一种具有缓冲结构的力矩电机的制作方法

本发明属于电机缓冲，尤其是涉及一种具有缓冲结构的力矩电机。

背景技术：

1、电机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机的工作原理是通电的闭合导线在磁场会受到力的作用，使电动机转动。

2、目前电机驱动方式包括利用皮带或链条等传动部件进行传动，如此在过载或者驱动时能够对电机进行保护，但是在传动过程中会造成能量的损耗，同时传动部件会导致设备成本增加；还有一种驱动为直接将负载连接在电机的输出轴上，如此减少了传动组件的使用和传输过程中能量的损耗，但是电机在启动或停止过程中会受到负载端惯性力的冲击，导致电机轴疲劳损坏，影响电机的使用寿命。

3、因此需要我们设计出一种具有缓冲结构的力矩电机，来解决这些问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是提供一种具有缓冲结构的力矩电机，尤其能够在电机启动或者停止时进行缓冲，减小负载对电机造成的冲击，延长设备的使用寿命。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种具有缓冲结构的力矩电机，包括定子外壳，所述定子外壳内设置有绕组和缓冲转子，所述缓冲转子包括转子铁芯和中间轴，所述转子铁芯上设置有中心孔、若干磁铁槽和若干绕线槽，若干所述磁铁槽和若干所述绕线槽绕所述中心孔的周向逐一交替分布，且在每个所述磁铁槽内均设置有永磁体，相邻的两个所述绕线槽之间缠绕有加强绕组，所述磁铁槽和所述永磁体位于所述加强绕组内，所述中间轴转动设置在所述中心孔内，所述中间轴上设置有缓冲机构，且所述中间轴与所述转子铁芯通过所述缓冲机构相连；

4、所述缓冲机构包括液压缓冲机构和电磁缓冲机构，所述液压缓冲机构包括压力腔、活塞复、位弹簧和伸缩组件，所述压力腔位于所述中间轴内部，所述活塞位于所述压力腔内，所述复位弹簧位于所述活塞一侧，且所述活塞另一侧的所述压力腔内设置有缓冲液，所述伸缩组件转动安装在所述中间轴上，且与所述压力腔相连通，所述伸缩组件的输出端与所述转子铁芯铰接；

5、所述电磁缓冲机构包括缓冲磁铁和缓冲线圈，所述缓冲线圈套装在所述中间轴外侧的所述转子铁芯上，且与所述加强绕组相连，所述缓冲磁铁固定设置在所述活塞上。

6、优选的，所述伸缩组件包括伸缩管、伸缩杆、连接管和连接孔，所述连接孔设置在所述中间轴上，且与所述压力腔相连通，所述连接管的一端插入所述连接孔内，且另一端与所述伸缩管的一端相连，所述伸缩杆的一端从所述伸缩管的另一端滑动插入，且所述伸缩杆的另一端与所述转子铁芯铰接。

7、如此设置，能够实现转子铁芯与中间轴之间的缓冲连接。

8、优选的，所述连接孔上设置有限位槽和旋转槽，所述限位槽与所述旋转槽相连通，所述连接管上固定设置有限位块，当所述连接管插入所述连接孔时，所述限位块将沿所述限位槽延伸方向滑动，当所述连接管完全插入所述连接孔时，所述连接管转动后所述限位块将从所述限位槽滑入所述旋转槽内。

9、如此设置，能够使伸缩组件与中间轴相连，并且便于安装拆卸，检修便捷。

10、优选的，所述转子铁芯上还设置有安装槽，所述安装槽位于所述转子铁芯的端部，且与所述中心孔相连，在所述安装槽内固定设置有若干连接柱，若干所述连接柱绕所述中心孔周向均匀分布，所述伸缩杆通过所述连接柱与所述转子铁芯铰接。

11、如此设置，便于伸缩组件的安装固定，实现转子铁芯与中间轴的缓冲连接。

12、优选的，所述转子铁芯上相邻的所述磁铁槽内的所述永磁体的磁场方向相反，缠绕在所述磁铁槽外的所述加强绕组通电后产生的磁场方向与所述加强绕组内侧的所述永磁体方向相同。

