心轴线，所述电缆线从传感器板上绕出依次从偏心通孔、第六通道、第五通道和第四通道中引出。
10.所述第二行星减速机构的结构包括多个一级行星轮、行星盘、第二太阳轮、多个二级行星轮，还包括设置在第二电缆轴内壁的内齿圈，多个一级行星轮与设置在转子轴的输出端的第一太阳轮外啮合，并与所述内齿圈内啮合，行星盘的一端与多个一级行星轮固连，另一端与所述第二太阳轮固连，多个二级行星轮同时与第二太阳轮啮合、并与所述输出齿圈啮合。
11.所述第二电缆轴的结构包括第三大径部和与其同轴相连的第三小径部，第三小径部和第三大径部分别通过深沟球轴承与输出齿圈配合，第三大径部内用于容纳第二行星减速机构，第三大径部包括沿圆周方向设置的若干支撑臂，相邻支撑臂之间形成镂空结构，所述第四通道沿中心轴线形成于所述第三小径部中，所述第五通道形成于所述第三大径部的端面上，所述第六通道位于所述支撑臂中，所述内齿圈位于所述第三大径部的内壁上。
12.所述第二定子轴的结构包括第四小径部和与第四小径部同轴相连的第四大径部，所述第四小径部用于装配定子铁芯和传感器板，所述第四大径部用于与第三大径部轴向连接，所述偏心通孔形成于第四大径部上与其中心轴向偏心设置。
13.所述转子的结构包括机壳与磁钢，机壳的结构包括圆周部和设置在圆周部一端的盖部，所述磁钢沿圆周方向固设在所述圆周部的内表面，所述盖部上设有通风孔、以及用于与所述转子轴装配的中心孔，所述通风孔沿圆周方向均匀分布。
14.所述从动模块的结构包括从动轴和连接套，连接套内圈通过轴承与所述从动轴连接，连接套外圈与待驱动筒体紧配。
15.本发明的有益效果如下：本发明是一种外转子电机做驱动，同时结合多级行星减速模块用的电动滚筒，其中，减速驱动模块，拓展了定子轴的功能，在满足减速比的前提下极大地缩小了轴向尺寸，提高了对中精度，无需额外安装对中用的轴承等支撑部件。
16.本发明的减速驱动模块，模块化设计结构合理，只需整体塞入筒体中到位后既满足装配要求，安装操作方便。
17.本发明的包括所述减速驱动模块的电动滚筒，适用于有限空间的安装和应用需求，提高了产品的适用性。
18.本发明具体还具有如下优点：第一定子轴与第一电缆轴、第二定子轴与第二电缆轴分别装配为一体式支撑单元，分别用于安装第一行星减速机构、第二行星减速机构。第一定子轴和第二定子轴所起的作用：作为固定安装定子铁芯的固定轴（电机机芯对中的轴承座）、作为转子轴的轴承座、作为输出齿圈的轴承座、作为电缆线的过线部件。所述支撑单元和现有技术中常规的穿线用的中心轴相比，由于整个行星齿轮传动机构安装在支撑单元内，而非安装在独立的安装轴上，因此轴向尺寸得到了极大的缩减，同时也能保证所需的传动比。轴向尺寸的缩减有助于维持电机驱动组件中心轴线与筒体轴线的对中，只依靠第一定子轴或第二定子轴即可实现有效对中，而无需再单独设置专门的与轴和筒体相连的支撑装进行对中，使得结构获得极大的优化。在传动比相同的情况下，减速驱动模块的轴向尺寸可由现有技术的250mm下降到100-120mm。
19.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
20.图1为本发明实施例一级减速模块的装配结构示意图。
21.图2为本发明实施例一级减速模块第一定子轴与第一电缆轴装配结构的分解结构示意图。
22.图3为图2中第一定子轴的仰视图。
23.图4为本发明实施例一级减速模块的第一电缆轴的分解结构示意图。
24.图5为本发明实施例装配有一级减速模块的电动滚筒的分解结构示意图。
25.图6为本发明实施例的二级减速模块的装配结构示意图。
26.图7为本发明实施例二级减速模块的第二定子轴与第二电缆轴装配结构示意图。
27.图8为图7中结构的分解结构示意图。
