專利名稱：一種雙邊直驅無槽力矩電機的制作方法
一種雙邊直驅無槽力矩電機方法
技術領域：
本發明屬于電機技術領域，尤其是涉及一種直驅力矩電機。背景技術：
目前，在力矩旋轉電機中，大多數旋轉電機采用了傳統的帶齒槽，單作用結構機械 傳動的伺服電機系統，這類系統低速穩定性差和定位精度不高，在設計和集成方面額外使 用滑輪、變速箱和皮帶等需要添加的機械部件。皮帶、滑輪和變速箱的維護以及這些易磨損 部件的更換都需要付出昂貴的代價。
發明內容
為了找到一種適用于高精度，穩定性好的雙邊直驅無槽力矩旋轉電機，本發明提 供一種直接與負載連接，在旋轉系統中，運行平穩，定位精度高，相同體積下力矩大的力矩 電機。這種設計消除旋轉系統中運行不穩定性，消除了所有機械傳動部件，如齒輪變速箱、 皮帶、滑輪和連軸器。直接驅動旋轉系統為設計者和使用者帶來了許多好處。這種設計由 兩個永磁同步電機集成在一起，在體積一定的情況下，增強了旋轉電機的力矩。
為實現上述目的，可以采用以下的技術方案，本方案的雙邊直驅無槽力矩電機包 括定子、分別位于定子內、外圈的內、外轉子以及位于所述的定子一端的環形電機風冷結 構；
所述定子包括底座和固定在該底座上的一無槽線圈環，該線圈環由多個環形線圈 組成，所述風冷結構固定在所述底座上；
所述內、外轉子同心連接，所述的內轉子包括內圈磁軛和內磁體，所述的外轉子包 括外圈磁軛和外磁體，所述的內、外轉子通過內圈磁軛、外圈磁軛固定一起；定子的無槽線 圈環通電時，驅動內、外轉子同步繞定子運動，形成內環電機和外環電機。
其中，所述的內磁體和外磁體均為永磁體。
其中，所述的內、外磁體分別與定子線圈環的內、外環面保持一定的氣隙距離。
其中，所述的電機風冷結構包括在定子線圈環一端的環形銅管、連接該銅管與氣 源的至少一管接口，以及均勻分布在電機磁軛的排氣孔。
其中，所述的磁軛上開有風冷排氣孔。
其中，所述的銅管上布滿斜孔。
其中，力矩電機還包括有軸承和軸承壓蓋，軸承連接由內、外轉子形成的倒U型結 構。
其中，所述的軸承壓蓋包括內軸承壓蓋和外軸承壓蓋。
其中，所述無槽線圈環由環形無槽鐵芯和線圈環組成，所述環形無槽鐵芯套入多 個線圈組成的線圈環形成所述無槽線圈環。
通過定子的無槽設計以及連接直驅力矩旋轉電機中內轉子和外轉子，且可直接驅 動外負載，內、外轉子與定子雙重作用，產生復合疊加力矩，使相同體積下力矩更大的力矩電機，集成了兩個永磁同步電機。同時定子所具有的風冷系統，更能提高轉子運動平穩性和 定位精度。

下面參照附圖結合實施方式對本發明作進一步的描述。
圖1為本發明外部結構圖2為本發明實施例1的內部結構立體示意圖3為本發明實施例1的主體部分剖面圖4為本發明實施例1的主體部分結構立體圖5為本發明實施例1的定子部分結構圖立體圖6為本發明實施例1的轉子部分結構圖立體圖7為本發明實施例2的內部結構立體示意圖8為本發明實施例2的主體部分剖面圖9為本發明實施例2的主體部分結構立體圖10為本發明實施例2的定子部分結構圖立體圖。
具體實施方式
下面結合

及具體實施方式
對本發明進一步說明。
實施例1，參看圖1-6。本實施例的雙邊直驅無槽力矩電機包括定子1、內轉子2、 外轉子3以及位于定子1 一端裝有的環形電機風冷結構6。
定子1包括底座11以及固定在該底座11的一無槽線圈環12，無槽線圈環12由多 個環形線圈組成，無槽線圈環12固定在底座11上，形成一個整體。
內轉子2和外轉子3，分別位于定子1的內、外圈，內轉子2包括內磁體21和內圈 磁軛22，外轉子3包括外磁體31和外圈磁軛32。其中，內磁體21和外磁體31可為永磁體。 內、外轉子2、3同心連接，通過內、外圈磁軛22、32固定一起，形成倒U型結構。無槽線圈環 12通電時，驅動內、外轉子2、3同步繞定子1運動，形成內環電機和外環電機。
