谐波减速无铁芯无刷永磁电机制造技术

一种谐波减速无铁芯无刷永磁电机，谐波减速器设置在外壳内的中心位置，无铁芯无刷永磁电机设置在外壳内的圆周位置，双环永磁转子由一个永磁圈组成，双环永磁转子直径大，线速度高，重量轻，环形磁场圈的20个极性互为相反的小磁场高速旋转与环状线圈组产生切割磁力线运动，环状线圈组密封在炭纤维线圈骨架内，成为密封式环状定子，无铁芯永磁电机高速运转提高效率，谐波减速器与无铁芯永磁电机同轴不同速，谐波减速器承载能力高、传动比大、体积小、传动平稳且传动精度高，与高速无铁芯永磁电机同轴耦合，减速传动，谐波减速无铁芯无刷永磁电机体积小、重量轻，能够应用在电动车领域和机器人制造领域。

Harmonic reduction coreless BLDCM

【技术实现步骤摘要】
谐波减速无铁芯无刷永磁电机
本专利技术涉及一种谐波减速电机，确切地说是一种谐波减速无铁芯无刷永磁电机。
技术介绍
谐波减速电机是一种电机与谐波减速器一体化的减速电机，它体积小、重量轻，在机械领域特别在机器人制造领域有广泛的应用。例如申请号为2019100302748的专利技术专利申请公开一种“机电一体谐波减速器”，它是在机电一体谐波减速器的外壳内前端设置谐波减速器，后端设置普通电机，现有技术的普通电机和谐波减速器导致整机结构复杂、体积大、笨重，不利于机器人制造领域的广泛应用。
技术实现思路
为了克服现有谐波减速电机的不足，本专利技术公开一种结构简单、体积小、重量轻、效率高的谐波减速无铁芯无刷永磁电机。所述谐波减速无铁芯无刷永磁电机所采取的技术方案是由谐波减速器和无铁芯无刷永磁电机组成，其中包括筒形外壳、盘形端盖、台阶式驱动轴、柔性外齿圈、刚性内齿圈、波发生器、双环永磁转子、环形定子，其结构特征在于：所述谐波减速无铁芯无刷永磁电机设有筒形外壳，筒形外壳设有左端盖，筒形外壳与左端盖一体化制造成型，左端盖中部设有轴承架和左轴承，筒形外壳右端设有连接盘，连接盘右端设有盘形端盖，连接盘与盘形端盖之间设有定位台圈，连接盘与盘形端盖的圆周设有多个紧固螺丝，连接盘与盘形端盖的圆周设有4个安装螺丝孔，盘形端盖中部设有轴承架和右轴承，所述筒形外壳内的中心部分设置谐波减速器，谐波减速器设有台阶式驱动轴，所述左、右轴承内圆分别安装在台阶式驱动轴的左、右端，台阶式驱动轴的粗轴上安装锥形盘支架，锥形盘支架圆周连接柔性外齿圈，柔性外齿圈为金属圆筒形，筒壁较薄，不仅具有柔性，还具有弹性，性柔性外齿圈左端圆周设有外齿牙，台阶式驱动轴、锥形盘支架和柔性外齿圈一体化制造成型，所述波发生器设有盘形支架，盘形支架中心设有筒形轴承架，筒形轴承架右边内圆安装大轴承、左边内圆安装小轴承，大轴承内圆安装在台阶式驱动轴的中轴右边台阶，小轴承内圆安装在台阶式驱动轴的细轴左边台阶，所述盘形支架右端设有上短轴和下短轴，上、下短轴右端均设有外卡簧，上、下短轴左端均设有定位台，上、下定位台左端均设有短轴螺帽，短轴螺帽将上、下短轴紧固在盘形支架右端，上、下短轴上分别安装上轴承和下轴承，上轴承和下轴承的外圆均安装塑料滑轮，上塑料滑轮和下塑料滑轮分别支撑在柔性外齿圈内圆的上端和下端，使柔性外齿圈变形，变成椭圆形的外齿圈；盘形端盖左端设有筒形圈