一种无框力矩电机及其测试方法技术

一种无框力矩电机，采用十二槽十极分数槽集中绕组方式，其节距固定为一；该无框力矩电机包括定子和转子，所述转子同轴心置于所述定子内部，且两者互不接触；所述槽定子冲片的弧形面与所述永磁体的弧形面之间形成的气隙半径设置为0.25～1.5毫米。本发明专利技术的无框力矩电机采用十二槽十极分数槽集中绕组方式，其节距固定为一，分数槽有效降低齿槽转矩，采用集中绕组方式，有助于降低生产成本；由于气隙半径与扭矩成正相关，气隙半径越大，扭矩值越大，扭矩的平方值与气隙半径的三次方值成正相关关系，所以将槽定子冲片的弧形面与永磁体的弧形面之间形成的气隙半径设置为0.25～1.5毫米，可以有限提高无框力矩电机的功率扭矩密度。可以有限提高无框力矩电机的功率扭矩密度。可以有限提高无框力矩电机的功率扭矩密度。

【技术实现步骤摘要】
一种无框力矩电机及其测试方法


[0001]本专利技术属于无框电机
，特别涉及一种无框力矩电机及其测试方法。

技术介绍

[0002]传统的机器人厂家采用步进电机、普通无刷直流电机等作为机器人的重要动力执行器，整体控制精度低。目前，受产品小型化、轻量化等要求影响，机器人产品电机空间受限，需要扭矩密度大，齿槽转矩小，制造成本低的无框无刷电机来替代。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种无框力矩电机及其测试方法，具体技术方案如下：
[0004]一种无框力矩电机，该无框力矩电机采用十二槽十极分数槽集中绕组方式，其节距固定为一；
[0005]该无框力矩电机包括定子和转子，所述转子同轴心置于所述定子内部，且两者互不接触；
[0006]所述定子包括定子铁芯和定子线圈，所述定子铁芯的内周面一体化均匀连接有十二个槽定子冲片，所述槽定子冲片的纵截面为T形结构，且其外端面内凹成弧形面，所述槽定子冲片上缠绕有所述定子线圈；
[0007]所述转子包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯的外周面一体化均匀连接有十个凸棱，所述凸棱的纵截面为梯形结构，且其腰面朝内侧倾斜，相邻两个所述凸棱之间分别交错嵌设有N极永磁体和S极永磁体，且所述永磁体的外表面外凸成弧形面；
[0008]所述槽定子冲片的弧形面与所述永磁体的弧形面之间形成的气隙半径设置为0.25～1.5毫米。
[0009]进一步地，该测试方法的步骤包括：首先将上述无框力矩电机的转子与定子同轴心插套，并在转子内插接配合转轴；其次将定子与转轴的两端部通过可调节的测试平台横向夹持固定；最后在无框力矩电机需要测试的部位装上对应的传感器，对无框力矩电机通电旋转测试即可。
[0010]进一步地，所述测试平台包括横移支撑机构，所述横移支撑机构上竖直设置有用于横向夹持所述转子的定心夹紧机构，所述定心夹紧机构两侧分别竖直设置有转轴支撑机构；所述定心夹紧机构的底部与所述转轴支撑机构的底部均通过所述横移支撑机构实现横向定位移动。
[0011]进一步地，所述横移支撑机构包括长方体结构的底座，所述底座的顶面两端分别竖直对称设置有支撑块，两个所述支撑块之间沿其中线平行对称架接有支撑螺杆，每个所述支撑螺杆上分别螺接有六个定位螺母。
[0012]进一步地，所述定心夹紧机构包括U型架，所述U型架的外侧面底部分别对称连接有第一滑套，所述第一滑套与对应的所述支撑螺杆横向间隙套接，所述第一滑套的两端分
别通过对应的所述定位螺母左右夹持固定；所述U型架的内底面竖直安装有气缸；所述U型架的顶端竖直架接配合有U型支座，所述U型支座的开口处分别通过封板封接，且所述封板的顶面高于所述U型支座的顶面，所述U型支座内竖直悬设有用于横向夹持固定所述转子的自定心夹持组件，所述U型支座的顶部竖直架设有用于纵向夹压所述转子的压紧组件；所述气缸的伸缩端竖直间隙穿过开设于所述U型支座底面的通孔，并与所述自定心夹持组件的底端连接，以推动所述自定心夹持组件夹持固定所述转子。