內、外轉子2、3的內磁體21和外磁體31分別與定子線圈環12的內、外環面保持 一定的氣隙距離。環形電機風冷結構6固定于底座11上。該風冷結構6包括圍繞在定子 線圈環12 —端的銅管61、連接銅管61與氣源(圖未示)的至少一管接口，熱交換后的熱 風經由分布于磁軛上的排氣孔7排走。在本實施例中，銅管61固定于定子線圈環12的外 周，且設有2個管接口。該2個管接口分別是第一管接口 63和第二管接口 64 ；排氣孔7分 布在內圈磁軛22上。銅管61上布滿斜孔62，其傾斜對著無槽線圈環12環面。當電機運轉 時，風冷機構6通過第一管接口 63和第二管接口 64連通外接氣源(圖未示)，向定子1以 及整個電機的其他部分傳送冷風，最后經熱交換后形成的熱風經排氣孔7排出。
在底座11外側、第一管接口 63和第二管接口 64之間還留有一動力線接口 8，連接 驅動器(圖未示)。
該力矩電機還包括有軸承4和軸承壓蓋5。軸承4連接由內、外轉子2、3形成的倒 U型結構以及底座11，即連接轉子和定子。
軸承壓蓋5包括內軸承壓蓋51和外軸承壓蓋52，其通過固定軸承4以固定內、外轉子2、3形成的倒U型結構與定子1的相對位置。
參看圖3、4，該力矩電機的裝配過程如下軸承4裝入內圈磁軛22中，再裝入外軸 承壓蓋52，然后將裝好的內、外轉子2、3，套入定子1中，外轉子3上外磁體31與無槽線圈 環12外環靠近，留有一定的氣隙，內轉子2上內磁體21與無槽線圈環12內環面靠近，留有 一定的氣隙，將軸承4內圈壓入底座11上，裝上內軸承壓蓋51。當無槽線圈環12通電時所 產生磁場，與內、外轉子2、3，的永磁場產生相互作用，驅動內、外轉子2、3同步運動，產生符 合疊加力矩，內、外轉子2、3直接驅動負載繞定子1旋轉運動。
實施例2，參考圖7-10，該實施例中定子10由底座11、環形無槽鐵芯13和線圈環 14組成，環形無槽鐵芯13套入多個線圈組成的線圈環14中，形成內、外兩個工作面，線圈環 14 一端固定在底座11上，形成一整體。
內、外轉子2、3的內磁體21和外磁體31分別與定子線圈環14的內、外環面保持一定的氣隙距離。
帶有環形無槽鐵芯13的定子10與倒U型結構的內、外環轉子2、3形成內、外環電 機，由于兩個轉子固定連接在一起，在直驅磁場作用下內、外力矩集成，驅動內、外轉子2、3 同步繞定子10運動。
內、外轉子2、3的內磁體21和外磁體31分別與定子線圈環14的內、外環面保持 一定的氣隙距離。環形電機風冷結構6固定于底座11上。該風冷結構6包括圍繞在定子 線圈環14 一端的銅管61、連接銅管61與氣源(圖未示)的至少一管接口，熱交換后的熱 風經由分布于磁軛上的排氣孔7排走。在本實施例中，銅管61固定于定子線圈環14的外 周，且設有2個管接口。該2個管接口分別是第一管接口 63和第二管接口 64 ；排氣孔7分 布在內圈磁軛22上。銅管61上布滿斜孔62，其傾斜對著定子線圈環14環面。當電機運轉 時，風冷機構6通過第一管接口 63和第二管接口 64連通外接氣源(圖未示)，向定子1以 及整個電機的其他部分傳送冷風，最后經熱交換后形成的熱風經排氣孔7排出。
軸承壓蓋5包括內軸承壓蓋51和外軸承壓蓋52，其通過固定軸承4以固定內、外 轉子2、3形成的倒U型結構與定子10的相對位置。
參看圖8、9，該力矩電機的裝配過程如下軸承4裝入內圈磁軛22中，再裝入外軸 承壓蓋52，然后將裝好的內、外轉子2、3，套入定子10中，外轉子3上外磁體31與線圈環14 外環靠近，留有一定的氣隙，內轉子2上內磁體21與線圈環14內環面靠近，留有一定的氣 隙，將軸承4內圈壓入底座11上，裝上內軸承壓蓋51。當線圈環14通電時所產生磁場，與 內、外轉子2、3，的永磁場產生相互作用，驅動內、外轉子2、3同步運動，產生符合疊加力矩， 內、外轉子2、3直接驅動負載繞定子10旋轉運動。
