自锁组件及使用其的升降电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种自锁组件及使用其的升降电机。


背景技术：

2.目前升降电机多运用于健身器材，跑步机、椭圆机、动感单车等；其中使用较多的是单对极单向异步电机，电机效率较低；为提高电机性能，采用多对极的单向异步电机，同时多极单向异步电机初始转矩较小，容易发生误启动现象，故需要增加自锁机构，满足电机的自锁要求。
3.现有技术中使用较多的升降电机在断电停止运行时，螺母上带有负载，因为螺旋传动本身具有自锁性，保证了螺母不会下滑。而当螺母上的负载变大时，螺旋传动本身的自锁小于螺母的负载量，升降电机的自锁性能会发生变化，升降电机断电后，螺母会慢慢下滑，不具有自锁性。
4.针对上述问题，公告号为cn212784917u的专利公开了一种自锁机构，在转子轴上增加磁瓦及磁瓦固定架，电机带有端盖，端盖上装有磁瓦，通过转子轴上的磁瓦与端盖上的磁瓦吸合提高电机的自锁效果。经实际使用发现，上述自锁机构存在如下问题：
5.1、结构复杂，安装和拆卸都比较繁琐：转子轴与端盖上都必须装有磁瓦，无论是先装磁瓦再冲磁，或者先冲磁再装磁瓦，安装工艺都较为繁琐；且直流电机出现不良后，需要首先拆除后端盖上的固定磁瓦结构，再拆除转子轴外部的转动磁瓦结构，然后拆除后端盖，才能看到电机的内部问题，装拆困难。
6.2、可靠性差：转子轴上通过磁铁固定件装有磁瓦，电机在通电时磁瓦随着转子一起旋转，磁瓦存在甩出的风险；
7.3、直流电机在装配时需要对电机转子做动平衡校正，装配完成后再在转子轴末端安装制动装置，前期做的动平衡测试则完全没有效果，造成直流电机的转子组件在运转过程中不平衡，产生较大的抖动及噪音。


技术实现要素：

8.本实用新型的第一目的是提供一种自锁组件，以解决通过简化的结构来达到电机的自锁的目的的技术问题。
9.本实用新型的第二目的是提供一种升降电机，以解决通过简化的结构来达到电机的自锁的目的的技术问题。
10.本实用新型的自锁组件是这样实现的：
11.一种自锁组件，适用于电机结构；包括：适于磁吸相吸的转动块和磁瓦结构；其中
12.所述转动块固套在转子轴上，且适于被磁化；以及
13.所述磁瓦结构包括圆周阵列式分布在转动块周向外侧的多个磁瓦。
14.在本实用新型可选的实施例中，所述转动块和磁瓦结构均设于电机结构的机壳内部。
15.在本实用新型可选的实施例中，所述磁瓦结构固设于电机结构的与机壳配接的端盖的内侧端；
16.当端盖与机壳配接后，所述磁瓦结构伸入至机壳内。
17.在本实用新型可选的实施例中，所述磁瓦结构固设于电机结构的机壳的内壁上。
18.在本实用新型可选的实施例中，所述磁瓦结构还包括用于固定多个所述磁瓦的固定支架。
19.在本实用新型可选的实施例中，所述磁瓦结构还包括设于所述固定支架上的呈环形结构的导磁环。
20.在本实用新型可选的实施例中，所述固定支架具有沿转子轴的轴向贯通的环形通孔；以及
21.在所述环形通孔的孔壁上一体设有呈间隔分布的多个凸筋，且在多个凸筋与环形通孔的孔壁之间形成用于容纳所述导磁环的环形槽；
22.且在每相邻的两个凸筋之间形成用于嵌装磁瓦的安装槽。
23.在本实用新型可选的实施例中，所述导磁环粘接固定在环形槽中；以及
24.每个所述磁瓦分别粘接固定于导磁环上。
25.在本实用新型可选的实施例中，所述转动块固定套设在一绝缘端板上；且所述绝缘端板套设在转子轴上；以及
26.所述绝缘端板上一体设有多个凸翅，且所述转动块的内孔壁一体设有与多个凸翅一一适配的配合槽；
27.所述转动块背离电机结构的转子组件的轴向端受限于卡嵌在转子轴上的卡簧上。
28.在本实用新型可选的实施例中，所述转动块和磁瓦结构均设于电机结构的机壳外；以及
29.所述转动块固套在转子轴伸出在机壳外的部位上；
30.所述磁瓦结构固设于电机结构的与机壳配接的端盖的内侧壁上。
31.在本实用新型可选的实施例中，在所述转子轴伸出在机壳外的部位上设有适于与转动块过盈配合的滚花结构；以及
32.所述转动块背离电机结构的转子组件的轴向端受限于卡嵌在转子轴上的卡簧上。
33.在本实用新型可选的实施例中，所述转动块的外壁面上设有与多个磁瓦对应磁配的多个磁感面；
34.所述磁感面的数量与磁瓦的数量相同或者互为倍数。
35.本实用新型的升降电机是这样实现的：
