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CN107947513A - 一种万能电机 - Google Patents

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CN107947513A
CN107947513A CN201711461869.6A CN201711461869A CN107947513A CN 107947513 A CN107947513 A CN 107947513A CN 201711461869 A CN201711461869 A CN 201711461869A CN 107947513 A CN107947513 A CN 107947513A
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CN
China
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electric machine
mounting platform
omnipotent
universal electric
shaft
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CN201711461869.6A
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English (en)
Inventor
任良平
陈钢
黄小华
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Shanxi Donghui New Energy Automobile Research Institute Co ltd
Original Assignee
Shanxi Donghui New Energy Power Research Institute Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/1004Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with pulleys

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

本发明公开了一种万能电机,该万能电机包括机壳、定子结构、转子结构及万能安装平台,所述机壳限定出容纳腔,所述定子结构固定设置在所述容纳腔内,所述定子结构上设有一转轴,所述转子结构安装在所述转轴上并处于所述定子结构的两侧,所述万能安装平台上设有能够安装用于实现其它功能的附件的安装孔,所述万能安装平台安装在所述转子结构上,使得所述万能安装平台能够随着所述转子结构一起转动。本发明通过万能安装平台的作用,使得电机的作用得到充分扩展,从而使得该万能电机具备多种功能。

Description

一种万能电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,具体涉及一种万能电机。
背景技术
电机(英文:Electric machinery,俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。其可分为电动机以及发电机,电动机它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。发电机的主要作用是利用机械能转化为电能,目前最常用的是,利用热能、水能等推动发电机转子来发电。
现有技术中的电动机的造型以及功能单一,其一般是从电机内部伸出一根输出轴,通过该输出轴连接到其它设备上,以作为转动动力源。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种万能电机,用于解决现有技术中的电机功能单一的缺陷。
为此,根据本发明的实施例,该万能电机包括:
机壳,所述机壳限定出容纳腔;
定子结构,所述定子结构固定设置在所述容纳腔内,所述定子结构上设有一转轴;
转子结构,所述转子结构安装在所述转轴上并处于所述定子结构的两侧;及
万能安装平台,所述万能安装平台上设有能够安装用于实现其它功能的附件的安装孔,所述万能安装平台安装在所述转子结构上,使得所述万能安装平台能够随着所述转子结构一起转动。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述机壳包括底座及上盖,所述上盖盖合在所述底座上以形成所述容纳腔,所述上盖具有一与所述容纳腔连通的开口,所述万能安装平台从所述开口中伸出。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述定子结构包括:
定子线圈,所述定子线圈由多个线圈单元沿周向嵌锁排列而成;及
封装材料层,所述封装材料层外包于所述定子线圈。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述封装材料层采用碳纤维复合材料制成。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述万能安装平台与所述转子结构为分体结构。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述万能安装平台与所述转子结构为一体结构。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述转子结构包括左磁盘及右磁盘,所述左磁盘及所述右磁盘均包括底壳及设置在底壳上的磁钢,所述底壳形成所述万能安装平台。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述附件为转接轴,所述转接轴安装在所述安装孔处,并随着所述万能安装平台一同转动,所述转接轴用以起电机的输出轴作用。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述附件为带轮,所述带轮安装在所述安装孔处,并随着所述万能安装平台一同转动,所述带轮用以起传动作用。