28.图9为本发明实施例机壳的结构示意图。
29.图中：1、待驱动筒体；2、机壳；201、圆周部；202、盖部；203、中心孔；204、通风孔；3、磁钢；4、定子铁芯；5、转子轴；51、第一太阳轮；600、第一定子轴；61、第三通道；601、第一小径部；602、第一大径部；603、支撑柱；6000、第二定子轴；6001、第四大径部；6002、第四小径部；6003、偏心通孔；6004、第二安装孔；700、第一电缆轴；71、第一通道；72、第二通道；701、第二大径部；702、第二小径部；703、安装部；704、卡槽；7000、第二电缆轴；73、第四通道；74、第五通道；75、第六通道；7001、第三小径部；7002、第三大径部；7003、支撑臂；7004、第一安装孔；8、输出齿圈；81、间隙环槽；82、内齿；9、轴承座；10、电缆线；11、传感器板；12、垫片；121、缺口；122、限位孔；13、连接套；14、从动轴；15、一级行星轮；16、行星盘；17、深沟球轴承；18、内齿圈；19、第二太阳轮；20、二级行星轮。
具体实施方式
30.以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
31.参见图1，本实施例的一种紧凑型模块化外转子行星减速电动滚筒，包括减速驱动模块，其结构为：包括转子轴5、定子轴、定子铁芯4、转子、电缆轴、电缆线10和输出齿圈8，所述定子轴通过轴承连接于所述转子轴5的外部，定子轴一端与所述定子铁芯4及所述传感器板11相连，另一端与所述电缆轴沿轴向连接构成支撑单元，所述支撑单元内安装有行星减速机构，其输入端与所述转子轴5的输出端传动连接、输出端与所述输出齿圈8传动连接，所述输出齿圈8的内壁两端分别通过轴承与所述支撑单元连接，所述支撑单元内形成有走线通道，用于将所述传感器板11上的电缆线10引出；还包括从动模块和待驱动筒体1，所述减速驱动模块、所述从动模块分别装配于所述待驱动筒体1的第一端和第二端，所述减速驱动模块通过所述输出齿圈8的外壁与待驱动筒体1的内壁紧配，所述电缆轴从待驱动筒体1的第一端伸出。
32.其中，减速驱动模块包括一级减速模块、二级减速模块或二级以上减速模块；参见图1，一级减速模块的结构为：包括转子轴5、第一定子轴600、定子铁芯4、转子、第一电缆轴700、电缆线10和输出
齿圈8，第一定子轴600通过轴承连接于转子轴5的外部，第一定子轴600一端与定子铁芯4及传感器板11相连，另一端与第一电缆轴700沿轴向连接构成支撑单元，所述支撑单元内安装有第一行星减速机构，其输入端与转子轴5的输出端传动连接、输出端与输出齿圈8传动连接，输出齿圈8的内壁两端分别通过轴承与第一定子轴600、第一电缆轴700连接；第一电缆轴700内设有轴向延伸的第一通道71、径向延伸且与第一通道71相连的第二通道72，第一定子轴600内设有轴向延伸且远离其中心轴的第三通道61，第三通道61偏心于第一定子轴600的中心轴线，电缆线10从传感器板11上绕出依次从第三通道61、第二通道72和第一通道71中引出；参见图6所示，二级减速模块的结构为：包括转子轴5、第二定子轴6000、定子铁芯4、转子、第二电缆轴7000、电缆线10和输出齿圈8，第二定子轴6000通过轴承连接于转子轴5的外部，第二定子轴6000一端与定子铁芯4及传感器板11相连，另一端与第二电缆轴7000沿轴向连接构成支撑单元，所述支撑单元内安装有第二行星减速机构，其输入端与转子轴5的输出端传动连接、输出端与输出齿圈8传动连接，输出齿圈8的内壁两端分别通过轴承与第二电缆轴7000连接；第二电缆轴7000内设有轴向延伸的第四通道73、径向延伸且与第四通道73相连的第五通道74、轴向延伸且与第五通道74连通的第六通道75，第二定子轴6000上设有与第六通道75对接的偏心通孔6003，第六通道75偏心于第二电缆轴7000的中心轴线，电缆线10从传感器板11上绕出依次从偏心通孔6003、第六通道75、第五通道74和第四通道73中引出。
