一種帶編碼器的減速電動機的制作方法

本實用新型涉及一種電機，具體涉及一種具有減速功能的電動機。

背景技術：

目前現有的電機實現減速功能，大多是采用在電機外部外加一個減速器的結構，但是這種結構導致在附加一個減速器后體積變大，安裝不方便，且無法實現中空結構，特別是在機器人領域，機器人領域強烈要求具有中空機構。另外，對于需要對運動位置精確控制的電動機一般通過位置反饋元件(編碼器)來實現，使得電動機具有精準的位置反饋。但是在設置增加位置反饋元件(編碼器)后電動機的體積會進一步增大。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于針對上述技術問題提出一種在自身結構中集成減速器以及位置反饋功能的帶編碼器的減速電動機。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種帶編碼器的減速電動機，至少包括同心設置的定子圈、輸出圈、轉子圈以及編碼器，所述定子圈設有所述編碼器的讀數頭以及電動機的定子繞組，所述轉子圈設有所述編碼器的碼盤以及電動機的轉子磁鋼或者轉子繞組，所述轉子圈與輸出圈之間設有第一滾動元件，所述定子圈與輸出圈之間設有第二滾動元件，所述定子圈與轉子圈之間設有徑向滾動元件，并且所述輸出圈設有用于容置所述徑向滾動元件的容置槽；所述定子圈與徑向滾動元件接觸的表面設有溝槽，所述轉子圈與徑向滾動元件接觸的表面設有峰部和谷部；所述徑向滾動元件、溝槽、峰部和谷部構成電動機的減速部分；電動機得電后定子部分產生磁力驅動轉子部分旋轉，所述轉子圈在旋轉過程中通過減速部分帶動所述輸出圈做減速旋轉；同時，所述編碼器的碼盤跟隨所述轉子圈一起旋轉，所述編碼 器的讀數頭讀取所述碼盤的位置信息，從而得到精確的位置信息。

在本實用新型中，所述定子圈開設有用于容置所述轉子圈及輸出圈的腔室，所述編碼器的碼盤裝設在所述轉子圈的軸向端部，所述編碼器的讀數頭裝設在所述定子圈的腔室內且與所述編碼器的碼盤相對設置。

在本實用新型中，所述定子繞組以及轉子繞組或者轉子磁鋼與所述定子圈同軸心布設，形成徑向磁通的電動機結構。

在本實用新型中，所述定子繞組以及轉子繞組或者轉子磁鋼為盤型結構，形成軸向磁通的電動機結構。在本實用新型中，所述第一滾動元件為圓柱滾動體或者球形滾動體。

在本實用新型中，所述第二滾動元件為圓柱滾動體或者圓錐滾動體。

在本實用新型中，所述第二滾動元件以間隔交叉且彼此成直角的方式排列，使得所述定子圈、第二滾動元件、輸出圈形成一個十字交叉滾子軸承。

在本實用新型中，所述徑向滾動元件包括至少一行滑動件或滾動件。

在本實用新型中，所述滑動件或滾動件是滾針、滾珠或者滾柱。

在本實用新型中，所述定子圈設有用于連接外部結構的定子連接部，所述輸出圈設有用于連接外部結構的輸出連接部。

在本實用新型中，所述定子圈設有軸向中心開口，實現電動機的中空結構。

本實用新型通過在電動機的本體上配設減速結構構成帶編碼器的減速電動機，使得電動機不需要額外配置外置減速器來實現減速動作，帶編碼器的減速電動機比傳統的電動機加減速器結構更緊湊，體積更小，重量更輕，同時通過設置在電動機內部設置編碼器來準確獲取精確的位置反饋，并且可以實現中空結構，更適合應用于一些要求體積小且有中空結構的應用領域，特別是應用在機器人關節、機床旋轉部位、電動車旋轉部位等結構中；同時通過采用盤型結構的定子結構和轉子結構，可以應用于風電行業，提高了適應性。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例中的帶編碼器的減速電動機的結構示意圖；

圖2為本實用新型一實施例中的定子圈的剖視結構示意圖；

圖3為本實用新型一實施例中的定子圈的側視結構示意圖；

圖4為本實用新型一實施例中的轉子圈的剖視結構示意圖；

圖5為本實用新型一實施例中的轉子圈的側視結構示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，以下結合附圖及實施例，對本實用新型的技術方案進行進一步詳細說明，顯而易見地，下面描述僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些實施例獲得其他的實施例。