作为所述万能电机的进一步可选方案,所述机壳上设有转轴安装孔,所述转轴安装孔围绕所述万能安装平台而设置,在所述转轴安装孔内安装有转轴,所述转轴上安装有行星齿轮,所述附件为齿轮,所述齿轮围绕所述万能安装平台而设置,并与所述行星齿轮连接。
本发明的有益效果:
依据以上实施例中的万能电机,由于万能安装平台能够随着转子结构一同转动,且在万能安装平台上能够安装用于实现其它功能的附件,这样可充分扩展万能安装平台的功能,例如可在万能安装平台上安装具有传统电机的输出轴功能的转接轴,使得万能电机能够充当传动电机使用。总之,通过万能安装平台的设置可使得该万能电机具备多种功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了根据本发明实施例所提供的一种万能电机的爆炸示意图;
图2示出了根据本发明实施例所提供的一种万能电机的组装图;
图3示出了根据本发明实施例所提供的一种万能电机的定子结构的结构示意图;
图4示出了根据本发明实施例所提供的一种万能电机的定子线圈的结构示意图;
图5示出了根据本发明实施例所提供的一种万能电机的线圈单元的结构示意图;
图6示出了根据本发明实施例所提供的一种万能电机的一种附件的结构示意图;
图7示出了根据本发明实施例所提供的一种万能电机的另一种附件的结构示意图;
图8示出了根据本发明实施例所提供的一种万能电机的再一种附件的结构示意图。
主要元件符号说明:
100-定子结构;200-转子结构;300-机壳;400-万能安装平台;500-转接轴;600-带轮;700-齿轮;110-定子线圈;120-封装材料层;130-转轴;210-左磁盘;220-右磁盘;310-底座;320-上盖;330-转轴安装孔;410-安装孔;510-安装底座;520-伸出轴;610-安装平面;111-线圈单元;211-底壳;212-磁钢;321-开口;511-第一对接孔;611-第二对接孔;1111-有效段;1112-内缘段;1113-外缘段。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
本实施例提供了一种万能电机。
请一并参考图1-2,该万能电机包括机壳300、定子结构100、转子结构200及万能安装平台400。
其中,机壳300限定出容纳腔。定子结构100固定设置在容纳腔内,定子结构100上设有一转轴130。转子结构200安装在转轴130上并处于定子结构100的两侧。万能安装平台400上设有能够安装用于实现其它功能的附件的安装孔410,万能安装平台400安装在转子结构200上,使得万能安装平台400能够随着转子结构200一起转动。
如此,由于万能安装平台400能够随着转子结构200一同转动,且在万能安装平台400上能够安装用于实现其它功能的附件,这样可充分扩展万能安装平台400的功能,例如可在万能安装平台400上安装具有传统电机的输出轴功能的转接轴,使得万能电机能够充当传动电机使用。总之,通过万能安装平台400的设置可使得该万能电机的功能得以充分扩展,从而能够使得万能电机具备多种功能。
需要说明的是,在本发明实施方式中,容纳腔为圆柱形腔体,定子结构100、转子结构200及万能安装平台400均为圆盘状构造,这样使得万能电机的整体造型呈现出扁平状,请参考图2,与传统电机相比,具有扁平状的万能电机具有更好的外观效果。
另外,机壳300的造型可根据实际需求而定,例如机壳300可为圆盘状,此时万能电机在整体上呈现出扁平的圆盘状。又如机壳300也可为方状,此时万能电机在整体上呈现出扁平的块状。
可以理解的是,定子结构100用来通电产生洛伦兹力而使得转子结构200产生转动,最终使得万能安装平台400实现转动。
请继续参考图1,在本发明实施方式中,机壳300包括底座310及上盖320。
其中,上盖320盖合在底座310上以形成上述容纳腔,上盖320具有一与容纳腔连通的开口321,万能安装平台400从开口321中伸出。
如此,可方便的在万能安装平台400上安装其它各种附件,以实现多种功能。
请参考图3-5,在本发明实施方式中,定子结构100包括定子线圈110及封装材料层120。
其中,定子线圈110由多个线圈单元111沿周向嵌锁排列而成,封装材料层120则外包于定子线圈110,封装材料层120可采用碳纤维符合材料制成。
如此,可降低定子结构100的重量,进而在一定程度上降低整个万能电机的重量。
进一步的,请参考图5,线圈单元111呈扇形结构,线圈单元111包括沿定子结构100直径方向延伸的有效段1111及连接有效段1111的内缘段1112与外缘段1113。
可以理解的是,上述有效段1111为线圈在磁场中的受磁段,由于该有效段1111是沿定子结构100的直径方向延伸的,这样只需增加定子结构100的尺寸,使得有效段1111的尺寸得以提高就可提高电机的输出效率,大大降低了整个万能电机的体积。
请继续参考图5,内缘段1112与外缘段1113自有效段1111所在平面向上隆起,使得多个线圈单元111嵌锁排列后所有有效段1111处于同一平面内。
如此,可使得有效段1111的总厚度尽可能小,在对定子线圈110进行封装时,使得包裹有效段1111的封装材料层120的厚度也会尽可能小,这样可使得定子线圈110具有最小的磁间隙,使得电磁效率得以提高,最终使得电机的输出效率得以提高。
