外转子电机及电动轮滑的制作方法

文档序号:15125581发布日期:2018-08-08 00:28阅读:143来源:国知局

本实用新型涉及电机技术领域,具体涉及一种外转子电机以及电动轮滑。



背景技术:

轮毂电机的应用非常广泛,例如电动自行车上,电动平衡车上等等。

公开号为CN202260955U的实用新型专利,公开了一种轮毂电机,包括电机轴和固定在其上的定子,定子外套设有转子外壳,转子外壳的前、后两端分别通过转子端盖和轴承可旋转固定在电机轴上,转子端盖的外侧与毂刹组件相连,转子外壳与轮毂相连,所述的转子外壳以电机轴的轴线为中心旋转,转子端盖与电机轴发生相对转动。

公开号为CN104958894A的发明专利,公开了一种电动平衡车,该电动平衡车上具有两个轮毂电机,所述内盖左右两侧边缘位置则固定纵向安装的轮毂电机,所述内盖的中间位置安装有转动机构并可绕转动结构转动。即,所述内盖相对的两端与所述轮毂电机固定连接,而所述内盖通过转动结构实现转动。显然地,这种轮毂电机工作时,轮毂以及安装在轮毂两个轴向端面上的端盖随同轮毂一起转动,而设置在轮毂中心的轴不转。

对于上述两种结构的轮毂电机,当轮毂电机工作时,轴相对于轮毂和端盖是不转动的,当轮毂转动时,安装在轮毂周面上的轮胎与地面在摩擦作用力下,使动轴相对地面运动,从而被轮毂电机驱动的物体相对地面形成运动。均是以轮毂转动时带动安装在轮毂轴向端面上的端盖进行转动的形式,这样结构的轮毂电机,被轮毂电机驱动的物体只能与所述的轴连接,根据申请人检索到的轮毂电机来看(例如,公开为CN1826718A、CN101877524A、CN103944305A等专利),目前所有的轮毂电机均是以轮毂转动带动两个端盖转动,而中心的轴不动的结构形式,因此,目前的轮毂电机的结构形式较为固定化,如果继续在轮毂转动带动两个端盖转动的结构形式进行轮毂电机的研发,很难使轮毂电机的结构以及应用得到新的突破。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种转子转动时定子端盖处于静止状态的外转子电机。

一种外转子电机,包括呈环形的转壳;

转子端盖,转子端盖设置于转壳的一端后,在转子端盖与转壳之间形成容纳腔;

位于容纳腔中的磁钢以及安装有绕组的铁芯,磁钢适配在转壳的内圆周面上;

所述转子端盖的一端设有位于所述容纳腔中的支柱;还包括:

位于容纳腔中的定子支架,定子支架设置在所述支柱上且支柱相对定子支架可旋转,所述铁芯适配于定子支架上且铁芯位于所述磁钢与定子支架之间;

设置于定子支架端部的定子端盖,定子端盖位于转壳的另一端且定子端盖与转壳之间设有间隙,铁芯通电后产生的电磁转矩使转壳以及转子端盖旋转时,定子端盖的转速为零。

本实用新型的外转子电机的优点为:由于省略了在电机的中心设置轴通过轴来支撑其他被驱动的物体,本实用新型的外转子电机工作时,定子端盖是处于静止的状态,因此,可以将被驱动的物体与定子端盖进行安装,从而本实用新型的外转子电机颠覆了传统外转子电机或者轮毂电机的结构方式,同时本实用新型的外转子电机的应用也能得到新的突破。

本实用新型的又一目的是基于本实用新型的外转子电机提供了一种安全性好的电动轮滑。

一种电动轮滑,包括如权利要求1至6任意一项所述的外转子电机;

轮胎,该轮胎包覆在外转子电机的转壳的外圆周面上;

脚踏板,该脚踏板的一端与外转子电机的定子端盖连接;

与脚踏板铰接的轮,以使轮相对脚踏板能旋转;

