帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具的制作方法
【專利摘要】帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，包括由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成的輪轂電機(jī)，定子與電機(jī)軸固定，由磁軛圈和永磁體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子固定在輪轂內(nèi)，輪轂兩側(cè)固定前端蓋和后端蓋，電機(jī)軸一端伸出后端蓋，其另一端通過前端軸承安裝前端蓋，前端蓋設(shè)在電機(jī)軸外側(cè)，后端蓋與電機(jī)軸之間通過后端軸承連接，前端蓋與定子之間設(shè)置有風(fēng)葉；電機(jī)軸伸出后端蓋的外部安裝有支撐架，支撐架與電機(jī)軸固定連接，輪轂上安裝有用于工件或材料加工的工具件。本實(shí)用新型采用外轉(zhuǎn)子輪轂式直流無刷電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)而可直接作為驅(qū)動(dòng)輪省去間接傳動(dòng)的皮帶或齒輪、從動(dòng)輪等部件，提高電動(dòng)工具效率；減少整機(jī)的厚度，便于包裝和運(yùn)輸，輪轂電機(jī)可通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)獲得較佳的工作性能。
【專利說明】
帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)工具，具體涉及一種帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)機(jī)屬于機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，包括感應(yīng)電機(jī)、串激電機(jī)和直流電機(jī)，輪轂式直流無刷電機(jī)是直流電動(dòng)機(jī)中的一種，簡(jiǎn)稱為輪轂電機(jī)，起源于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，從結(jié)構(gòu)上又可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子兩種形式。輪轂電機(jī)將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大大簡(jiǎn)化。
[0003]現(xiàn)有的電動(dòng)工具以采用傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)居多，電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪、皮帶等來驅(qū)動(dòng)工具工作，傳動(dòng)過程中會(huì)有能量損耗，齒輪或皮帶也需要定期維護(hù)、更換。通常電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，需要配合減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，所以電動(dòng)工具要實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速較為困難;另外，電動(dòng)工具例如帶鋸機(jī)、砂盤機(jī)等，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)體積大，使得電動(dòng)工具在包裝運(yùn)輸時(shí)需要的空間大，增加了運(yùn)輸?shù)某杀?。減小電動(dòng)工具的厚度、提高機(jī)電轉(zhuǎn)換效率和較方便的實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，一直是電動(dòng)工具領(lǐng)域的改進(jìn)難題。