架，筒形圈架左端设有刚性内齿圈，椭圆形外齿圈的上端外齿牙和下端外齿牙分别与刚性内齿圈的上端内齿牙和下端内齿牙啮合，椭圆形外齿圈的左端外齿牙和右端外齿牙分别与刚性内齿圈的左端内齿牙和右端内齿牙分离，所述内齿牙的模数等于所述外齿牙的模数，所述内齿牙的牙数大于所述外齿牙的牙数，盘形支架围绕台阶式驱动轴旋转，上塑料滑轮和下塑料滑轮一方面沿着柔性外齿圈的内圆公转，另一方面上、下塑料滑轮分别自转，使柔性外齿圈成为旋转变形的椭圆形外齿圈，柔性外齿圈与刚性内齿圈之间组成谐波减速齿轮，上塑料滑轮和下塑料滑轮公转一圈，柔性外齿圈公转的数值相当于所述内齿牙的牙数与所述外齿牙的牙数差的线距离，因此谐波减速齿轮的减速比值很大；所述筒形外壳内的圆周部分设置无铁芯无刷永磁电机，无铁芯无刷永磁电机设有双环永磁转子，双环永磁转子设有导磁圈，导磁圈内圆设有永磁圈，导磁圈右端与永磁圈右端对齐，永磁圈由20块条形永磁体排列组成，条形永磁体是用钕铁硼材料制造成型的强磁体，所述条形永磁体的极性是径向的，相邻的永磁体极性互为相反，交替排列组成永磁圈，导磁圈左端圆周连接20个等分的L形导磁爪，L形导磁爪的宽度略小于条形永磁体的宽度，20个L形导磁爪位于导磁圈内圆包围成导磁爪圈，每个L形导磁爪之间均设有相同的间隔，导磁爪圈与导磁圈整体制造成双环导磁圈，双环导磁圈与永磁圈组成双环永磁转子，导磁爪圈外圆与永磁圈内圆之间设有环形磁场空间，永磁圈的每块条形永磁体的径向均与每个L形导磁爪对齐，盘形支架右端设有定位圈台阶，双环永磁转子左边的导磁爪圈安装在定位圈台阶内，盘形支架圆周设有多个转子螺丝钉连接紧固L形导磁爪；所述盘形端盖设有连接圈架，连接圈架外圆安装环形定子，环形定子设有炭纤维线圈骨架，所述炭纤维线圈骨架设有外圈架和内圈架，外圈架和内圈架之间是线圈腔，线圈腔右端是封闭的腔底圈，腔底圈圆周设有多个骨架螺丝钉，骨架螺丝钉将炭纤维线圈骨架紧固在连接圈架的外圆，腔底圈设有线孔，盘形端盖设有出线孔，线圈腔内设有18个条形线圈，18个条形线圈排列组成环状线圈组，环状线圈组右端是跨接线腔，环状线圈组分别由A相线圈、B相线圈、C相线圈组成，三相线圈之间的相差位置为120度的电角度，每相线圈分别由3个相同数量的分线圈绕组串联组成，3个分线圈绕组分别等分在环状线圈组的3个不同位置上，分线圈绕组由2个相邻的相同匝数的条形线圈串联组成，相邻之间的条形线圈绕制方向互为相反，条形线圈在线圈模具上用多股漆包线绕制，在多个条形线圈的中部位置分别设置三个不同位置的霍尔传感器，三个霍尔传感器之间的相差位置为60度的电角度，每个分线圈绕组都是在线圈模具上成型，每个分线圈绕组均设置首端跨接线和尾端跨接线，环状线圈组共计有9个分线圈绕组，9个分线圈绕组的左端依次装进成型模具的环形槽内，依靠成型模具整齐排列成环状，每相线圈组中的分线圈绕组，按照三相线圈组之间120度电角度的相差位置平均分布在环状线圈组中，根据每个分线圈绕组的所在位置，确定环状线圈组右端多个首端跨接线和尾端跨接线之间的连接关系，准确连接为多个跨接线接头，9个分线圈绕组分别串联成A相线圈、B相线圈、C相线圈，三相线圈连接为Y形电路形式，引出三相线圈输出线，三相线圈输出线和霍尔传感器输出线合并组成输出电缆；成型模具上的环状线圈组右端从炭纤维线圈骨架的线圈腔左端装进，输出电缆穿进腔底圈的出线孔，多个跨接线的接头位于跨接线腔内，环状线圈组左端的炭纤维线圈骨架的线圈腔内用AB胶封闭。