使用状态下,脚踏板的另一端沿着外转子电机的轴向延伸,轮的轴向与外转子电机的轴向平行。

本实用新型电动轮滑的优点为:电动轮滑在使用过程中,外转子电机以及安装在外转子电机上的轮胎支撑在地面上,成为一处支撑,而安装在脚踏板上的轮成为另一处支撑,由于轮的轴向与外转子电机的轴向是平行的,因此,在两处间隙的支撑作用下,使得电动轮滑的稳定性更好,电动轮滑在使用过程中也更加安全。本实用新型的电动轮滑,即使以前不会使用轮滑鞋的使用时,也会使用,具有适用人群广的优点。

附图说明

图1为本实用新型的外转子电机的外形结构示意图;

图2为在图1的基础上隐藏了定子端盖后的示意图;

图3为图1的剖面结构示意图;

图4为本实用新型的转壳和转子端盖结合的示意图;

图5为本实用新型中的定子支架的结构示意图;

图6为本实用新型中的定子端盖的结构示意图;

图7为在图1的基础上安装上轮胎后的结构示意图;

图8为图7的剖面结构示意图;

图9为本实用新型中的外转子电机具体实施为电动轮滑的结构示意图;

图10为电动轮滑使用时一种实施例的示意图;

图11为弹性贴合圈与安装部结合成一体剖面结构示意图

附图1至10中的标记:

A为外转子电机,B为电动轮滑,C为脚;

10为转壳,11为容纳腔,12为凸缘,13为环形槽,20为转子端盖,21为支柱,22为轴承,30为磁钢,40为铁芯,50为定子支架,51为安装孔,52为安装座,53为凹腔,54为套管,55为环墙,60为定子端盖,61为装配孔,62为弹性贴合圈,63为环槽,70为电池,80为电路板,90为轮胎,100为脚踏板,101为束缚脚的部件,102为驻车部件,110为轮,120为压圈。

具体实施方式

如图1至图6所示,本实用新型的外转子电机A,包括呈环形的转壳10、转子端盖20、磁钢30、安装有绕组的铁芯40、定子支架50、定子端盖60、弹性贴合圈62、压圈120,下面分别对各部分以及它们之间的相互关系进行详细地说明:

如图2至4所示,转子端盖20设置于转壳10的一端后,在转子端盖20与转壳10之间形成容纳腔11;所述转子端盖20的一端设有位于所述容纳腔11中的支柱21,该支柱21用于与定子支架50进行装配,以使定子支架50能获得支撑。在一个或多个具体的实施例中,转子端盖20与转壳10优先采用一体成型的方式,支柱21与转子端盖20也优先采用一体成型的方式,支柱21的一端与端盖20一体成型,而支柱21的另一端为自由端,支柱21的另一端设有盲孔,优选地该盲孔的孔壁面上设有螺纹,支柱21的外圆周面上优先采用两级台阶的结构形式,即支柱21的一端的外径大于该支柱另一端的外径,这样,在支柱21上装配两个内径不同的轴承,以便于对支架50进行支承。

如图3所示,磁钢30位于容纳腔11中,磁钢30适配在转壳10的内圆周面上,即磁钢30固定在转壳10的内圆周面上。安装有绕组的铁芯40位于容纳腔11中,镶嵌在铁芯40上的绕组通电后产生感应电动势,在铁芯40与磁钢30之间形成旋转磁场后产生电磁转矩,从而使转壳10转动,转子端盖30则随同转壳10转动。

如图1和图3所示,定子支架50位于容纳腔11中,定子支架50设置在所述支柱21上且支柱21相对定子支架50可旋转,定子支架50的一端设有安装所述支柱的安装孔51,支柱21上安装有轴承22,轴承22适配在所述安装孔51中,这样,支柱21相对定子支架50可以旋转。所述铁芯40适配于定子支架50上且铁芯50位于所述磁钢30与定子支架50之间,定子支架50周向的形状为圆形。

如图3和图5所示,定子端盖60设置于定子支架50的端部,定子端盖60优先采用紧固件与定子支架50固定连接,所述紧固件优先采用螺钉,也可以采用铆钉、销等。定子端盖60还可以采用焊接的方式与定子支架50固定连接。所述定子端盖60的轴向端面上设有多个装配孔61,所述定子支架50上设有多个安装座52,安装座52上设有孔,每个安装座52对应地伸入到定子端盖60上的一个装配孔61中,安装座52与装配孔61形成间隙配合,当需要在将其他物体安装在外转子电机A上时,所述物体通过螺钉等紧固件与安装座52进行连接,从而将所述物体固定在外转子电机A上。