13、如此设置，交替设置的永磁体能够与定子外壳上的电枢相互配合增加电机启动扭矩。

14、优选的，所述加强绕组至少为两组，且至少两组所述加强绕组绕所述转子铁芯的周向均匀分布。

15、如此设置，能够确保转子铁芯的受力平衡。

16、优选的，所述连接管的轴线方向与所述伸缩管的轴线方向相互垂直。

17、如此设置，既确保了伸缩组件在受力后能够转动。

18、优选的，所述转子铁芯上的所述中心孔内设置有轴承，所述轴承嵌入所述中心孔的内壁，且所述中间轴的外壁与所述轴承内圈相连。

19、如此设置，既能够对转子铁芯和中间轴进行支撑，还能够确保中间轴与转子铁芯能够相对转动。

20、优选的，所述定子外壳上设置有端盖，所述端盖上设置有输出孔，所述转子铁芯的两端均设置有挡板，所述挡板上开设有通孔，所述中间轴的一端固定设置有定位块，另一端固定设置有输出轴，且所述输出轴的自由端依次穿过所述通孔和所述输出孔后位于所述定子外壳外侧，所述定位块与另一个所述挡板上的所述通孔转动配合。

21、如此设置，通过输出轴能够驱动负载，端盖能够对外壳内的缓冲转子进行防护。

22、本发明具有的优点和积极效果是：

23、本发明通过将转子铁芯与电机主轴进行分离式设计，并通过液压缸对主轴和转子铁芯进行连接，并通过在主轴内设置压力腔与活塞和弹簧，并在压力腔内注入缓冲液，能够在转子铁芯转动时利用转子与主轴的相对转动对，对主轴的惯性冲击进行吸收，通过液压缸的伸缩来将惯性冲击通过缓冲液传递到活塞上，利用弹簧与活塞的相互配合进行抵消，降低了惯性冲击对电机主轴造成的损伤。

24、本发明通过在活塞上设置磁铁，同时在转子铁芯上设置有加强绕组和缓冲线圈，并将套在主轴外侧的缓冲线圈和加强绕组进行连接，在缓冲液推动活塞移动时，活塞会带动磁铁在缓冲线圈内移动，在电磁感应的原理作用下磁铁会受到反向的作用力，阻碍磁铁的移动，能够配合弹簧对惯性冲击进行抵消；同时缓冲线圈内会产生电流，电流流到加强绕组时会产生与内部磁体相同的磁场，能够提高启动扭矩，提高了电机的启动速度。

技术特征：

1.一种具有缓冲结构的力矩电机，包括定子外壳(1)，所述定子外壳(1)内设置有绕组和缓冲转子(3)，其特征在于：所述缓冲转子(3)包括转子铁芯(301)和中间轴(315)，所述转子铁芯(301)上设置有中心孔(329)、若干磁铁槽(325)和若干绕线槽(303)，若干所述磁铁槽(325)和若干所述绕线槽(303)绕所述中心孔(329)的周向逐一交替分布，且在每个所述磁铁槽(325)内均设置有永磁体(302)，相邻的两个所述绕线槽(303)之间缠绕有加强绕组，所述磁铁槽(325)和所述永磁体(302)位于所述加强绕组内，所述中间轴(315)转动设置在所述中心孔(329)内，所述中间轴(315)上设置有缓冲机构，且所述中间轴(315)与所述转子铁芯(301)通过所述缓冲机构相连；

2.根据权利要求1所述的一种具有缓冲结构的力矩电机，其特征在于：所述伸缩组件包括伸缩管(308)、伸缩杆(307)、连接管(309)和连接孔(310)，所述连接孔(310)设置在所述中间轴(315)上，且与所述压力腔(314)相连通，所述连接管(309)的一端插入所述连接孔(310)内，且另一端与所述伸缩管(308)的一端相连，所述伸缩杆(307)的一端从所述伸缩管(308)的另一端滑动插入，且所述伸缩杆(307)的另一端与所述转子铁芯(301)铰接。