通過定子的無槽設計以及連接直驅力矩旋轉電機中內轉子和外轉子，且可直接驅 動外負載，內、外轉子2、3與定子1(10)雙重作用，產生復合疊加力矩，使相同體積下力矩更 大的力矩電機，集成了兩個永磁同步電機。同時定子所具有的風冷系統6，更能提高轉子運 動平穩性和定位精度。
在實施例2中，內、外轉子2、3與具有無槽鐵芯定子13的雙重作用，增強電機的力 矩，提高轉子運動平穩性和定位精度。
盡管已經參考附圖，對本發明的一種雙邊直驅無槽力矩電機進行了說明，但是上 述公開的內容僅是為了更好地了解本發明，而不是以任何方式限制權利要求的范圍，故凡依本發明專利申請范圍所述的結構、特征及原理所做的等化或修飾，均包括于本發明的保 護范圍。
權利要求
1.一種雙邊直驅無槽力矩電機，其特征包括定子、分別位于定子內、外圈的內、外轉子 以及位于所述的定子一端的環形電機風冷結構；所述定子包括底座和固定在該底座上的一無槽線圈環，該線圈環由多個環形線圈組 成，所述風冷結構固定在所述底座上；所述內、外轉子同心連接，所述的內轉子包括內圈磁軛和內磁體，所述的外轉子包括外 圈磁軛和外磁體，所述的內、外轉子通過內圈磁軛、外圈磁軛固定一起；定子的無槽線圈環 通電時，驅動內、外轉子同步繞定子運動，形成內環電機和外環電機。
2.根據權利要求1所述的雙邊直驅無槽力矩電機，其特征在于所述的內磁體和外磁 體均為永磁體。
3.根據權利要求1所述的雙邊直驅無槽力矩電機，其特征在于所述的內、外磁體分別 與定子線圈環的內、外環面保持一定的氣隙距離。
4.根據權利要求1所述的雙邊直驅無槽力矩電機，其特征在于所述的電機風冷結構 包括在定子線圈環一端的環形銅管、連接該銅管與氣源的至少一管接口，以及均勻分布在 電機磁軛的排氣孔。
5.根據權利要求4所述的雙邊直驅無槽力矩電機，其特征在于所述的磁軛上開有風 冷排氣孔。
6.根據權利要求4所述的雙邊直驅無槽力矩電機，其特征在于所述的銅管上布滿斜孔。
7.根據權利要求1所述的雙邊直驅無槽力矩電機，其特征在于力矩電機還包括有軸 承和軸承壓蓋，軸承連接由內、外轉子形成的倒U型結構。
8.根據權利要求7所述的雙邊直驅無槽力矩電機，其特征在于所述的軸承壓蓋包括 內軸承壓蓋和外軸承壓蓋。
9.根據權利要求1所述的雙邊直驅無槽力矩電機，其特征在于所述無槽線圈環由環 形無槽鐵芯和線圈環組成，所述環形無槽鐵芯套入多個線圈組成的線圈環形成所述無槽線 圈環。
全文摘要
本發明提供一種雙邊直驅無槽力矩電機，其包括定子、分別位于定子內、外圈的內、外轉子以及在所述的定子一端的環形電機風冷結構；所述定子包括底座和固定在該底座上的一無槽線圈環，該線圈環由多個環形線圈組成，所述風冷結構固定在所述底座上；所述內、外轉子同心連接；定子的無槽線圈環通電時，驅動內、外轉子同步繞定子運動，形成內環電機和外環電機。本發明的有益效果是通過連接直驅力矩旋轉電機中內轉子和外轉子，且可直接驅動外負載；內、外轉子與具有無槽設計的定子雙重作用，產生復合疊加力矩，能提高轉子運動平穩性和定位精度；同時定子所具有的風冷系統，有效提高電機轉矩和系統可靠性。
文檔編號H02K1/20GK102035321SQ20101056453
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者劉元江, 劉步軍, 王書華, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司, 深圳市大族電機科技有限公司