[0013]进一步地，所述自定心夹持组件包括活塞板，所述活塞板的底端与所述气缸的伸缩端连接，其顶端向内开设有凹槽，所述凹槽内通过安装杆转动连接有支撑轮，且所述支撑轮的顶面伸出所述凹槽的顶沿；两个所述U型支座的封板之间自下而上分别竖直对称架设有第一导向块和第二导向块，所述活塞板竖直滑动穿过两个所述第一导向块以及两个所述第二导向块之间的空域；所述活塞板的侧面分别对称连接有向外倾斜的限位块，且所述限位块位于对应的所述第一导向块和第二导向块之间；所述封板的顶部两端分别对称悬接有S形结构的夹持臂，所述夹持臂的顶端转动连接有夹持轮，其底端转动连接有限位轮，所述夹持臂中部通过穿接的扭力杆悬接于两个所述封板的顶部之间，所述限位轮通过所述扭力杆保持与所述限位块的斜面滚动贴接；
[0014]所述活塞板分为第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态时，所述限位块的底面与所述第一导向块的顶面贴接，且所述限位轮处于所述限位块的斜面顶部；在第二工作状态时，所述气缸推动所述活塞板向上移动，直至所述限位块的顶面与所述第二导向块的底面贴接，且所述限位轮处于所述限位块的斜面底部。
[0015]进一步地，所述第二导向块的外侧设置为向内倾斜的斜面；所述第一导向块的顶面与所述限位块的底面分别设置有相互卡合的Z形斜面。
[0016]进一步地，所述压紧组件包括定位螺杆，所述U型支座的顶面中部竖直相对设有所述定位螺杆，两个所述定位螺杆之间水平穿接有横压板，所述定位螺杆上轴向穿设有弹簧和按压螺母，所述弹簧位于所述横压板下侧，所述按压螺母位于所述横压板上侧；所述U型支座的外侧面分别竖直对称开设有导向槽，所述导向槽内竖直滑动卡接有导向杆，且所述导向杆的顶端与对应的所述横压板端部垂直连接；所述横压板的底面中部可拆卸地连接有弧形压块，且所述弧形压块与所述支撑轮竖直相对设置。
[0017]进一步地，所述弧形压块的顶面中部垂直设置有卡块，所述横压板的底面中部开设有卡槽，所述卡块与所述卡槽卡接配合，并通过螺栓连接。
[0018]进一步地，所述转轴支撑机构包括第二滑套，所述第二滑套与对应的所述支撑螺杆横向间隙套接，所述第二滑套的两端分别通过对应的所述定位螺母左右夹持固定；两个所述第二滑套的顶面之间水平安装有横连板，所述横连板的顶面中部垂直连接有支撑板，所述支撑板的顶面通过螺栓竖直连接有轴承支座，所述轴承支座内嵌设有轴承，且所述轴承的中轴线与所述支撑螺杆在空间上平行设置。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术的无框力矩电机采用十二槽十极分数槽集中绕组方式，其节距固定为一，分数槽有效降低齿槽转矩，采用集中绕组方式，有助于降低生产成本；由于气隙半径与扭矩成正相关，气隙半径越大，扭矩值越大，扭矩的平方值与气隙半径的三次方值成正相关关系，所以将槽定子冲片的弧形面与永磁体的弧形面之间形成的气隙半径设置为0.25～1.5
毫米，可以有限提高无框力矩电机的功率扭矩密度。
附图说明
[0021]图1示出了本专利技术无框力矩电机的结构示意图；
[0022]图2示出了本专利技术中定子铁芯的结构示意图；
[0023]图3示出了本专利技术中转子的结构示意图；
[0024]图4示出了本专利技术无框力矩电机的绕组示意图；
[0025]图5示出了本专利技术中测试平台的结构示意图；
[0026]图6示出了本专利技术中定心夹紧机构的结构示意图；
[0027]图7示出了本专利技术中U型支座与压紧组件装配的结构示意图；
[0028]图8示出了本专利技术中自定心夹持组件的结构示意图；
[0029]图9示出了本专利技术中转轴支撑机构的结构示意图。