[0004]輪轂電機(jī)用在電動(dòng)工具上能夠較好的替代傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，可以直接作為驅(qū)動(dòng)輪，省去傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過控制系統(tǒng)方便實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，但其雖然在電動(dòng)車上應(yīng)用很頻繁，卻很難很少在電動(dòng)工具應(yīng)用。主要原因在于，一方面電動(dòng)車和電動(dòng)工具兩者的技術(shù)領(lǐng)域差別較大；另一方面，輪轂電機(jī)目前應(yīng)用面窄，研究開發(fā)的企業(yè)、從業(yè)人員較少，相對(duì)比傳統(tǒng)的感應(yīng)電機(jī)、串激電機(jī)等成本要高，因此在市場(chǎng)應(yīng)用的關(guān)聯(lián)度不大，使得二者的結(jié)合可能性較低;其次，即便是將輪轂電機(jī)用于電動(dòng)工具，仍然需要解決輪轂電機(jī)在電動(dòng)工具上的適用問題，包括:第一、采用輪轂電機(jī)的電動(dòng)車控制器為低電壓，通常為24V、36V或48V，因此控制系統(tǒng)容易做，而電動(dòng)工具直接以220V或IlOV的交流市電工作，控制系統(tǒng)比較難做；另外，電動(dòng)車采用低電壓，加速平緩，而電動(dòng)工具采用高電壓，需要解決突發(fā)性過載的問題;第二、電動(dòng)車輪轂轉(zhuǎn)速低，對(duì)噪音和振動(dòng)要求較低，而電動(dòng)工具要求電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，是電動(dòng)車輪轂電機(jī)的幾倍到幾十倍，高轉(zhuǎn)速必然會(huì)帶來一些噪音大、振動(dòng)大的問題;第三、電動(dòng)車是滾動(dòng)摩擦，受到的阻力較小，電動(dòng)工具用來切割、打磨物料，產(chǎn)生的阻力大，發(fā)熱嚴(yán)重，必然會(huì)影響輪轂電機(jī)以及磁鋼的使用壽命;第四、電動(dòng)車和電動(dòng)工具的市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)不一樣，電動(dòng)工具電機(jī)對(duì)電氣性能要求更高。其中，針對(duì)輪轂電機(jī)的震動(dòng)和平衡問題，可以用專門的動(dòng)平衡儀器對(duì)整個(gè)輪轂電機(jī)做動(dòng)平衡檢測(cè)后進(jìn)行平衡調(diào)整，電氣性能上的安全保證可以通過安裝工藝調(diào)整和電氣間距的控制來實(shí)現(xiàn)，但因阻力增大產(chǎn)生的輪轂電機(jī)發(fā)熱以及電壓的增高，就需要設(shè)計(jì)新的技術(shù)方案解決。
[0005]除此之外，目前的電動(dòng)機(jī)控制器是根據(jù)不同的電機(jī)及負(fù)載調(diào)節(jié)不同的軟件，從而適配機(jī)器所需，但電動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)期使用中，存在內(nèi)部磁鋼的磁性衰減、零部件松動(dòng)等問題，造成電機(jī)參數(shù)的變化，電動(dòng)機(jī)的控制器和驅(qū)動(dòng)器不再完全適配，影響電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)工具的使用能效和性能，因而現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)控制器通用度差。
[0006]中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?01410385347.2、申請(qǐng)公布日2014年11月12日)公開了一種“拉桿式斜切割機(jī)”，該裝置的驅(qū)動(dòng)裝置為直流無刷電機(jī)，定子固定設(shè)置在機(jī)身上。定子的軸線沿左右向水平設(shè)置。無刷電機(jī)外轉(zhuǎn)子總成由其驅(qū)動(dòng)軸由右至左穿過定子后通過相應(yīng)的軸承組件轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在機(jī)身上，且定子的相應(yīng)部分位于電機(jī)殼中，鋸片可拆卸固定設(shè)置在驅(qū)動(dòng)裝置的無刷電機(jī)外轉(zhuǎn)子總成的驅(qū)動(dòng)軸上，驅(qū)動(dòng)裝置和控制裝置電連接，該驅(qū)動(dòng)裝置仍然采用的是低電壓的電池供電，而且鋸片是裝在無刷電機(jī)外轉(zhuǎn)子總成的驅(qū)動(dòng)軸上，結(jié)構(gòu)上內(nèi)似于傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，存在一定的傳動(dòng)損耗，無刷電機(jī)的軸向?qū)挾纫廊惠^大，和米用輪轂電機(jī)有著本質(zhì)的區(qū)別。