本发明专利技术公开了一种同轴式集成磁齿轮减速装置的电机，包括机壳、伺服电机单元、磁齿轮减速单元和编码单元，伺服电机单元、磁齿轮减速单元通过轴向并行排布的方式固定在机壳内同一根转轴上，编码单元设置于机壳外部；伺服电机单元包括转轴和依次从外向内同轴套设在一起的电机定子、电机转子；磁齿轮减速单元设置于机壳内，并安装于伺服电机单元前方的转轴上，包括输出轴法兰和依次从外向内同轴套设在一起的磁齿轮外定子、调制环转子、磁齿轮内转子；编码单元包括编码器和编码器壳体，编码器安装于机壳的后端外壁上，并套设在转轴的后端部；编码器壳体罩设于编码器外部，并与机壳固定连接。本发明专利技术的有益效果是：提高了电机输出精度、体积小，振动小。振动小。振动小。
【技术实现步骤摘要】
一种同轴式集成磁齿轮减速装置的电机
[0001]本专利技术涉及电机
，特别涉及一种同轴式集成磁齿轮减速装置的电机。
技术介绍
[0002]随着电机在机器人领域的应用范围越来越广,对电机的体积，装配精度、输出转矩，振动噪声等要求也越来越高。为了实现低速大转矩的输出，目前常用的电机一般都要通过减速器才能与负载相连，但是电机和减速器分体式使用有一定的缺陷，体积更加庞大,空间利用率低，同时也会降低最终输出轴的精度，外形结构复杂，装配比较麻烦,后期维护也很繁琐,直接影响生产与维护的成本；从减速器的角度来说目前采用的大多是机械齿轮，如行星减速器、谐波减速器等，但是机械齿轮因为接触的关系会产生齿根折断、磨损，齿根胶合、塑性变形等失效形式，因此需要寻找更合适的替代，磁齿轮相比机械齿轮在结构上无接触、无磨损、无振动，因此具备低维护成本和高可靠性等优点。由此衍生出的磁齿轮的电机具备结构简单、效率高、转矩输出能力强等显著优势，但是目前的磁齿轮的电机在组装时对电机的要求较高，组装时容易产生误差，从而影响电机的同轴度以及输出轴的精度。
技术实现思路
[0003]为了解决上述问题，本专利技术提出一种同轴式集成磁齿轮减速装置的电机，通过将电机与减速机构采用轴向并排放置在同一根轴上的设计，大大减少了轴向上的多余尺寸，也避免了在装配过程中出现的安装误差对电机精度的影响，同时一体化设计也减少了对电机和减速器进行选型匹配等问题。
[0004]为了解决相关技术中的技术问题，本专利技术提供如下的技术方案：
[0005]本专利技术所述的一种同轴式集成磁齿轮减速装置的电机，其特征在于：包括机壳、伺服电机单元、磁齿轮减速单元和编码单元，其中伺服电机单元、磁齿轮减速单元通过轴向并行排布的方式固定在机壳内的同一根转轴上，编码单元设置于机壳的外部；
[0006]所述的机壳设有容纳伺服电机单元、磁齿轮减速单元的容腔；定义沿机壳轴向的一个方向为前向，另一个方向为后向；以沿垂直于机壳轴向的靠近机壳中轴线的方向定义为内、反之为外；
[0007]所述的伺服电机单元包括转轴和依次从外向内同轴套设在一起的电机定子、电机转子，电机定子固定在机壳的内壁的后端部；电机定子内部用绝缘胶灌封有电机绕组，电机绕组在电机定子的轴向的两端部形成超出电机定子的绕组端部；电机转子包括转轴、电机转子轭、L型支撑板，转轴为多级阶梯轴，转轴可转动地穿设于机壳中，转轴的后端部伸出机壳，用于安装编码单元；所述电机转子轭与电机定子之间设有转动间隙，电机转子轭的轴向的端部设有内转子永磁体；L型支撑板与电机定子的磁齿轮内转子支架固定连接；L型支撑板套设于转轴的外部，并与转轴过盈配合；
[0008]所述的磁齿轮减速单元设置于机壳内，并安装于伺服电机单元的前方的转轴上，包括输出轴法兰和依次从外向内同轴套设在一起的磁齿轮外定子、调制环转子、磁齿轮内
