本發(fā)明涉及機(jī)器人關(guān)節(jié)，特別是涉及一種轉(zhuǎn)子、電機(jī)及機(jī)器人關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)：

1、無框電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是由鐵芯、繞組組成的定子，和磁鐵、磁軛組成的轉(zhuǎn)子組成；其具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)；然而隨著人工智能的不斷發(fā)展，新興類人機(jī)器人，協(xié)作機(jī)器人，機(jī)器狗等應(yīng)用對(duì)無框電機(jī)需求越來越多，常規(guī)無框電機(jī)，由于電機(jī)設(shè)計(jì)以及工藝原因，電機(jī)功率密度在一定體積下很難突破。

2、目前提高電機(jī)功率密度相關(guān)技術(shù)手段：一種為提高轉(zhuǎn)子永磁體牌號(hào)或者耐溫等級(jí)，來提升電機(jī)額定扭矩和峰值扭矩；另外一種為采用海爾貝克陣列磁鐵提高磁場強(qiáng)度。前者由于材料加工工藝難度，電機(jī)功率密度提升有限，后者由于裝配工藝難度一直很難在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，大規(guī)模生產(chǎn)和使用。即使隨著現(xiàn)在的充磁技術(shù)的提升，一體充磁環(huán)也在大量小電機(jī)上使用，但是對(duì)于機(jī)器人由于力矩偏大同時(shí)轉(zhuǎn)速要求高，一體充磁環(huán)的鐵損反而比銅損都高，大大降低了一體充磁環(huán)在高速大扭矩機(jī)器人應(yīng)用場景，廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中一體充磁鐵損較高的技術(shù)問題，提供一種轉(zhuǎn)子、電機(jī)及機(jī)器人關(guān)節(jié)。

2、一種轉(zhuǎn)子，應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)中的電機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子包括沿著所述轉(zhuǎn)子的徑向由內(nèi)向外設(shè)置的：

3、磁軛，被構(gòu)造為環(huán)狀結(jié)構(gòu)；

4、第一磁體，多個(gè)所述第一磁體沿著所述磁軛的周向間隔設(shè)置，相鄰的兩個(gè)所述第一磁體之間形成插槽，多個(gè)所述插槽沿著所述磁軛的周向間隔設(shè)置；

5、第二磁體，所述第二磁體的數(shù)量與所述插槽的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)，所述第二磁體插設(shè)于所述插槽內(nèi)；

6、壓環(huán)，壓設(shè)于所述第一磁體及所述第二磁體的外周面上。

7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述磁軛包括：

8、磁軛本體，所述磁軛本體構(gòu)造為環(huán)狀；

9、限位凸起，多個(gè)限位凸起沿著所述磁軛本體的周向間隔設(shè)置，所述限位凸起沿著所述磁軛本體的軸向延伸；

10、其中，所述第一磁體和所述第二磁體朝向所述磁軛本體的側(cè)面上設(shè)置有限位凹槽，所述限位凸起嵌設(shè)于所述限位凹槽內(nèi)。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述限位凸起被構(gòu)造為弧形；所述限位凸起的表面與所述限位凹槽的槽壁相貼合。

12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一磁體和所述第二磁體均包括相對(duì)設(shè)置的第一面和第二面，所述第一面朝向所述磁軛，所述第二面朝向所述壓環(huán)，所述第一面和所述第二面均被構(gòu)造為曲面。

13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一面的曲率半徑大于所述第二面的曲率半徑。

14、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一磁體和所述第二磁體沿著所述轉(zhuǎn)子的周向均包括相對(duì)設(shè)置的第三面和第四面，所述第三面和所述第四面均被構(gòu)造為平面，所述第三面和所述第四面呈夾角設(shè)置。

15、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一磁體的第三面和所述第二磁體的第四面相貼合。

16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述壓環(huán)朝向所述磁軛的側(cè)面設(shè)置有多個(gè)定位凹槽，多個(gè)所述定位凹槽沿著所述壓環(huán)的周向依次設(shè)置，相鄰的所述定位凹槽的槽壁的端部相互續(xù)接；

17、其中，所述第一磁體和所述第二磁體的第二面容設(shè)于所述定位凹槽內(nèi)。

18、一種電機(jī)，所述電機(jī)包括如上所述的轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)還包括定子，所述定子包括：

19、繞組，多個(gè)繞組沿著所述壓環(huán)的周向間隔設(shè)置；

20、鐵芯，設(shè)于所述繞組的外周面；

21、其中，所述轉(zhuǎn)子能夠相對(duì)所述繞組和所述鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)。