36.一种升降电机，其特征在于，包括：配合使用的电机结构和齿轮箱以及丝杆；其中
37.所述齿轮箱的输出轴与所述丝杆传动连接；
38.所述丝杆上套设有传动螺母；所述丝杆驱动传动螺母作升降运动；
39.所述电机结构还配接有所述的自锁组件。
40.采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型的自锁组件及使用其的升降电机，自锁组件中的转动块固定连接在转子轴上，转动块随着电机结构的转子组件一起做动平衡校验，可以降低转子组件抖动不良的概率。此外，相比现有技术中在转子轴和端盖上分别设有磁瓦结构而造成整体安装工艺繁琐的情况来说，本实用新型采用
配合使用的转动块和磁瓦结构，安装便捷。
附图说明
41.图1为本实用新型的实施例1的自锁组件的转动块与转子轴的分解结构示意图；
42.图2为本实用新型的实施例1的自锁组件的磁瓦结构的分解结构示意图；
43.图3为本实用新型的实施例1的自锁组件的磁瓦结构的局部剖视示意图；
44.图4为本实用新型的实施例1的自锁组件的固定支架的结构示意图；
45.图5为本实用新型的实施例1的自锁组件的磁瓦与固定支架的配合结构示意图；
46.图6为本实用新型的实施例1的自锁组件的磁瓦结构与端盖的分解结构示意图；
47.图7为本实用新型的实施例1的自锁组件的转动块与磁瓦结构的配合示意图；
48.图8为本实用新型的实施例1的自锁组件的转动块与磁瓦结构的磁吸配合结构示意图；
49.图9为本实用新型的实施例3的升降电机的电机机构的分解示意图；
50.图10为本实用新型的实施例3的升降电机的分解示意图；
51.图11为本实用新型的实施例3的升降电机的局部结构示意图；
52.图12为本实用新型的实施例2的自锁组件对应的端盖的结构示意图；
53.图13为本实用新型的实施例2的自锁组件对应的转子轴与转动块的配合结构示意图；
54.图14为本实用新型的实施例2的自锁组件应用在升降电机中的分解示意图。
55.图中：转动块1、配合槽11、磁感面12、磁瓦2、导磁环3、固定支架4、钉孔41、安装槽42、环形槽43、凸筋5、端盖6、螺钉7、转子轴8、环形卡槽9、卡簧10、绝缘端板101、凸翅102、转子组件103、定子组件104、刷架组件105、电机长螺钉106、末端齿轮107、中间齿轮108、初级齿轮109、电机结构110、外管112、箱体113、箱盖114、丝杆115、传动螺母116。
具体实施方式
56.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
57.实施例1：
58.请参阅图1至图8所示，本实施例提供了一种自锁组件，适用于电机结构110；包括：适于磁吸配合的转动块1和磁瓦结构。转动块1固套在转子轴8上，且转动块1采用可磁化物质制成，而磁瓦结构则是包括圆周阵列式分布在转动块1周向外侧的多个磁瓦2。本实施例以设置四个磁瓦2的情况为例。
59.本实施例结合附图举例来说，转动块1和磁瓦结构可以都设置在电机结构的机壳内部。
60.举例一种情况来说，本实施例中制成转动块1的可磁化物质是指含有铁、钴、镍及其化合物的物质；本实施例采用转动块1为可磁化物质，如此也就无需在转子轴8上再额外设置磁瓦2，同样能使电机结构110的定子组件104与转子组件103的吸合产生牵引力。这种结构使整体的自锁组件减少了磁瓦2的安装数量，简化了工艺；同时还可避免现有技术中在转子轴8上设置磁瓦2的情况下，转子轴8上的磁瓦2伴随着转子轴8旋转时产生脱落的风险。
61.再者，相较于传统的将自锁组件装配在电机结构的机壳外部的情况来说，本实施例的整个自锁组件可位于电机结构的内部，可靠性好，使得电机结构在高速旋转时，自锁组件中的磁瓦2也不容易被甩出。
62.接下来结合附图举例具体的一种可选的磁瓦结构的情况来说，磁瓦结构还包括用于固定多个磁瓦2的固定支架4。也就是说此处的固定支架4用于实现对于磁瓦2的支承和装配，使得磁瓦2可以通过固定支架4来装配到电机结构110中。
63.需要加以说明的是，本实施例的固定支架4可以如图所示装配固定在电机结构110的端盖6的内侧端，当端盖6与机壳配接后，磁瓦结构伸入至机壳内。这种结构下，先将固定支架4装配到端盖6上，如此在将端盖6与电机结构110的机壳进行装配的时候，固定支架4也就同步实现了装配到电机结构110的机壳内的目的。此种情况下，考虑到拆装的便捷性，固定支架4可选通过螺钉7的结构来装配固定到端盖6上，也就是说此种情况下的固定支架4上预制有与螺钉7配合的钉孔41。而在需要对电机结构的内部进行检修时，还便于拆卸上述自锁组件，从而避免因为自锁组件的设置而影响电机结构检修的情况。
