一种半开口的紧凑型的整装式力矩电机的制作方法

本发明涉及永磁直流力矩电机技术领域，尤其是一种应用于轻量化的高精度驱动系统中的半开口的紧凑型的整装式力矩电机。

背景技术：

直流力矩电机是力矩电机中较为重要的一种，主要特点是体积小、功率密度高、控制简单、响应速度快。在一些高精度的力矩驱动系统中，要求电机在低转速条件下，力学性能好、响应时间短、死区小。同时对电机的限定尺寸和重量都有较高的要求。

普通的整装式永磁直流力矩电机是全封闭式结构，尺寸增大较多，力学性能损失较大，无法在尺寸、峰值力矩、力矩波动、静摩擦力矩等指标上都达到较高的水平，在高精密的轻量化系统中应用中存在一定的困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种半开口的紧凑型的整装式力矩电机，以解决当前的整装式直流力矩电机体积大，不适用于轻量化的高精密驱动系统的问题。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种半开口的紧凑型的整装式力矩电机，其特征在于：包括机壳组件、磁钢、轴套、电枢绕组、刷架、电刷、轴承、内锁母、外锁母和引线，机壳组件包括机壳外环和机壳轴，机壳外环的内壁与磁钢连接，组成电机的定子；机壳外环的内部同轴设置机壳轴，该机壳轴与轴承的内环连接，构成电机的轴系；轴承的外环连接轴套的内圆，该轴套的外圆连接电枢绕组，构成电机的转子，在轴承外端面外侧的机壳轴上依次同轴套装内锁母和外锁母；刷架和电刷构成电机的电刷组件，刷架固定在定子上，电刷安装在刷架上，并与转子接触，刷架上安装两根引线。

而且，所述的机壳组件还包括机壳法兰，该机壳法兰为多个，其均布设置在机壳外环的外部，通过机壳法兰可以与系统安装。

而且，所述的机壳组件是一侧封闭、一侧敞开的半开口式结构，机壳组件具有内腔，轴承、轴套、电枢绕组、内锁母、外锁母、磁钢、刷架和电刷均位于该内腔中。

而且，所述的机壳轴的轴心同轴制出轴孔。

而且，所述的轴套上有螺孔，通过螺钉与系统的轴系连接；轴套的输出内孔使电机的转子与系统的轴系实现同轴连接。

而且，所述的内锁母和外锁母为可对锁结构。

本发明的优点和积极效果是：

1、本电机的定子与轴承的内环连接，转子与轴承外环连接，轴承内环固定，轴承外环被电机转子带动旋转，使电机结构非常紧凑，轴向尺寸实现最小化，可以做到10mm以内。

2、本电机采用半开口式整体式结构，轴承完全置于转子内腔，安装方便、尺寸小、重量轻、力矩密度高。单边的壳体结构可最大化利用既定的轴向空间，发挥电机的力学性能输出。

3、有效地减小了磁阻力矩和力矩波动，使电机的静摩擦力矩在峰值力矩的2.5％以下，远高于国军标5％的指标。

4、双锁母对锁结构既可以保证锁紧强度，又可以优化本身的摩擦力矩，提升抗冲击、振动的能力。

5、轴承配合使用的安装形式，有利于消除轴向往复间隙。

6、电刷组件露在电机的外面，拆装方便，易于维护。

7、该整装式力矩电机可以用于导引、舵机等精密系统的执行单元，可以作为独立产品进行销售。

附图说明

图1是本发明半开口的紧凑型的整装式力矩电机沿轴线剖开的结构示意图；

图2是本发明半开口的紧凑型的整装式力矩电机的立体图。

本发明中的各部件名称及件号如下：

1、机壳组件；1-1、机壳外环；1-2、机壳轴；1-3、机壳法兰；1-4、轴孔；

2、磁钢；3、轴套；4、电枢绕组；5、刷架；6、电刷；7、轴承；8、内锁母；9、外锁母；10、引线。

具体实施方式

下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种半开口的紧凑型的整装式力矩电机，本电机为整装式结构，其包括机壳组件1、磁钢2、轴套3、电枢绕组4、刷架5、电刷6、轴承7、内锁母8、外锁母9和引线10。机壳组件是一侧封闭、一侧敞开的半开口式结构，机壳组件具有内腔，轴承、轴套、电枢绕组、内锁母、外锁母、磁钢、刷架和电刷均位于该内腔中。

机壳组件1包括机壳外环1-1、机壳轴1-2和机壳法兰1-3，该机壳法兰为多个，在本实施例中，机壳法兰1-3为四法兰均布结构，其均布设置在机壳外环的外部，通过机壳法兰可以简便的与系统安装。

机壳外环1-1的内壁与磁钢2连接，组成电机的定子。机壳外环内部同轴设置机壳轴，该机壳轴1-2的轴心同轴制出轴孔1-4，该机壳轴1-7与轴承7的内环连接，构成电机的轴系，但是并不旋转。在本发明中，轴承7采用两个轴承配合使用的方式(即：两个轴承的内侧都是外环与轴套接触，外侧是内环与机壳轴及安装在机壳轴上的内锁母8接触，这种安装方式的优点是可以有效消除轴向往复间隙)。且轴承7完全置于电机的内腔，有效减小了电机的轴向尺寸。轴承的外环连接轴套的内圆，该轴套的外圆连接电枢绕组，构成电机的转子，使轴承7的外环可以被电机转子带动旋转。轴套3上有螺孔，该螺孔为均布设置的四个，并通过螺钉与系统的轴系连接；轴套3的输出内孔使电机的转子与系统的轴系实现同轴连接。

在轴承外端面外侧(即：靠近机壳组件敞口端的一侧)的机壳轴上依次同轴套装内锁母和外锁母，内锁母和外锁母为可对锁结构。内锁母8和外锁母9共同完成电机的锁紧功能，外锁母和内锁母的对锁可以保证锁紧的可靠性。

刷架5和电刷6构成电机的电刷组件，刷架为簧片式结构，实现轴向尺寸的最小化，刷架固定在定子上，起到支撑作用，电刷安装在刷架上，并与转子接触，起到换向功能。刷架上安装两根引线，该引线连接电源，给电机供电。

本发明的工作原理如下：

机壳组件1由机壳外环1-1、机壳轴1-2和机壳法兰1-3三部分组成一个整体。机壳轴1-2只起到支撑的作用，并不旋转。轴承7安装进机壳轴1-2内，轴承7的外环直接带动轴套3旋转，再锁上内锁母8和外锁母9，就可以形成一套完整的支撑架构。刷架5安装在机壳外环1-1上，电刷6安装在刷架5上，并与转子接触，完成换向。

这种结构形式，轴承7是直接安装在轴套内腔里面的，用半开口的方式就完成了一般全封闭整装式结构的功能，结构紧凑，在有限空间和重量的范围内可以大大提高电机的力学性能。此外，本电机还具有零部件较少、可靠性较高等优点。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种半开口的紧凑型的整装式力矩电机，包括机壳组件、磁钢、轴套、电枢绕组、刷架、电刷、轴承、内锁母、外锁母和引线，机壳组件包括机壳外环、机壳轴和机壳法兰。本发明零部件较少、可靠性较高、结构紧凑、适用范围广，其轴承直接安装在轴套内腔里面，用半开口的方式完成了一般全封闭整装式结构的功能，在有限空间和重量的范围内大大提高了电机的力学性能。

技术研发人员：潘龙飞;王建飞;陈伟;李璐;赵军伟;赵博;陈余辉;张宁;李学蛟;侯巧芳
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
技术研发日：2018.10.30
技术公布日：2019.01.15