转子，所述的磁齿轮外定子安装于机壳的前端部，并与机壳的内壁固定连接；所述的磁齿轮内转子安装在转轴上，并安装在转轴对应的轴肩处；所述的调制环转子设置于磁齿轮内转子与磁齿轮外定子之间，且调制环转子与磁齿轮内转子的外壁之间设有内气隙，与磁齿轮外定子的内壁之间设有外气隙；所述的调制环转子的两端部分别装有前绝缘垫片和后绝缘垫片，后绝缘垫片的后侧装有调制环后端盖；输出轴法兰与转轴同轴，且输出轴法兰可转动地穿设于机壳的前端部，输出轴法兰的前端从机壳中伸出，形成可与待驱动设备相连接的输出端，输出轴法兰的后端设有法兰盘，法兰盘与前绝缘垫片固定连接；
[0009]所述的编码单元包括编码器和编码器壳体，所述编码器安装于机壳的后端外壁上，编码器套设在转轴的伸出机壳的后端部，并以转动方式连接；编码器壳体罩设于所述编码器的外部，并与机壳固定连接。
[0010]优选的，所述的机壳包括壳体、前端盖和后端盖，壳体为两端开口的筒状结构，壳体的后壁面上设有开口，留给电机的三相电源线输出；前端盖、后端盖分别通过止口装在壳体的前、后端开口处，与壳体共同围成容纳伺服电机单元、磁齿轮减速单元的容腔；前端盖的内侧装有轴承座和设置在轴承座上的输出轴轴承，所述输出轴轴承的外圈装卡在前端盖的内侧、内圈装卡在输出轴法兰上，实现输出轴法兰与前端盖之间的转动配合；后端盖的内侧装有薄形轴承，所述薄形轴承的外圈装卡在后端盖内侧、内圈装卡在转轴的后端部的轴肩上，实现转轴与后端盖之间的转动配合。
[0011]优选的，所述的磁齿轮内转子包括磁齿轮转子轭与内磁环，磁齿轮转子轭与内磁环皆呈圆筒状，中心设有通孔，其中磁齿轮转子轭装卡在转轴上，并安装在对应轴肩处；内磁环同轴套设于磁齿轮转子轭的外部；内磁环的外壁与调制环转子的内壁之间设有内气隙。
[0012]优选的，所述的磁齿轮外定子包括定子轭部与外磁环，定子轭部与外磁环皆呈圆筒状，其中定子轭是由硅钢片沿轴向方向叠压而成的圆筒状结构，固定在壳体的前端的内壁上；外磁环的内壁与调制环转子的外壁之间设有外气隙。
[0013]优选的，调制环转子为横截面呈齿轮状的圆筒结构，包括若干调制块，调制块沿圆周方向间隔设置，相邻的两个所述调制块之间通过连接桥连接。
[0014]优选的，所述的轴承座与所述的输出轴轴承之间夹设有波形垫圈。
[0015]优选的，L型支撑板的最大直径小于调制环后端盖的最小直径。
[0016]优选的，所述磁齿轮前轴承与磁齿轮后轴承的外圈分别装卡在输出轴法兰和调制环后端盖的轴承座上，内圈分别装卡于转轴的对应的轴肩处。
[0017]优选的，磁齿轮内转子与调制环转子的转动方向相同，内外极对数比为2:13。
[0018]优选的，所述内转子永磁体采用径向充磁结构，内磁环采用外向聚磁的结构，外磁环采用内向聚磁型的结构。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]1、可以减少轴向长度，减少由于分体式结构造成的设计上和安装上的误差；
[0021]2、采用磁性齿轮结构，振动和噪声小，应用于需要特种流体流量等一些特殊场合；
[0022]3、结构简单紧凑、安装空间小、转矩大、集成度高；
[0023]4、磁齿轮集成电机是基于磁场调制原理，并利用有效谐波磁场进一步改善绕组感应电动势，适用于低速大转矩应用领域，具有重要的科研和应用价值。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的立体结构示意图；
[0025]图2为图1中沿A方向的示意图；
[0026]图3为图2中沿线B
‑
B的剖视结构示意图；
[0027]图4为本专利技术的伺服电机单元结构示意图；
[0028]图5为本专利技术的伺服电机单元剖视图；
[0029]图6为本专利技术的编码单元的剖视图
[0030]图7为本专利技术的磁齿轮减速单元的内部示意图；