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供一種帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)導(dǎo)致電動(dòng)工具體積較大、存在傳動(dòng)損耗等問題，取代后掛的電動(dòng)機(jī)后，電動(dòng)工具的厚度可降低一半，降低包裝、運(yùn)輸?shù)暮牟暮统杀?采用輪轂電機(jī)直接作為驅(qū)動(dòng)輪，無中間傳動(dòng)部件，提高機(jī)電使用效率;通過控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)工具的無級(jí)調(diào)速，在電機(jī)控制總成中增加參數(shù)測(cè)量模塊，即在通電之后、電機(jī)啟動(dòng)之前的較短時(shí)間內(nèi)，通過參數(shù)測(cè)量模塊發(fā)送測(cè)試信號(hào)，經(jīng)反饋后獲得電機(jī)的電阻、電感、極對(duì)數(shù)等電機(jī)參數(shù)，經(jīng)單片機(jī)控制彌補(bǔ)電機(jī)變化的影響，保證電動(dòng)工具性能獲得最佳發(fā)揮。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采用以下技術(shù)方案:
[0009]帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，包括輪轂電機(jī)，所述輪轂電機(jī)包括扁平狀的定子和沿定子中軸線設(shè)置的電機(jī)軸，所述電機(jī)軸與定子固定安裝，定子的外沿開有多個(gè)槽口，槽口內(nèi)嵌設(shè)有線圈，所述定子的外部設(shè)有轉(zhuǎn)子;所述轉(zhuǎn)子包括磁軛圈，磁軛圈內(nèi)側(cè)安裝有與線圈極數(shù)相同的永磁體，所述永磁體由N極永磁體和S極永磁體相互交錯(cuò)間隔設(shè)置構(gòu)成;所述轉(zhuǎn)子固定在輪轂內(nèi)，輪轂的兩側(cè)固定安裝前端蓋和后端蓋;所述電機(jī)軸一端伸出后端蓋，其另一端通過前端軸承安裝前端蓋，所述前端蓋設(shè)在電機(jī)軸端部，后端蓋與電機(jī)軸之間通過后端軸承連接，前端蓋與定子之間設(shè)置有風(fēng)葉;所述電機(jī)軸伸出后端蓋的外部安裝有支撐架，所述支撐架與電機(jī)軸固定連接，所述輪轂電機(jī)上安裝有用于工件或材料加工的工具件。
[0010]本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，克服了對(duì)電動(dòng)工具結(jié)構(gòu)的慣性設(shè)計(jì)思維和方法，解決了現(xiàn)有電動(dòng)工具中采用傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的不足。采用外轉(zhuǎn)子輪轂式直流無刷電機(jī)作為電動(dòng)工具的驅(qū)動(dòng)裝置，并通過輪轂電機(jī)散熱、高電壓適用等方面的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，進(jìn)而可將輪轂電機(jī)直接作為驅(qū)動(dòng)輪使用省去間接傳動(dòng)的皮帶或齒輪、從動(dòng)輪等部件，提高電動(dòng)工具的機(jī)電效能;輪轂電機(jī)的電機(jī)軸和支撐架形成一側(cè)固定的懸臂結(jié)構(gòu)，有利于提高電動(dòng)工具的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和性能效率;同時(shí)可減少整機(jī)體積，便于包裝和運(yùn)輸。為了輪轂電機(jī)在高電壓、高轉(zhuǎn)速下的適用，采用了能夠自適應(yīng)調(diào)節(jié)的電機(jī)控制總成，可獲得較佳的輪轂電機(jī)運(yùn)行效果。和已有的電動(dòng)工具比較，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中的難題，取得了較好的技術(shù)效果，尤其是產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)、動(dòng)力性能和使用性能均得到了較好的提升。
[0011]為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的效果，還可以采用以下技術(shù)方案:
[0012]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述輪轂電機(jī)連接有電機(jī)控制總成，所述電機(jī)控制總成包括單片機(jī)，單片機(jī)的2路雙向I/O口分別連接轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊，，其2路I/O 口分別連接保護(hù)模塊的輸出端、功率器件驅(qū)動(dòng)器的輸入端，所述轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊、保護(hù)模塊的輸入端分別連接輪轂電機(jī)的檢測(cè)電路、線圈和傳感器，所述功率器件驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接有驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)的功率器件。
[0013]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述風(fēng)葉包括圓環(huán)，圓環(huán)的外沿徑向均勻間隔設(shè)有多個(gè)L形部，所述L形部由側(cè)板和徑向垂直于側(cè)板的豎板構(gòu)成，所述豎板一側(cè)與側(cè)板固定，對(duì)應(yīng)的另一側(cè)朝向定子，所述圓環(huán)套設(shè)在電機(jī)軸上，側(cè)板與圓環(huán)的之間形成背離定子的傾角。
[0014]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述永磁體采用耐高溫的磁性材料制成。
[0015]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述輪轂電機(jī)采用交流220V或IlOV電源供電。
[0016]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述保護(hù)模塊包括輪轂電機(jī)過載保護(hù)單元、過熱控制單元和速度控制單元。
[0017]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述工具件為帶鋸條，所述支撐架為帶鋸機(jī)室體，包括上室體和下室體，所述輪轂電機(jī)設(shè)在下室體內(nèi)，其電機(jī)軸與下室體的側(cè)板固定，上室體內(nèi)安裝從動(dòng)鋸輪，所述輪轂電機(jī)的外周形成主動(dòng)鋸輪，帶鋸條套設(shè)在從動(dòng)鋸輪和主動(dòng)鋸輪上。
[0018]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述下室體上方安裝水平的工作臺(tái)，工作臺(tái)上設(shè)置有角度規(guī)和物料擋板，所述帶鋸條穿過工作臺(tái);所述下室體的底部安裝集塵盒，集塵盒外的下室體上安裝可打開的下門體;所述下室體底部安裝支架，所述支架包括平面狀的底座和底座下方的支腿。
[0019]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述工具件為通過砂盤支架安裝在前端蓋外側(cè)的砂盤，所述支撐架具有凹形結(jié)構(gòu)，其底部形成砂盤機(jī)底座上，所述砂盤的外側(cè)安裝水平的工件工作臺(tái)，工件工作臺(tái)的底部與砂盤機(jī)底座固定。
[0020]如上所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，所述砂盤與輪轂之間安裝有砂盤保護(hù)罩，砂盤保護(hù)罩下端固定在砂盤機(jī)底座上，其上端側(cè)面開口，所述砂盤設(shè)置在砂盤保護(hù)罩的開口側(cè)內(nèi)。
[0021 ]本實(shí)用新型的有益效果:
[0022]1、本實(shí)用新型的電動(dòng)工具采用輪轂電機(jī)取代傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，直接采用較高的市電進(jìn)行供電，電源獲取方便，可獲得更好的電機(jī)動(dòng)力和轉(zhuǎn)動(dòng)扭距，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)更大范圍工件的加工能力。同時(shí)電機(jī)和輪轂結(jié)合起來，可以省掉驅(qū)動(dòng)輪、皮帶或齒輪、從動(dòng)輪，提高電動(dòng)工具的機(jī)電利用效率;整機(jī)的厚度大大降低，包裝尺寸變小，便于運(yùn)輸搬運(yùn)，減少了包裝材料耗用，裝柜量增加，相應(yīng)的減少驅(qū)了動(dòng)裝置占用的空間，以標(biāo)準(zhǔn)集裝箱裝載電動(dòng)工具為例，至少可增加25%的裝運(yùn)量，運(yùn)輸成本大大降低。