如图3和图5所示,在一个或多个具体的实施例中,定子支架50的另一端设有沿着定子支架轴向凹进的凹腔53,安装孔51贯穿到凹腔53内,由于设置凹腔53后,定子支架50上的安装孔51的有效高度减小,因此在凹腔53内设有环绕在所述安装孔孔口周围的套筒54,这样,套有轴承22的立柱伸入到套筒54中,通过套管54来保障支柱21与定子支架50之间的装配。

如图3所示,在一个或多个具体的实施例中,还包括电池70以及具有控制电路的电路板80,电池70设置于所述凹腔53内,电路板80与电池70电连接,电路板80的输出端与铁芯40上的绕组电连接。这样的方式,将电池70以及电路板80集成在外转子电机A内,使得无需外转子电机A无需外接电源即可进行工作。电路板80上的控制电路可以采用常规的电路,例如,电动自行车上的控制电路,或者电动平衡车上的控制电路,然而,作为将电池70和电路板80集成在外转子电机A内部的方式而言,操控电路板80控制电池电流的输出,最佳的方式是通过无线的形式进行操控,即使用的人只需有一个类似于遥控发射器的手持装置即可,该手持装置上设置档位,每选择一个档位,代表控制外转子电机A的转速,而在电路板80上设置有遥控信号接收器,遥控信号接收器接收到所述信号后,通过控制电路中的处理器进行识别,调整输出电流的大小,从而改变外转子电机A的转速。

如图3所示,压圈120固定在转壳面对定子端盖的端面上,压圈120与定子端盖60之间留有间隙,所述转壳10的外圆周面上设有沿该转壳径向延伸的凸缘12,所述压圈120沿着转壳10的径向延伸到转壳10外圆周面以外,在压圈120与凸缘12以及转壳10之间形成一个环形槽13。

在本实用新型中,由于转壳10转动时,定子端盖60是静止的,而在转壳10与定子端盖60之间要实现密封,如果直接采用常规的O形密封圈是无法达到密封的目的的,因此,本实用新型提供了一种弹性贴合圈62与压圈120配合以达到密封的目的。如图3和图11所示,所述弹性贴合圈62的一端压在压圈120的端面上,弹性贴合圈62的另一端设有安装部62a,该安装部与定子端盖60固定连接,在弹性贴合圈62与安装部62a之间形成一个小于90度的夹角,优选地,弹性贴合圈62与安装部的长度相同,而弹性贴合圈62与安装部62a之间的夹角为30至60度,更优选的方式是,弹性贴合圈62与安装部之间的夹角为50度。而在弹性贴合圈62与安装部之间形成小于90度的夹角后,加上弹性贴合圈62与安装部的长度相同,因此,弹性贴合圈62与安装部62a形成了一个截面为V字形的密封圈。弹性贴合圈62与安装部62a优先采用橡胶材料且采用一体成型的方式制成,由于定子端盖和60和转壳10之间存在间隙,当压圈120随着转壳10转动时,通过弹性贴合圈62压在压圈120上后,首先对转壳的转动不产生限制,同时又起到了密封的作用,防止灰尘及水对铁芯40造成不利影响。由于弹性贴合圈62具有弹性,能够很好地与压圈120形成贴合,可以弥补定子端盖60的制造误差,并且占用空间也小。

如图3所示,定子端盖60的一部分位于容纳腔11的外部,定子端盖60位于转壳10的另一端且定子端盖60与转壳10之间设有间隙,当铁芯40通电后产生的电磁转矩使转壳10以及转子端盖20旋转时,定子端盖60与转壳10之间的间隙避免转壳10旋转的作用力传递到定子端盖60,因此,定子端盖也就不会随着转壳10旋转,从而定子端盖60的转速为零,即相对旋转的转壳来说,定子端盖60是静止不动的。显然地,这种结构的外转子电机A,由于省略了在电机的中心设置轴通过轴来支撑其他被驱动的物体,由于本实用新型的外转子电机A工作时,定子端盖是处于静止的状态,因此,可以将被驱动的物体与定子端盖60进行安装,从而本实用新型的外转子电机A颠覆了传统外转子电机A或者轮毂电机的结构方式,同时本实用新型的外转子电机A的应用得到了新的突破。