所述谐波减速无铁芯无刷永磁电机的有益效果在于：谐波减速无铁芯无刷永磁电机的谐波减速器设置在外壳内的中心位置，无铁芯无刷永磁电机设置在外壳内的圆周位置，充分利用了外壳内的空间，双环永磁转子由一个永磁圈组成，双环永磁转子直径大，线速度高，重量轻，高速旋转时动平衡稳定，环状线圈组通电产生的环形磁场圈不需要铁芯导磁改变磁路方向，直接与永磁圈和导磁爪圈之间形成的环形磁场圈重合，环形磁场圈的20个极性互为相反的小磁场高速旋转与环状线圈组产生切割磁力线运动，环状线圈组产生的18个极性互为相反的小磁场跟随霍尔传感器的信号自动换相，18磁极的环状线圈组换相频率高，双环永磁转子的稀土永磁强度大，使环状线圈组的电感量增强，电机驱动力增强，环状线圈组密封在炭纤维线圈骨架内，成为无铁芯永磁电机的密封式环状定子，炭纤维是一种高强度的绝缘材料，解决了无铁芯永磁电机环状定子的支撑、绝缘和密封问题；无铁芯永磁电机必须在高速运转状态才能提高效率，因此选用谐波减速器与之匹配进行减速，谐波减速器安装在无铁芯永磁电机的中心，与无铁芯永磁电机同轴不同速，谐波减速器承载能力高、传动比大、体积小、传动平稳且传动精度高，与高速无铁芯永磁电机同轴耦合，减速传动，匹配优良，谐波减速无铁芯无刷永磁电机体积小、重量轻，能够应用在电动车领域和机器人制造领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐波减速无铁芯无刷永磁电机，由谐波减速器和无铁芯无刷永磁电机组成，其中包括筒形外壳、盘形端盖、台阶式驱动轴、柔性外齿圈、刚性内齿圈、波发生器、双环永磁转子、环形定子，其特征在于：所述谐波减速无铁芯无刷永磁电机设有筒形外壳（1），筒形外壳设有左端盖（2），筒形外壳与左端盖一体化制造成型，左端盖中部设有轴承架和左轴承（3），筒形外壳右端设有连接盘（4），连接盘右端设有盘形端盖（5），连接盘与盘形端盖之间设有定位台圈（6），连接盘与盘形端盖的圆周设有多个紧固螺丝（7），连接盘与盘形端盖的圆周设有4个安装螺丝孔（8），盘形端盖中部设有轴承架和右轴承（9），所述筒形外壳内的中心部分设置谐波减速器，谐波减速器设有台阶式驱动轴（10），所述左、右轴承内圆分别安装在台阶式驱动轴的左、右端，台阶式驱动轴的粗轴上安装锥形盘支架（11），锥形盘支架圆周连接柔性外齿圈（12），柔性外齿圈为金属圆筒形，筒壁较薄，不仅具有柔性，还具有弹性，性柔性外齿圈左端圆周设有外齿牙，台阶式驱动轴、锥形盘支架和柔性外齿圈一体化制造成型，所述波发生器设有盘形支架（13），盘形支架中心设有筒形轴承架（14），筒形轴承架右边内圆安装大轴承（15）、左边内圆安装小轴承（16），大轴承内圆安装在台阶式驱动轴的中轴右边台阶，小轴承内圆安装在台阶式驱动轴的细轴左边台阶，所述盘形支架右端设有上短轴（17）和下短轴（18），上、下短轴右端均设有外卡簧（19），上、下短轴左端均设有定位台（20），上、下定位台左端均设有短轴螺帽（21），