[0023]2、本實(shí)用新型中采用的控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī)的無級(jí)調(diào)速，在電動(dòng)控制總成中增加電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊，即在通電之后、電機(jī)啟動(dòng)之前較短的時(shí)間內(nèi)，電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊先給電機(jī)輸入測(cè)量信號(hào)，經(jīng)過電機(jī)信號(hào)反饋后測(cè)定電機(jī)的電阻、電感、極對(duì)數(shù)等電機(jī)參數(shù)，經(jīng)單片機(jī)控制彌補(bǔ)電機(jī)變化的影響，功率器件驅(qū)動(dòng)器與功率器件連接后用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而可保證機(jī)電動(dòng)工具性能獲得最佳，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的自適應(yīng)調(diào)整性能，并可在電機(jī)控制總成上設(shè)置人機(jī)界面方便電動(dòng)工具的操作和使用。
[0024]3、在輪轂內(nèi)部增加風(fēng)葉以輪轂電機(jī)的外殼將熱量較快擴(kuò)散，改進(jìn)了輪轂電機(jī)內(nèi)部及整機(jī)的散熱性能，同時(shí)將風(fēng)葉設(shè)置成背離定子和轉(zhuǎn)子的傾斜結(jié)構(gòu)，可以最佳的利用輪轂電機(jī)的內(nèi)部空間，在風(fēng)葉兩側(cè)形成紊流有利于輪轂電機(jī)內(nèi)部的空氣流動(dòng)。為了進(jìn)一步保證定子和轉(zhuǎn)子的運(yùn)行性能和壽命，磁鋼部件均采用耐高溫的磁性材料制成，避免高溫帶來效能變差和對(duì)電機(jī)壽命的影響。另外，為了保證輪轂電機(jī)在電動(dòng)工具上使用的平衡性能，在安裝前及安裝后均采用專門的動(dòng)平衡儀器對(duì)整個(gè)輪轂電機(jī)動(dòng)平衡檢測(cè)后進(jìn)行平衡調(diào)整，以減小輪轂電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音和振動(dòng)。
[0025]4、本實(shí)用新型配套的工具件為帶鋸條時(shí)，輪轂電機(jī)的外周可以直接作為主動(dòng)鋸輪，和從動(dòng)鋸輪配合，將帶鋸條套設(shè)在主動(dòng)鋸輪和從動(dòng)鋸輪之間形成帶鋸機(jī)，相對(duì)于傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)制造的帶鋸機(jī)，本實(shí)用新型的機(jī)器厚度可以減少約一半，其電能利用效率可以提高20%以上，大大節(jié)約了電力能源消耗，有利于節(jié)能降耗保護(hù)環(huán)境，因而，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。而配套的工具件為砂盤時(shí)，可以將砂盤通過砂盤支架直接安裝在前端蓋外側(cè)的輪轂電機(jī)上，形成砂盤機(jī)，輪轂電機(jī)采用外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)砂盤比傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)通過電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)砂盤，具有更平衡更穩(wěn)定的使用性能，噪音更小，同時(shí)砂盤機(jī)的長(zhǎng)度可大大減小，其電能利用效率可以得到較好的提高。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型中所述的輪轂電機(jī)剖視圖；
[0027]圖2是圖1的立體裝配圖；
[0028I圖3是圖1中I局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是圖2中所述的風(fēng)葉放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖(即帶鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)圖)；
[0031]圖6是圖5的左視圖；
[0032]圖7是本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖(即砂盤機(jī)的結(jié)構(gòu)圖)；
[0033]圖8是圖7的立體圖；