[0030]图中所示：1、定子；11、定子铁芯；111、槽定子冲片；12、定子线圈；2、转子；21、转子铁芯；211、凸棱；22、永磁体；3、转轴；4、横移支撑机构；41、底座；42、支撑块；43、支撑螺杆；44、定位螺母；5、定心夹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无框力矩电机，其特征在于：该无框力矩电机采用十二槽十极分数槽集中绕组方式，其节距固定为一；该无框力矩电机包括定子(1)和转子(2)，所述转子(2)同轴心置于所述定子(1)内部，且两者互不接触；所述定子(1)包括定子铁芯(11)和定子线圈(12)，所述定子铁芯(11)的内周面一体化均匀连接有十二个槽定子冲片(111)，所述槽定子冲片(111)的纵截面为T形结构，且其外端面内凹成弧形面，所述槽定子冲片(111)上缠绕有所述定子线圈(12)；所述转子(2)包括转子铁芯(21)和永磁体(22)，所述转子铁芯(21)的外周面一体化均匀连接有十个凸棱(211)，所述凸棱(211)的纵截面为梯形结构，且其腰面朝内侧倾斜，相邻两个所述凸棱(211)之间分别交错嵌设有N极永磁体和S极永磁体，且所述永磁体(22)的外表面外凸成弧形面；所述槽定子冲片(111)的弧形面与所述永磁体(22)的弧形面之间形成的气隙半径设置为0.25～1.5毫米。2.根据权利要求1所述的一种无框力矩电机的测试方法，其特征在于：该测试方法的步骤包括：首先将上述无框力矩电机的转子(2)与定子(1)同轴心插套，并在转子(2)内插接配合转轴(3)；其次将定子(1)与转轴(3)的两端部通过可调节的测试平台横向夹持固定；最后在无框力矩电机需要测试的部位装上对应的传感器，对无框力矩电机通电旋转测试即可。3.根据权利要求2所述的一种无框力矩电机的测试方法，其特征在于：所述测试平台包括横移支撑机构(4)，所述横移支撑机构(4)上竖直设置有用于横向夹持所述转子(2)的定心夹紧机构(5)，所述定心夹紧机构(5)两侧分别竖直设置有转轴支撑机构(6)；所述定心夹紧机构(5)的底部与所述转轴支撑机构(6)的底部均通过所述横移支撑机构(4)实现横向定位移动。4.根据权利要求3所述的一种无框力矩电机的测试方法，其特征在于：所述横移支撑机构(4)包括长方体结构的底座(41)，所述底座(41)的顶面两端分别竖直对称设置有支撑块(42)，两个所述支撑块(42)之间沿其中线平行对称架接有支撑螺杆(43)，每个所述支撑螺杆(43)上分别螺接有六个定位螺母(44)。5.根据权利要求4所述的一种无框力矩电机的测试方法，其特征在于：所述定心夹紧机构(5)包括U型架(51)，所述U型架(51)的外侧面底部分别对称连接有第一滑套(52)，所述第一滑套(52)与对应的所述支撑螺杆(43)横向间隙套接，所述第一滑套(52)的两端分别通过对应的所述定位螺母(44)左右夹持固定；所述U型架(51)的内底面竖直安装有气缸(53)；所述U型架(51)的顶端竖直架接配合有U型支座(54)，所述U型支座(54)的开口处分别通过封板(541)封接，且所述封板(541)的顶面高于所述U型支座(54)的顶面，所述U型支座(54)内竖直悬设有用于横向夹持固定所述转子(2)的自定心夹持组件(55)，所述U型支座(54)的顶部竖直架设有用于纵向夹压所述转子(2)的压紧组件(56)；所述气缸(53)的伸缩端竖直间隙穿过开设于所述U型支座(54)底面的通孔(542)，并与所述自定心夹持组件(55)的底端连接，以推动所述自定心夹持组件(55)夹持固定所述转子(2)。6.根据权利要求5所述的一种无框力矩电机的测试方法，其特征在于：所述自定心夹持组件(55)包括活塞板(551)，所述活塞板(551)的底端与所述气缸(53)的伸缩端连接，其顶端向内开设有凹槽(5511)，所述凹槽(5511)内通过安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗雪峰，骆敏舟，卢钰，
申请(专利权)人：江苏集萃智能制造技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：