短轴螺帽将上、下短轴紧固在盘形支架右端，上、下短轴上分别安装上轴承（22）和下轴承（23），上轴承和下轴承的外圆均安装塑料滑轮（24），上塑料滑轮和下塑料滑轮分别支撑在柔性外齿圈内圆的上端和下端，使柔性外齿圈变形，变成椭圆形的外齿圈；盘形端盖左端设有筒形圈架（25），筒形圈架左端设有刚性内齿圈（26），椭圆形外齿圈的上端外齿牙和下端外齿牙分别与刚性内齿圈的上端内齿牙和下端内齿牙啮合，椭圆形外齿圈的左端外齿牙和右端外齿牙分别与刚性内齿圈的左端内齿牙和右端内齿牙分离，所述内齿牙的模数等于所述外齿牙的模数，所述内齿牙的牙数大于所述外齿牙的牙数，盘形支架围绕台阶式驱动轴旋转，上塑料滑轮和下塑料滑轮一方面沿着柔性外齿圈的内圆公转，另一方面上、下塑料滑轮分别自转，使柔性外齿圈成为旋转变形的椭圆形外齿圈，柔性外齿圈与刚性内齿圈之间组成谐波减速齿轮，上塑料滑轮和下塑料滑轮公转一圈，柔性外齿圈公转的数值相当于所述内齿牙的牙数与所述外齿牙的牙数差的线距离，因此谐波减速齿轮的减速比值很大；所述筒形外壳内的圆周部分设置无铁芯无刷永磁电机，无铁芯无刷永磁电机设有双环永磁转子，双环永磁转子设有导磁圈（27），导磁圈内圆设有永磁圈（28），导磁圈右端与永磁圈右端对齐，永磁圈由20块条形永磁体（29）排列组成，条形永磁体是用钕铁硼材料制造成型的强磁体，所述条形永磁体的极性是径向的，相邻的永磁体极性互为相反，交替排列组成永磁圈，导磁圈左端圆周连接20个等分的L形导磁爪（30），L形导磁爪的宽度略小于条形永磁体的宽度，20个L形导磁爪位于导磁圈内圆包围成导磁爪圈（31），每个L形导磁爪之间均设有相同的间隔（32），导磁爪圈与导磁圈整体制造成双环导磁圈，双环导磁圈与永磁圈组成双环永磁转子，导磁爪圈外圆与永磁圈内圆之间设有环形磁场空间（33），永磁圈的每块条形永磁体的径向均与每个L形导磁爪对齐，盘形支架右端设有定位圈台阶，双环永磁转子左边的导磁爪圈安装在定位圈台阶内，盘形支架圆周设有多个转子螺丝钉（34）连接紧固L形导磁爪；所述盘形端盖设有连接圈架（35），连接圈架外圆安装环形定子，环形定子设有炭纤维线圈骨架，所述炭纤维线圈骨架设有外圈架（36）和内圈架（37），外圈架和内圈架之间是线圈腔，线圈腔右端是封闭的腔底圈（38），腔底圈圆周设有多个骨架螺丝钉（39），骨架螺丝钉将炭纤维线圈骨架紧固在连接圈架的外圆，腔底圈设有线孔（40），盘形端盖设有出线孔，线圈腔内设有18个条形线圈（41），18个条形线圈排列组成环状线圈组（42），环状线圈组右端是跨接线腔（43），环状线圈组分别由A相线圈、B相线圈、C相线圈组成，三相线圈之间的相差位置为120度的电角度，每相线圈分别由3个相同数量的分线圈绕组（44）串联组成，3个分线圈绕组分别等分在环状线圈组的3个不同位置上，分线圈绕组由2个相邻的相同匝数的条形线圈（41）串联组成，相邻之间的条形线圈绕制方向互为相反，条形线圈在线圈模具上用多股漆包线绕制，在多个条形线圈的中部位置分别设置三个不同位置的霍尔传感器（45），三个霍尔传感器之间的相差位置为60度的电角度，每个分线圈绕组都是在线圈模具上成型，每个分线圈绕组均设置首端跨接线（46）和尾端跨接线（47...