[0031]图8为本专利技术的磁齿轮减速单元的结构示意图；
[0032]图9为本专利技术的磁齿轮减速单元的剖视图；
[0033]图10为本专利技术的调制环转子固定方式的剖视图。
具体实施方式
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同轴式集成磁齿轮减速装置的电机，其特征在于：包括机壳(1)、伺服电机单元(2)、磁齿轮减速单元(4)和编码单元(8)，所述的机壳(1)设有容纳伺服电机单元(2)、磁齿轮减速单元(4)的容腔；定义沿机壳轴向的一个方向为前向，另一个方向为后向；以沿垂直于机壳轴向的靠近机壳中轴线的方向定义为内、反之为外；伺服电机单元(2)、磁齿轮减速单元(4)通过轴向并行排布的方式固定在机壳(1)内的同一根转轴(6)上，磁齿轮减速单元(4)在前、伺服电机单元(2)在后，编码单元(8)设置于机壳(1)的外部；所述的伺服电机单元(2)包括依次从外向内同轴套设在一起的电机定子(201)、电机转子(200)，电机定子(201)固定在机壳(1)的内壁的后端部；电机定子(201)内部用绝缘胶灌封有电机绕组(202)，电机绕组(202)在电机定子(201)的轴向的两端部形成超出电机定子(201)的绕组端部；电机转子(200)包括转轴(6)、电机转子轭(203)、L型支撑板(205)，转轴(6)为多级阶梯轴，转轴(6)可转动地穿设于机壳(1)中，转轴(6)的后端部伸出机壳(1)，用于安装编码单元(8)；所述电机转子轭(203)与电机定子(201)之间设有转动间隙，电机转子轭(203)的轴向的端部设有内转子永磁体(204)；L型支撑板(205)与电机定子(201)的磁齿轮内转子支架固定连接；L型支撑板(205)套设于转轴(6)的外部，并与转轴(6)过盈配合；所述的磁齿轮减速单元(4)设置于机壳(1)内，并安装于伺服电机单元(2)的前方的转轴(6)上，包括输出轴法兰(5)和依次从外向内同轴套设在一起的磁齿轮外定子(41)、调制环转子(403)、磁齿轮内转子(40)，所述的磁齿轮外定子(41)安装于机壳(1)的前端部，并与机壳(1)的内壁固定连接；所述的磁齿轮内转子安装在转轴(6)上，并安装在转轴对应的轴肩处；所述的调制环转子(403)设置于磁齿轮内转子(40)与磁齿轮外定子(41)之间，且调制环转子(403)与磁齿轮内转子(40)的外壁之间设有内气隙，与磁齿轮外定子(41)的内壁之间设有外气隙；所述的调制环转子(403)的两端部分别装有前绝缘垫片(406)和后绝缘垫片(407)，后绝缘垫片(407)的后侧装有调制环后端盖(408)；输出轴法兰(5)与转轴(6)同轴，且输出轴法兰(5)可转动地穿设于机壳(1)的前端部，输出轴法兰(5)的前端从机壳(1)中伸出，形成可与待驱动设备相连接的输出端，输出轴法兰(5)的后端设有法兰盘(502)，法兰盘(502)与前绝缘垫片(406)固定连接；所述的编码单元(8)包括编码器(3)和编码器壳体(103)，所述编码器(3)安装于机壳(1)的后端外壁上，编码器(3)套设在转轴(6)的伸出机壳(1)的后端部，并以转动方式连接；编码器壳体(103)罩设于所述编码器(3)的外部，并与机壳(1)固定连接。2.如权利要求1所述的一种同轴式集成磁齿轮减速装置的电机，其特征在于：所述的机壳(1)包括壳体(104)、前端盖(101)和后端盖(...
【专利技术属性】
技术研发人员：王梁，鲍科兵，陈进华，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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