[0034]圖9是本實(shí)用新型所述的電機(jī)控制總成的電氣框圖。
[0035]附圖標(biāo)記:1-輪轂電機(jī)，11-定子，12-電機(jī)軸，13-永磁體，14-輪轂，15-前端蓋，16-后端蓋，17-后端軸承，18-前端軸承，19-風(fēng)葉，191-圓環(huán)，192-側(cè)板，193-豎板，21-帶據(jù)條，22-帶鋸機(jī)室體，221-上室體，222-下室體，23-工作臺(tái)，231-角度規(guī)，232-物料擋板，24-集塵盒，25-下門體，26-支架，261-底座，262-支腿，27-電機(jī)控制總成，31-砂盤，32-砂盤支架，33-砂盤機(jī)底座，34-工件工作臺(tái)，36-砂盤保護(hù)罩。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0037]如圖1-8所不，本實(shí)施例一種帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，包括輪轂電機(jī)I，輪轂電機(jī)I包括扁平狀的定子11和沿定子11中軸線設(shè)置的電機(jī)軸12，電機(jī)軸12與定子11固定安裝，定子11的外沿開有多個(gè)槽口，槽口內(nèi)嵌設(shè)有線圈，多個(gè)線圈形成多對(duì)電極數(shù)，定子11的外部設(shè)有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括磁軛圈，磁軛圈內(nèi)側(cè)安裝有與線圈極數(shù)相同的永磁體13，永磁體13由N極永磁體和S極永磁體相互交錯(cuò)間隔設(shè)置構(gòu)成，轉(zhuǎn)子固定在輪轂14內(nèi)，為了提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，本實(shí)施例中的線圈極數(shù)要比電動(dòng)車上的輪轂電機(jī)極數(shù)少。輪轂14的兩側(cè)固定安裝前端蓋15和后端蓋16，電機(jī)軸12伸出后端蓋16，后端蓋16與電機(jī)軸12之間設(shè)置有后端軸承17，前端蓋15固定在電機(jī)軸12的端部，前端蓋15與電機(jī)軸12端部之間設(shè)置有前端軸承18，前端蓋15與定子11之間設(shè)置有風(fēng)葉19，電機(jī)軸12伸出后端蓋16的外部安裝有支撐架，支撐架與電機(jī)軸12固定連接，輪轂14上安裝用于工件或材料加工的工具件。
[0038]如圖2、圖3、圖4所示，安裝時(shí)，風(fēng)葉19通過螺栓螺孔與前端蓋15固定，永磁體13固定在磁軛圈內(nèi)側(cè)形成轉(zhuǎn)子并整體固定在輪轂14內(nèi)，前端蓋15、后端蓋16均通過外沿設(shè)置的螺孔通過螺栓與磁軛圈固定，即定子11通過電機(jī)軸12與支撐架固定后，轉(zhuǎn)子和輪轂14及前后端蓋形成整體旋轉(zhuǎn)作為工作驅(qū)動(dòng)源。電機(jī)軸12在后端蓋16的部分伸出用于定位固定，其在前端蓋15的端部設(shè)置在前端軸承18內(nèi)，便于和前端蓋15配合形成密封，同時(shí)電機(jī)工作時(shí)，風(fēng)葉19轉(zhuǎn)動(dòng)使輪轂電機(jī)I內(nèi)部的熱空氣流動(dòng)并通過其外殼散熱，防止超溫，輪轂電機(jī)未開設(shè)進(jìn)出風(fēng)口以及前端蓋15與電機(jī)軸12端部密封固定，可有效防止木肩等異物進(jìn)入輪轂電機(jī)I內(nèi)部。
[0039]風(fēng)葉19包括圓環(huán)191，圓環(huán)191的外沿徑向均勻間隔設(shè)有多個(gè)L形部，L形部由側(cè)板192和徑向垂直于側(cè)板的豎板193構(gòu)成，豎板193—側(cè)與側(cè)板192固定，對(duì)應(yīng)的另一側(cè)朝向定子11，圓環(huán)191套設(shè)在電機(jī)軸12上，側(cè)板192與圓環(huán)191的之間形成背離定子11的傾角a。傾角a的范圍可在0-45°之間，優(yōu)選為15-30°。將風(fēng)葉19設(shè)置成背離定子11和轉(zhuǎn)子的傾斜結(jié)構(gòu)，可以最佳的利用輪轂電機(jī)I的內(nèi)部空間，在風(fēng)葉19兩側(cè)形成紊流有利于輪轂電機(jī)I內(nèi)部的空氣流動(dòng)。