33.上述实施例中，第一定子轴600与第一电缆轴700、第二定子轴6000与第二电缆轴7000分别装配为一体式支撑单元，分别用于安装第一行星减速机构、第二行星减速机构。第一定子轴600和第二定子轴6000所起的作用：作为固定安装定子铁芯4的固定轴（电机机芯对中的轴承座）、作为转子轴5的轴承座、作为输出齿圈8的轴承座、作为电缆线10的过线部件。所述支撑单元和现有技术中常规的穿线用的中心轴相比，由于整个行星齿轮传动机构安装在支撑单元内，而非安装在独立的安装轴上，因此轴向尺寸得到了极大的缩减，同时也能保证所需的传动比。轴向尺寸的缩减有助于维持电机驱动组件中心轴线与筒体轴线的对中，只依靠第一定子轴600或第二定子轴6000即可实现有效对中，而无需再单独设置专门的与轴和筒体相连的支撑装进行对中，使得结构获得极大的优化。在传动比相同的情况下，减速驱动模块的轴向尺寸可由现有技术的250mm下降到100-120mm。
34.可以理解，支撑单元的具体结构根据行星减速机构的级数不同略微不同，但不论一级减速模块还是二级减速模块，所述支撑单元的作用相同，加工时，行星减速机构和支撑单元装配为模块，将整个模块塞入到筒体中，即可完成装配。并且根据实际需要可以做成三级减速模块、四级减速模块。
35.参见图5，输出齿圈8的内壁上设有用于与所述第一行星减速机构或第二行星减速机构的输出端传动连接的内齿82， 所述输出齿圈8的外壁上设有间隙环槽81。
36.参见图1、图5和图6，减速驱动模块通过输出齿圈8的外壁与待驱动筒体1的内壁紧配，第一电缆轴700或第二电缆轴7000从待驱动筒体1的第一端伸出，从动模块的结构包括从动轴14和连接套13，连接套13内圈通过轴承与从动轴14连接，连接套13外圈与待驱动筒体1紧配。电缆线通过对应的通道进行走线，并从靠近驱动模块的一端伸出，进一步缩短的电缆线长度。
37.上述实施例的电动滚筒的工作原理：电缆线通电后，转子转动，带动转子轴5旋转，转子轴5的输出通过行星减速机构传递给输出齿圈8，输出齿圈8带动与其紧配合的待驱动筒体1转动。工作过程中，所述支撑单元是固定的，三个通道构成的走线通道是固定的，可保证绕组穿线稳定穿过。
38.所述支撑单元在制造和装配时，可分别加工后固连，也可通过注塑加工一体成型。
39.如图2、图3所示，第一定子轴600的结构包括第一小径部601和与第一小径部601同轴相连的第一大径部602，第一小径部601用于装配定子铁芯4和传感器板11，第一大径部602用于与输出齿圈8配合，第三通道61形成于第一大径部602上，第一大径部602的外端面上沿圆周方向设有若干支撑柱603，第三通道61的两端分别位于第一大径部602的顶端和支撑柱603的底端。
40.如图4所示，第一电缆轴700的结构包括第二大径部701和与第二大径部701同轴相连的第二小径部702，第二小径部702通过轴承座9与输出齿圈8配合，轴承座9与待驱动筒体1连接；第一通道71沿中心轴线形成于第二小径部702中，第二通道72形成于第二大径部701的端面上，并以其圆心为中心对称分布，相邻第二通道72之间形成有一个行星轮的安装位，安装位的端面上设有行星轮轴的安装部703，相邻两个安装位的圆周面之间形成有卡槽704，卡槽704用于与支撑柱603对应连接。
41.第二大径部701上还设有垫片12，垫片12上设有与卡槽704的位置及轮廓对应的缺口121，垫片12上还设有与安装部703的位置对应的限位孔122。