如图7至图10所示,本实用新型的电动轮滑B,包括上述实施方式中的外转子电机A、轮胎90、脚踏板100、与脚踏板铰接的轮110以使轮110相对脚踏板100能旋转;下面对它们之间的关系进行详细地说明:

如图7和图8所示,轮胎90包覆在外转子电机A的转壳10的外圆周面上,由于在压圈120与凸缘12以及转壳10之间形成一个环形槽13,所述轮胎90的一部分位于该环形槽13中,轮胎90位于环形槽13中的部分被所述凸缘12以及压圈120夹持,从而将轮胎90牢固地安装在转壳10上。

如图9所示,脚踏板100的一端与外转子电机A的定子端盖60连接,脚踏板100与定子端盖60的连接方式可以是固定连接方式,也可以是活动连接方式,本实施例中,脚踏板100与定子端盖60采用活动的连接方式,该活动连接方式优先采用铰接方式,例如,在定子端盖60上安装铰链,该铰链通过螺钉与安装座52进行紧固,脚踏板100再与铰链进行连接。由于脚踏板100与定子端盖60采用活动的连接方式,因此,在活动的连接方式下,当电动轮滑B处于使用状态时,脚踏板100的另一端沿着外转子电机A的轴向延伸,轮110的轴向与外转子电机A的轴向平行,这样,人的脚C可以站在脚踏板100上面(人的两只脚C各使用一个电动轮滑B),当外转子电机A工作时,电磁转矩使得轮胎90与地面之间形成摩擦作用力,在摩擦作用力的推动下,使得脚踏板100随着外转子电机A的位移而位移。并且在活动的连接方式下,电动轮滑B在非使用状态下将脚踏板100能向定子端盖60翻折,从而将脚踏板100收拢,以减小占用空间,方便整个电动轮滑B进行收纳,可以将本实用新型的电动轮滑B放在包中,因此具有携带方便的优点,而到了办公室或家中,可以将电动轮滑B放置在抽屉中,具有存放方便的优点。

如图10所示,脚踏板100上设有束缚脚的部件101,该束缚脚的部件101可以是绳,也可以是带,或者是鞋,又或者鞋的一部分,当使用者的脚站在脚踏板100上以后,通过束缚脚的部件101将脚C束缚起来,这样,电动轮滑B与脚固定为一体,当电动轮滑B行驶时,增加了安全性,并且在有坎坷的道路上,本实用新型的电动轮滑B就像鞋一样,直接可以穿着电动轮滑B像平时走路那样行走,而不用将电动轮滑B脱下来用手拿着走,而现有技术中的电动平衡车,对于有坎坷的道路,是需要使用者从电动平衡车上下来,将电动平衡车抱着走的,因此,本实用新型的电动轮滑B,在使用过程中可以适用于更多的道路。

如图9和图10所示,所述脚踏板100上还设有驻车部件102,该驻车部件102位于脚踏板100的后部,驻车部件102的高度小于轮110的高度,因此,电动轮滑B在正常的行驶过程中,驻车部件102不与地面接触,当需要驻车时,通过驻车部件102与地面进行接触,在驻车部件102的摩擦作用力下,使得驻车的电动轮滑B能够减速;或者在有坎坷的道路上时,通过驻车部件102与地面进行接触,在驻车部件102的支撑下可防止电动轮滑B在使用者行走时产生的摩擦作用力下使轮110以及外转子电机A转动,可以避免使用者在行走过程中摔倒。驻车部件102优先采用磨损塑料或橡胶制成,驻车部件102的形状优先采用梯形。

本实用新型的外转子电机A与脚踏板100以及轮110结合形成电动轮滑A,只是对本实用新型的外转子电机A的其中一种优选应用的说明,但实际的使用中,本实用新型的外转子A不局限于在轮滑中的应用,也可以在轮壳的外圆周面上加装扇叶,形成风扇,对于该外转子电机的应用,非常广泛,在此不再一一说明。

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