【技术特征摘要】
1.一种谐波减速无铁芯无刷永磁电机，由谐波减速器和无铁芯无刷永磁电机组成，其中包括筒形外壳、盘形端盖、台阶式驱动轴、柔性外齿圈、刚性内齿圈、波发生器、双环永磁转子、环形定子，其特征在于：所述谐波减速无铁芯无刷永磁电机设有筒形外壳（1），筒形外壳设有左端盖（2），筒形外壳与左端盖一体化制造成型，左端盖中部设有轴承架和左轴承（3），筒形外壳右端设有连接盘（4），连接盘右端设有盘形端盖（5），连接盘与盘形端盖之间设有定位台圈（6），连接盘与盘形端盖的圆周设有多个紧固螺丝（7），连接盘与盘形端盖的圆周设有4个安装螺丝孔（8），盘形端盖中部设有轴承架和右轴承（9），所述筒形外壳内的中心部分设置谐波减速器，谐波减速器设有台阶式驱动轴（10），所述左、右轴承内圆分别安装在台阶式驱动轴的左、右端，台阶式驱动轴的粗轴上安装锥形盘支架（11），锥形盘支架圆周连接柔性外齿圈（12），柔性外齿圈为金属圆筒形，筒壁较薄，不仅具有柔性，还具有弹性，性柔性外齿圈左端圆周设有外齿牙，台阶式驱动轴、锥形盘支架和柔性外齿圈一体化制造成型，所述波发生器设有盘形支架（13），盘形支架中心设有筒形轴承架（14），筒形轴承架右边内圆安装大轴承（15）、左边内圆安装小轴承（16），大轴承内圆安装在台阶式驱动轴的中轴右边台阶，小轴承内圆安装在台阶式驱动轴的细轴左边台阶，所述盘形支架右端设有上短轴（17）和下短轴（18），上、下短轴右端均设有外卡簧（19），上、下短轴左端均设有定位台（20），上、下定位台左端均设有短轴螺帽（21），短轴螺帽将上、下短轴紧固在盘形支架右端，上、下短轴上分别安装上轴承（22）和下轴承（23），上轴承和下轴承的外圆均安装塑料滑轮（24），上塑料滑轮和下塑料滑轮分别支撑在柔性外齿圈内圆的上端和下端，使柔性外齿圈变形，变成椭圆形的外齿圈；盘形端盖左端设有筒形圈架（25），筒形圈架左端设有刚性内齿圈（26），椭圆形外齿圈的上端外齿牙和下端外齿牙分别与刚性内齿圈的上端内齿牙和下端内齿牙啮合，椭圆形外齿圈的左端外齿牙和右端外齿牙分别与刚性内齿圈的左端内齿牙和右端内齿牙分离，所述内齿牙的模数等于所述外齿牙的模数，所述内齿牙的牙数大于所述外齿牙的牙数，盘形支架围绕台阶式驱动轴旋转，上塑料滑轮和下塑料滑轮一方面沿着柔性外齿圈的内圆公转，另一方面上、下塑料滑轮分别自转，使柔性外齿圈成为旋转变形的椭圆形外齿圈，柔性外齿圈与刚性内齿圈之间组成谐波减速齿轮，上塑料滑轮和下塑料滑轮公转一圈，柔性外齿圈公转的数值相当于所述内齿牙的牙数与所述外齿牙的牙数差的线距离，因此谐波减速齿轮的减速比值很大；所述筒形外壳内的圆周部分设置无铁芯无刷永磁电机，无铁芯无刷永磁电机设有双环永磁转子，双环永磁转子设有导磁圈（27），导磁圈内圆设有永磁圈（28），导磁圈右端与永磁圈右端对齐，永磁圈由20块条形永磁体（29）排列组成，条形永磁体是用钕铁硼材料制造成型的强磁体，所述条形永磁体的极性是径向的，相邻的永磁体极性互为相反，交替排列组成永磁圈，导磁圈左端圆周连接20个等分的L形导磁爪（30），L形导磁爪的宽度略小于条形永磁体的宽度，20个L形导磁爪位于导磁圈内圆包围成导磁爪圈（31），每个L形导磁爪之间均设有相同的间隔（32），导磁爪圈与导磁圈整体制造成双环导磁圈，双环导磁圈与永磁圈组成双环永磁转子，导磁爪圈外圆与永磁圈内圆之间设有环形磁场空间（33），永磁圈的每块条形永磁体的径向均与每个L形导磁爪对齐，盘形支架右端设有定...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱幕松，
申请(专利权)人：朱幕松，
类型：发明
国别省市：安徽,34