42.参见图2，第一行星减速机构的结构包括多个一级行星轮15，多个一级行星轮15同时与设置在转子轴5的输出端的第一太阳轮51啮合、并与输出齿圈8啮合。
43.具体的，一级行星轮15设置三个。
44.第一行星减速机构的工作原理：电缆线通电后，转子转动，带动转子轴5旋转，转子轴5的动力通过三个一级行星轮15传递给输出齿圈8，实现一级减速。
45.参见图7和图8，第二行星减速机构的结构包括多个一级行星轮15、行星盘16、第二太阳轮19、多个二级行星轮20，还包括设置在第二电缆轴7000内壁的内齿圈18，多个一级行星轮15与设置在转子轴5的输出端的第一太阳轮51外啮合，并与内齿圈18内啮合，行星盘16的一端与多个一级行星轮15固连，另一端与第二太阳轮19固连，多个二级行星轮20同时与第二太阳轮19啮合、并与输出齿圈8啮合。
46.具体的，一级、两级行星轮各设置三个。
47.第二行星减速机构的工作原理：电缆线通电后，转子转动，带动转子轴5旋转，转子轴5的动力通过三个一级行星轮15传递给内齿圈18，实现一级减速，带动行星盘16旋转，进而驱动第二太阳轮19自转，再将动力传递给二级行星轮20，继而传递给输出齿圈8实现二级减速。
48.第二电缆轴7000的结构包括第三大径部7002和与其同轴相连的第三小径部7001，第三小径部7001和第三大径部7002分别通过深沟球轴承17与输出齿圈8配合，第三大径部7002内用于容纳第二行星减速机构，第三大径部7002包括沿圆周方向设置的若干支撑臂7003，相邻支撑臂7003之间形成镂空结构，第四通道73沿中心轴线形成于第三小径部7001中，第五通道74形成于第三大径部7002的端面上，第六通道75位于支撑臂7003中，内齿圈18
位于第三大径部7002的内壁上。
49.第二定子轴6000的结构包括第四小径部6002和与第四小径部6002同轴相连的第四大径部6001，第四小径部6002用于装配定子铁芯4和传感器板11，第四大径部6001用于与第三大径部7002轴向连接，偏心通孔6003形成于第四大径部6001上与其中心轴向偏心设置。
50.转子的结构包括机壳2与磁钢3，机壳2的结构包括圆周部201和设置在圆周部201一端的盖部202，磁钢3沿圆周方向固设在圆周部201的内表面，盖部202上设有通风孔204、以及用于与转子轴5装配的中心孔203，通风孔204沿圆周方向均匀分布。
51.具体的，第二定子轴6000通过第四大径部6001的第二安装孔6004与第二电缆轴7000上的第一安装孔7004连接成一体，如图7所示的。
52.上述实施例中，参见图9，转子的结构包括机壳2与磁钢3，机壳2的结构包括圆周部201和设置在圆周部201一端的盖部202，磁钢3沿圆周方向固设在圆周部201的内表面，盖部202上设有通风孔204、以及用于与转子轴5装配的中心孔203。
53.中心孔203用于装配转子轴5。
54.通风孔204用于提高散热效果，优选的沿圆周方向均匀分布。
55.圆周部201的外表面与筒体1内表面之间形成间隙。电机工作时，磁钢3在定子绕组的励磁磁场作用下转动，并带动机壳2旋转，此时通风孔204的作用相当于是个小风扇，增加了电机内部空气扰动和流通，扩大了和筒体表面的换热接触面积，增强了散热效果。
56.本技术的紧凑型模块化外转子行星减速电动滚筒，通过所述支撑单元的设置解决了现有的减速驱动结构由于减速比的需求导致定子轴长度过长造成的对中精度差、整个驱动模块尺寸过长的问题。可满足较小尺寸的设计要求，实现了电动滚筒在较小空间内的安装及应用需求。
57.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。