64.当然除了上述情况来说，本实施例还可将固定支架4固定装配在电机结构110的机壳的内壁上。也就是说只要能实现将磁瓦2固定在转动轴的周向外侧的情况均满足本实施例的使用需求。
65.此外，关于本实施例的磁瓦结构来说，还有必要加以说明的是，本实施可以仅仅通过磁瓦2来配合转动块1实现对于电机结构110的自锁目的。在此基础上，还可以作出如下结构的改进：
66.在固定支架4上另外设置呈环形结构的导磁环3。此处的导磁环3采用例如但不限于低碳钢或者铁硅合金等材料制成。
67.具体的设置导磁环3的意义在于：根据磁感线的定义，磁铁周围的磁感线都是从n极指向s极，在磁体内部磁感线从s极指向n极。本实施例的磁瓦2、导磁环3及转动块1同样形成了闭合的磁路，磁路是磁通走的路径，闭合磁路是为了将磁场约束在一定的空间内，让流失的磁通起作用，提高了主磁通量，提高了磁瓦2的吸力。
68.关于磁瓦2、导磁环3与固定支架4三者之间的具体的装配方式，本实施例结合附图举例一种具体的情况来说：
69.固定支架4具有沿转子轴8的轴向贯通的环形通孔；以及在环形通孔的孔壁上一体设有呈间隔分布的多个凸筋5，且在多个凸筋5与环形通孔的孔壁之间形成用于容纳导磁环3的环形槽43。具体的，在环形通孔的孔壁上一体成型有与多个凸筋5配接的环形连接板45，由环形连接板45和凸筋5共同形成l形结构；此处的环形连接板45还可形成对于导磁环3的底部的支撑。此种结构下，可选将导磁环3的两侧壁分别与环形通孔的孔壁和凸筋5朝向环形通孔的内侧壁粘接相连，以实现将导磁环3稳固在上述环形槽43中。
70.在上述结构的基础上，在每相邻的两个凸筋5之间形成用于嵌装磁瓦2的安装槽42。此处需要加以说明的是，结合四个磁瓦2的情况来说，本实施例中的凸筋5也设置为四个。为了便于进一步使得磁瓦2稳固在安装槽42中，可通过粘接的方式来将磁瓦2固定于导磁环3上。同样的，此处也可以由环形连接板45来形成对于磁瓦2的底部的支撑。
71.此外，还需要加以说明的是，对于粘接在导磁环3上的四个磁瓦2来说，四个磁瓦2背离导磁环3的壁面位于同一个圆环面上。而对于相邻的磁瓦2和凸筋5来说，磁瓦2与凸筋5
背离导磁环3的壁面可以位于同一个圆环面上，也可以是凸筋5相对于相邻的两个磁瓦2来说呈凹陷状，也就是说凸筋5不会影响到磁瓦2与转动块1的配合。
72.接下来说转动块1：
73.转动块1固定套设在一绝缘端板101上；且绝缘端板101套设在转子轴8上；以及绝缘端板101上一体设有多个凸翅102，且转动块1的内孔壁一体设有与多个凸翅102一一适配的配合槽11，此处的配合槽11和凸翅102的截面可选为方形结构。通过该结构来有效保证转动块1与转子轴8的周向固定。
74.在上述结构的基础上，对于转动块1在转子轴8上轴向角度的固定通过如下方式实现：转动块1背离电机结构的转子组件103的轴向端受限于卡嵌在转子轴8上的卡簧10上。也就是说在转子轴8上预制有用于与卡簧10卡嵌配合的环形卡槽9。
75.另外，还需要加以说明的是，转动块1的外壁面上设有与四个磁瓦2对应磁配的多个磁感面12。磁瓦2会产生磁场，可磁化物质制成的转动块1在磁场中会被磁化，然后磁瓦2和被磁化的物质两者间的n/s极会形成磁耦合相吸。
76.需要加以说明的是，转动块1的外壁面上的磁感面12的数量与磁瓦2的数量相同或者互为倍数。此处的互为倍数是指磁感面12与磁瓦2的数量不同,且磁感面12的数量是磁瓦2的整数倍或者磁瓦2的数量是磁感面12的整数倍。而本实施例附图仅仅以在转动块1的外壁面上设置四个磁感面12的情况为例。
77.综上，关于本实施的自锁组件，其具体的实施原理如下：
78.固定支架4上的四个磁瓦2与转动块1的四个磁感面12一一对应,由于磁瓦2与可磁化物质(转动块1)相吸合，转动块1的磁感面12被磁瓦2吸引，转子轴8旋转时会产生一个额外的扭矩a。
79.对于应用在升降电机中的自锁组件来说，当电机结构110在断电状态下，承受负载需要保证自锁，必须阻止丝杆115转动，才能保证螺母不会出现下滑，丝杆115与齿轮箱连接，位于齿轮箱传动末端，电机结构110与齿轮箱连接，位于齿轮箱传动的起始端，电机结构110在断电状态下产生了额外的扭矩a，变的难以转动，就能保证所有的传动件都不会出现转动，实现整机的自锁。