3.根据权利要求2所述的一种具有缓冲结构的力矩电机，其特征在于：所述连接孔(310)上设置有限位槽(312)和旋转槽(313)，所述限位槽(312)与所述旋转槽(313)相连通，所述连接管(309)上固定设置有限位块(311)，当所述连接管(309)插入所述连接孔(310)时，所述限位块(311)将沿所述限位槽(312)延伸方向滑动，当所述连接管(309)完全插入所述连接孔(310)时，所述连接管(309)转动后所述限位块(311)将从所述限位槽(312)滑入所述旋转槽(313)内。

4.根据权利要求2所述的一种具有缓冲结构的力矩电机，其特征在于：所述转子铁芯(301)上还设置有安装槽(305)，所述安装槽(305)位于所述转子铁芯(301)的端部，且与所述中心孔(329)相连，在所述安装槽(305)内固定设置有若干连接柱(306)，若干所述连接柱(306)绕所述中心孔(329)周向均匀分布，所述伸缩杆(307)通过所述连接柱(306)与所述转子铁芯(301)铰接。

5.根据权利要求1所述的一种具有缓冲结构的力矩电机，其特征在于：所述转子铁芯(301)上相邻的所述磁铁槽(325)内的所述永磁体(302)的磁场方向相反，缠绕在所述磁铁槽(325)外的所述加强绕组通电后产生的磁场方向与所述加强绕组内侧的所述永磁体(302)方向相同。

6.根据权利要求1所述的一种具有缓冲结构的力矩电机，其特征在于：所述加强绕组至少为两组，且至少两组所述加强绕组绕所述转子铁芯(301)的周向均匀分布。

7.根据权利要求2所述的一种具有缓冲结构的力矩电机，其特征在于：所述连接管(309)的轴线方向与所述伸缩管(308)的轴线方向相互垂直。

8.根据权利要求1所述的一种具有缓冲结构的力矩电机，其特征在于：所述转子铁芯(301)上的所述中心孔(329)内设置有轴承(320)，所述轴承(320)嵌入所述中心孔(329)的内壁，且所述中间轴(315)的外壁与所述轴承(320)内圈相连。

9.根据权利要求1所述的一种具有缓冲结构的力矩电机，其特征在于：所述定子外壳(1)上设置有端盖(4)，所述端盖(4)上设置有输出孔(5)，所述转子铁芯(301)的两端均设置有挡板(323)，所述挡板(323)上开设有通孔(330)，所述中间轴(315)的一端固定设置有定位块(321)，另一端固定设置有输出轴(319)，且所述输出轴(319)的自由端依次穿过所述通孔(330)和所述输出孔(5)后位于所述定子外壳(1)外侧，所述定位块(321)与另一个所述挡板(323)上的所述通孔(330)转动配合。

技术总结
本发明公开了一种具有缓冲结构的力矩电机，包括定子外壳，定子外壳内设置有绕组和缓冲转子，缓冲转子包括转子铁芯和中间轴，转子铁芯上设置有中心孔、若干磁铁槽和若干绕线槽，若干磁铁槽和若干绕线槽绕中心孔的周向逐一交替分布。本发明通过对转子和主轴进行分离式设计，通过伸缩组件进行连接，利用缓冲液进行阻力传递，通过压力腔内的活塞和弹簧进行缓冲，降低了惯性冲击对电机主轴造成的损伤；通过在活塞上设置磁铁，同时在转子铁芯上设置有加强绕组和缓冲线圈，利用电磁感应原理使线圈对缓冲磁体的移动进行阻碍，进一步提供缓冲力，同时线圈内产生的电流还能够在加强绕组中产生磁场，增加电机启动的扭矩，提高了电机的启动速度。

技术研发人员：黄华林,尹告民
受保护的技术使用者：深圳市盛泰奇科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10