另外结合前文所述,由于封装材料层120采用碳纤维复合材料制成,使得包裹有效段1111的封装材料层120的厚度甚至可以做到0.3mm的厚度,不仅能够降低整个万能电机的体积,还能节省用料,降低整个万能电机的重量。
此外,需要说明的是,上文中所提到的定子线圈110可采用铜导线或者漆包线等,以确保线圈单元111在工作时的稳定性。
漆包线是绕组线的一个主要品种,由导体和绝缘层两部组成,裸线经退火软化后,再经过多次涂漆,烘焙而成。因为各种类型的漆包线都具备机械性能,化学性能,电性能,热性能等四大性能,在实际生产过程中可根据实际需求,例如性能偏向来选择合适种类的漆包线。
请一并参考图5,上述线圈单元111为扇形结构,其包括两个有效段1111及连接在有效段1111之间的内缘段1112及外缘段1113,当线圈单元111中通过电流时,有效段1111中的电流的流向与转子结构200所产生的磁场为垂直关系,此时使得电机发挥出作用。
请继续参考图4,由多个线圈单元111连接而成的定子线圈110通常是三组,以对应电机的三相绕组,但不限于三组排列。例如,在某些实施方式中,定子线圈110包括三相组,其中每个相组包括三个线圈单元111,此时每个线圈单元111所占据的圆心角为40度,对应于线圈单元111中的两个有效段1111之间的夹角。当然,在其它实施方式中,定子线圈110的两个有效段1111之间的夹角可以作出变更,例如20度等。
在某些实施方式中,万能安装平台400与转子结构200为分体结构。此时,万能安装平台400可在机壳300、定子结构100与转子结构200组装完成后安装在转子结构200上。
在某些实施方式中,万能安装平台400与转子结构200还可以为一体化结构,例如,在图1所示的实例中,万能安装平台400就是由转子结构200的一部分所形成。
具体而言,转子结构200包括左磁盘210及右磁盘220,左磁盘210及右磁盘220均包括底壳211及设置在底壳211上的磁钢212。其中左磁盘210与右磁盘220相对设置,这样使得在容纳腔中能够形成稳定的磁场,如此一旦给定子结构100的定子线圈110通电就可使得左磁盘210、右磁盘220一同转动,此时左磁盘210的底壳211就形成了上述万能安装平台400。
下面以图6-8为例说明万能电机的功能的扩展。
如图6所示,示出了一转接轴500,该转接轴500包括安装底座510及安装在安装底座510上的伸出轴520,在安装底座510上设有与万能安装平台400上的安装孔410相对应的第一对接孔511,这样通过螺钉等紧固件就可以将转接轴500安装到万能安装平台400上,使得转接轴500能够随着万能安装平台400一同转动,此时就可以在伸出轴520上安装其它零部件,使得该伸出轴520具备传统电机的输出轴功能。
如图7所示,示出了一带轮600,该带轮600具有一安装平面610,在该安装平面610上设有与万能安装平台400上的安装孔410相对应的第二对接孔611,这样通过螺钉等紧固件就可以将带轮600安装到万能安装平台400上,使得带轮600能够随着万能安装平台400一同转动,此时若在带轮600上安装传送带,就可使得万能电机具备带传动作用。
如图8所示,示出了一齿轮700,机壳300上设有转轴安装孔330,转轴安装孔330围绕万能安装平台400而设置,在转轴安装孔330内安装有转轴(图中未示出),转轴上安装有行星齿轮(图中未示出),上述齿轮700围绕万能安装平台400而设置,并与行星齿轮连接。这样万能安装平台400、转轴及行星齿轮就可以组成一套行星减速机构。
可以理解的是,以上所述只是对万能电机功能扩展的举例说明,在其它实施方式中,还可以通过在万能安装平台400上安装其它附件来实现其它功能。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种万能电机,其特征在于,包括:
机壳,所述机壳限定出容纳腔;
定子结构,所述定子结构固定设置在所述容纳腔内,所述定子结构上设有一转轴;
转子结构,所述转子结构安装在所述转轴上并处于所述定子结构的两侧;及
万能安装平台,所述万能安装平台上设有能够安装用于实现其它功能的附件的安装孔,所述万能安装平台安装在所述转子结构上,使得所述万能安装平台能够随着所述转子结构一起转动。
2.如权利要求1所述的万能电机,其特征在于,所述机壳包括底座及上盖,所述上盖盖合在所述底座上以形成所述容纳腔,所述上盖具有一与所述容纳腔连通的开口,所述万能安装平台从所述开口中伸出。
3.如权利要求1所述的万能电机,其特征在于,所述定子结构包括:
定子线圈,所述定子线圈由多个线圈单元沿周向嵌锁排列而成;及
封装材料层,所述封装材料层外包于所述定子线圈。
4.如权利要求3所述的万能电机,其特征在于,所述封装材料层采用碳纤维复合材料制成。
5.如权利要求1所述的万能电机,其特征在于,所述万能安装平台与所述转子结构为分体结构。
6.如权利要求1所述的万能电机,其特征在于,所述万能安装平台与所述转子结构为一体结构。
7.如权利要求6所述的万能电机,其特征在于,所述转子结构包括左磁盘及右磁盘,所述左磁盘及所述右磁盘均包括底壳及设置在底壳上的磁钢,所述底壳形成所述万能安装平台。
8.如权利要求1所述的万能电机,其特征在于,所述附件为转接轴,所述转接轴安装在所述安装孔处,并随着所述万能安装平台一同转动,所述转接轴用以起电机的输出轴作用。
9.如权利要求1所述的万能电机,其特征在于,所述附件为带轮,所述带轮安装在所述安装孔处,并随着所述万能安装平台一同转动,所述带轮用以起传动作用。
10.如权利要求1所述的万能电机,其特征在于,所述机壳上设有转轴安装孔,所述转轴安装孔围绕所述万能安装平台而设置,在所述转轴安装孔内安装有转轴,所述转轴上安装有行星齿轮,所述附件为齿轮,所述齿轮围绕所述万能安装平台而设置,并与所述行星齿轮连接。
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