參照圖1至圖5，一種帶編碼器的減速電動機，至少包括同心設置的定子圈30、輸出圈20、轉子圈10以及用于精確位置反饋的編碼器，定子圈30設有編碼器的讀數頭04以及用于構成電動機的定子部分的定子繞組02，轉子圈10設有編碼器的碼盤03以及用于構成電動機的轉子部分的轉子磁鋼或者轉子繞組01。編碼器的碼盤03和讀數頭04的安裝位置相對應，讀數頭04可以準確的感應到碼盤的03的位置變動。轉子圈10與輸出圈20之間設有第一滾動元件50，使得電動機的轉子圈10和輸出圈20通過第一滾動元件50配置成一個軸承結構；定子圈30與輸出圈20之間設有第二滾動元件51，電動機的定子圈30和輸出圈20通過第二滾動元件51配置成一個軸承結構。定子圈30與轉子圈10之間設有徑向滾動元件40，并且輸出圈20設有用于容置徑向滾動元件40的容置槽；定子圈30與徑向滾動元件40接觸的表面設有溝槽，轉子圈10與徑向滾動元件40接觸的表面設有峰部14和谷部15；優選的，轉子圈10與徑向滾動元件40接觸的表面至少設有兩組峰部14和谷部15；徑向滾動元件40、溝槽、峰部14和谷部15構成電動機的減速部分；電動機得電后定子部分產生磁力驅動轉子部分旋轉，轉子圈10在旋轉過程中通過減速部分帶動輸出圈20做波浪型減速旋轉，實現對電動機輸出的減速。同時，定子圈30的內表面設有用于安裝編碼器的讀數頭04的編碼器讀數頭安裝位置303， 轉子圈10的外圓周表面配置有用于安裝編碼器的碼盤03的編碼器碼盤安裝位置16；電動機的定子部分和轉子部分作相對旋轉運動時，編碼器的碼盤03跟隨轉子圈10一起旋轉，固設在定子圈30上的編碼器的讀數頭04讀取碼盤03的位置信息，從而得到精確的位置信息。并且，在系統中，編碼器可以將讀數頭04獲取的信息通過有線或者無線途徑上傳給系統的控制單元，從而使得系統控制單元準確了解減速電動機的運行狀態。優選的，定子圈30與徑向滾動元件40接觸的表面均勻布設有溝槽302，進一步優化了減速部分的減速效果。

具體的，定子圈30開設有用于容置轉子圈10及輸出圈20的腔室，轉子圈10和輸出圈20裝設在定子圈30的腔室內，編碼器的碼盤03裝設在轉子圈10的朝向腔室的軸向端部，編碼器的讀數頭04裝設在定子圈30的腔室內且與編碼器的碼盤03相對設置。在轉子圈10相對定子圈30轉動時，碼盤03跟隨轉子圈10轉動，固定設置在定子圈30的腔室內壁上的讀數頭04讀取碼盤03的轉動信息，從而獲取精確的位置反饋。

優選的，定子繞組02以及轉子磁鋼或者轉子繞組01與定子圈30同軸心布設，即定子圈30、輸出圈20、轉子圈10、定子繞組02以及轉子磁鋼或者轉子繞組01依次同軸心套設在一起，磁力線與轉子圈10的轉動方向垂直，形成徑向磁通的電動機結構。

在一具體實施例中，第一滾動元件50為圓柱滾動體或者球形滾動體。由于轉子圈10在應用時一般不承受軸向力，電動機的轉子圈10和輸出圈20通過第一滾動元件50配置成的軸承結構一般配置成深溝球軸承，滾針軸承、或圓柱滾子軸承。

在一具體實施例中，第二滾動元件51為圓柱滾動體或者圓錐滾動體。電動機的輸出圈20一般都要承受軸向力，電動機的定子圈30和輸出圈20通過第二滾動元件51配置成軸承結構一般配置成推力軸承。優選的第二滾動元件51以間隔交叉且彼此成直角的方式排列，使得定子圈30、第二滾動元件51、輸出圈20形成一個十字交叉滾子軸承。

在一具體實施例中，徑向滾動元件40包括至少一行滑動件或滾動件，滑 動件或滾動件是滾針、滾珠或者滾柱。優選的，徑向滾動元件40由兩排滑動件或者滾動件構成。

在一具體實施例中，為實現帶編碼器的減速電動機與外部結構的連接，定子圈30設有用于連接外部結構的定子連接部301，輸出圈20設有用于連接外部結構的輸出連接部201。具體的，電動機的定子圈30的定子連接部301一般為沿定子圈30輪廓均勻分布的連接通孔，輸出圈20的輸出連接部201一般為設置在輸出圈20上的螺紋孔。

在一具體實施例中，定子圈30設有軸向中心開口，實現電動機的中空結構，通過設置軸向中心開口可以將帶編碼器的減速電動機應用于機器人關節、機床旋轉部位、電動車旋轉部位等結構中。具體的，該軸向中心開口的直徑大小設置靈活，最大可以為定子圈30的外徑的90％；該軸向中心開口的直徑大小可以為定子圈30的外徑大小的35％、45％、50％、60％、70％或者80％。

本實用新型通過在電動機的本體上配設減速結構構成帶編碼器的減速電動機，使得電動機不需要額外配置外置減速器來實現減速動作，帶編碼器的減速電動機比傳統的電動機加減速器結構更緊湊，體積更小，重量更輕，同時通過設置在電動機內部設置編碼器來準確獲取精確的位置反饋，并且可以實現中空結構，更適合應用于一些要求體積小且有中空結構的應用領域，特別是應用在機器人關節、機床旋轉部位、電動車旋轉部位等結構中。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。