80.若电机结构110不带有自锁组件，在断电状态下，电机结构110本身会因为磁瓦2与转子组件103中的铁芯吸合存在一个自身的转矩。
81.当电机结构110停止转动时，此时升降电机带有负载，螺母会产生一个向下的力，传递给丝杆115经过齿轮减速比反向给电机结构110一个扭矩。
82.若电机结构110不带自锁装置，电机结构110需要自锁的条件：电机结构110自身的扭矩b大于负载带来的扭矩；若电机结构110带有自锁装置，电机结构110需要自锁的条件：磁瓦2与转动块1吸合产生的扭矩a加上电机结构110自身的扭矩大于负载带来的扭矩。综上可知，本实施例通过配合使用的磁瓦结构与转动块1来实现对于整机的自锁。
83.实施例2：
84.请参阅图12至图14所示，本实施例提供了一种自锁组件与实施例1的自锁组件的大致结构相同，区别在于本实施例的自锁组件设置在电机结构的机壳200的外部。
85.结合附图具体来说，转动块1固套在转子轴8伸出在机壳200外的部位上；而磁瓦结构固设于电机结构的与机壳200配接的端盖6的内侧壁上。需要加以说明的是，本实施例中
的电机结构其机壳200不依赖端盖6即可实现对于转子组件的外罩作用，也就是说端盖6是与电机结构的机壳200的外部配接的，且在该机壳200上设置有与端盖6配合的定位孔201和安装孔202。
86.此种结构下的端盖6的内侧壁上预制有用于装配磁瓦2的装配槽61；且考虑到该端盖6与机壳200的装配，在端盖6上还预制有用于与定位孔201配合的定位柱62和用于与安装孔202配合的适配孔63。
87.再者，在转子轴8伸出在机壳200外的部位上设有适于与转动块1过盈配合的滚花结构205；以及转动块1背离电机结构的转子组件的轴向端受限于卡嵌在转子轴8上的卡簧10上。
88.实施例3：
89.请参阅图9至图11所示，在实施例1或者实施例2的自锁组件的基础上，本实施例提供了一种升降电机，包括：配合使用的电机结构110和齿轮箱以及丝杆115；其中齿轮箱的输出轴与丝杆115传动连接，丝杆115上套设有传动螺母116，丝杆115驱动传动螺母116作升降运动；且电机结构110配接有实施例1或者实施例2的自锁组件。
90.齿轮箱包括配合使用的齿轮箱箱盖114和齿轮箱箱体113，内设有齿轮传动机构，齿轮传动机构包括初级齿轮109、中间齿轮108和末端齿轮107，电机结构110的转子轴8的轴齿与齿轮传动机构的初级齿轮109传动连接，电机结构110固定在齿轮箱的箱体113上；丝杆115穿过齿轮箱的箱盖114与末端齿轮107固定连接，丝杆115上套设有传动螺母116，传动螺母116用于安装需要执行升降的部件；外管112与齿轮箱的箱体113固定连接，外管112带有安装孔，用于安装固定结构。电机结构110带动齿轮传动机构传动，末端齿轮107带动丝杆115做旋转运动，传动螺母116做往复的直线运动。
91.当然，还需要加以说明的是，本实施例的电机结构110举例结合实施例1的自锁组件来说，其还包括：刷架组件105、定子组件104、转子组件103和端盖6。转子组件103安装在定子组件104内，磁瓦结构安装在端盖6上，再将安装好磁瓦结构的后端盖6与刷架组件分别安装在定子组件104的两端，限制了转子组件103的轴向位移，电机长螺钉106穿过后端盖6及定子组件104，与另一端的刷架组件105连接，使整个电机结构110固定。
92.以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
93.在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
94.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
95.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
96.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
97.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。