22、一種機(jī)器人關(guān)節(jié)，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)包括如上所述的電機(jī)。

23、本發(fā)明的有益效果：

24、本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)子，其中轉(zhuǎn)子包括沿著轉(zhuǎn)子的徑向方向設(shè)置的磁軛、第一磁體、第二磁體及壓環(huán)，其中，磁軛設(shè)于內(nèi)圈，第一磁體及第二磁體沿著磁軛的周向方向交替布置，壓環(huán)設(shè)于最外側(cè)。磁軛主要作用是形成磁路的一部分，并固定磁極，也就是本申請中的第一磁極和第二磁極。磁軛作為轉(zhuǎn)子中的一個(gè)重要組件，通常由硅鋼片疊壓而成，具有良好的導(dǎo)磁性能。磁軛的另一個(gè)重要作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這對(duì)于電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。在運(yùn)行中，磁軛會(huì)受到扭矩、離心力等力的作用。多個(gè)第一磁體和第二磁體沿著磁軛的周向交錯(cuò)設(shè)置以形成完整的圓環(huán)。第一磁體和第二磁體能夠產(chǎn)生穩(wěn)定而強(qiáng)大的磁場，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電流通過定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。這個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場與轉(zhuǎn)子上的磁體相互作用，形成一個(gè)力矩，使得轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。通過在第一磁體和第二磁體的外表面壓設(shè)壓環(huán)，以通過壓環(huán)和磁軛之間的擠壓力固定第一磁體和第二磁體。在本申請中，通過將構(gòu)成轉(zhuǎn)子的磁體設(shè)置為多個(gè)第一磁體和第二磁體交錯(cuò)設(shè)置的形式，一方面有利于提高磁體的功率密度，通過分塊減小磁體的鐵損及渦流損失，同時(shí)降低裝配難度。

技術(shù)特征：

1.一種轉(zhuǎn)子，應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)中的電機(jī)中，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括沿著所述轉(zhuǎn)子的徑向由內(nèi)向外設(shè)置的：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述磁軛包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述限位凸起被構(gòu)造為弧形；所述限位凸起的表面與所述限位凹槽的槽壁相貼合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述第一磁體和所述第二磁體均包括相對(duì)設(shè)置的第一面和第二面，所述第一面朝向所述磁軛，所述第二面朝向所述壓環(huán)，所述第一面和所述第二面均被構(gòu)造為曲面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述第一面的曲率半徑大于所述第二面的曲率半徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述第一磁體和所述第二磁體沿著所述轉(zhuǎn)子的周向均包括相對(duì)設(shè)置的第三面和第四面，所述第三面和所述第四面均被構(gòu)造為平面，所述第三面和所述第四面呈夾角設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述第一磁體的第三面和所述第二磁體的第四面相貼合。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述壓環(huán)朝向所述磁軛的側(cè)面設(shè)置有多個(gè)定位凹槽，多個(gè)所述定位凹槽沿著所述壓環(huán)的周向依次設(shè)置，相鄰的所述定位凹槽的槽壁的端部相互續(xù)接；

9.一種電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)包括如權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)還包括定子，所述定子包括：

10.一種機(jī)器人關(guān)節(jié)，其特征在于，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)包括如權(quán)利要求9所述的電機(jī)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子、電機(jī)及機(jī)器人關(guān)節(jié)，轉(zhuǎn)子應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)中的電機(jī)中，轉(zhuǎn)子包括沿著轉(zhuǎn)子的徑向由內(nèi)向外設(shè)置的磁軛、第一磁體、第二磁體和壓環(huán)，磁軛被構(gòu)造為環(huán)狀結(jié)構(gòu)；多個(gè)第一磁體沿著磁軛的周向間隔設(shè)置，相鄰的兩個(gè)第一磁體之間形成插槽，多個(gè)插槽沿著磁軛的周向間隔設(shè)置；第二磁體的數(shù)量與插槽的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)，第二磁體插設(shè)于插槽內(nèi)；壓環(huán)壓設(shè)于第一磁體及第二磁體的外周面上。通過在第一磁體和第二磁體的外表面壓設(shè)壓環(huán)，以通過壓環(huán)和磁軛之間的擠壓力固定第一磁體和第二磁體。通過將構(gòu)成轉(zhuǎn)子的磁體設(shè)置為多個(gè)第一磁體和第二磁體交錯(cuò)設(shè)置的形式，一方面有利于提高磁體的功率密度，通過分塊減小磁體的鐵損及渦流損失，同時(shí)降低裝配難度。

技術(shù)研發(fā)人員：馮高偉,杜衛(wèi)民,張國平,王光能
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市大族機(jī)器人有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28