[0040]具體而言，本實(shí)施例的電動(dòng)工具采用輪轂電機(jī)I取代傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，以交流220V(110V)市電直接為輪轂電機(jī)I供電，獲取電源較為方便，可以節(jié)約采用電池供電需要的成本、維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用，使用較高的電壓也可以獲得更好的電機(jī)動(dòng)力和轉(zhuǎn)動(dòng)扭距，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)更大范圍工件的加工能力。輪轂電機(jī)I中采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子和輪轂14固定安裝，進(jìn)而可在輪轂電機(jī)I上直接安裝工具件，電機(jī)和輪轂14結(jié)合起來直接形成驅(qū)動(dòng)裝置，可以省掉驅(qū)動(dòng)輪、皮帶或齒輪、從動(dòng)輪，提高電動(dòng)工具的效率;另外采用輪轂電機(jī)I可減少驅(qū)動(dòng)裝置占用的空間，整機(jī)厚度大大降低，包裝尺寸變小，便于運(yùn)輸搬運(yùn)，減少包裝材料耗用，裝柜量增加，以標(biāo)準(zhǔn)集裝箱裝載電動(dòng)工具為例至少可增加25%的裝運(yùn)量，運(yùn)輸成本大大降低。在輪轂14端蓋內(nèi)部增加風(fēng)葉19，提高了輪轂電機(jī)I內(nèi)部及整體的散熱性能，同時(shí)，為了進(jìn)一步保證定子11和轉(zhuǎn)子的運(yùn)行性能和壽命，永磁體等部件均采用耐高溫的材料制成，減輕高溫帶來效能變差和對(duì)電機(jī)壽命的影響。同時(shí)，采用耐高溫的膠將永磁體粘貼在磁軛圈的內(nèi)側(cè)，保證永磁體和磁軛圈兩者的安裝牢固。另外，為了保證輪轂電機(jī)I在電動(dòng)工具上使用的平衡性能，在安裝前及安裝后均采用專門的動(dòng)平衡儀器對(duì)整個(gè)輪轂電機(jī)I動(dòng)平衡檢測(cè)后進(jìn)行平衡調(diào)整，以減小輪轂電機(jī)I高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音和振動(dòng)。
[0041]進(jìn)一步的，為了保證輪轂電機(jī)I的自適應(yīng)調(diào)整性能，如圖9所示，MCU代表單片機(jī)，M代表輪轂電機(jī)，本實(shí)施例中輪轂電機(jī)連接有電機(jī)控制總成27，電機(jī)控制總成包括單片機(jī)，單片機(jī)的2路雙向I/O 口分別連接轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊，其2路I/O 口分別連接保護(hù)模塊的輸出端、功率器件驅(qū)動(dòng)器的輸入端，轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊、保護(hù)模塊的輸入端分別連接輪轂電機(jī)的檢測(cè)電路、線圈和傳感器，功率器件驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接有驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)I的功率器件。功率器件可選用IGBL或MOSFEL功率模塊。電機(jī)控制總成27可實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī)I的無級(jí)調(diào)速。在電機(jī)控制總成27中增加電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊，即在通電之后、電機(jī)啟動(dòng)之前，通過電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊向電機(jī)輸入方向波檢測(cè)信號(hào)，利用反饋接收的信號(hào)特性測(cè)定電機(jī)的電阻、電感、極對(duì)數(shù)等電機(jī)參數(shù)，經(jīng)單片機(jī)控制彌補(bǔ)電機(jī)變化的影響，功率器件驅(qū)動(dòng)器的輸入端經(jīng)過功率器件后與電機(jī)連接，進(jìn)而可保證機(jī)電動(dòng)工具性能獲得最佳。其中，保護(hù)模塊包括電機(jī)過載保護(hù)單元、過熱控制單元和速度控制單元。
[0042]實(shí)施例一:
[0043]如圖5、圖6所示，本實(shí)施例為帶鋸機(jī)，即和輪轂電機(jī)I配套使用的加工工具件為帶鋸條21，支撐架為帶鋸機(jī)室體22，包括上室體221和下室體222，輪轂電機(jī)I設(shè)在下室體222內(nèi)，其電機(jī)軸12與下室體222的側(cè)板固定，上室體221內(nèi)安裝從動(dòng)鋸輪，輪轂14的外周形成主動(dòng)鋸輪，主動(dòng)鋸輪和從動(dòng)鋸輪外周均安裝有膠圈，膠圈用于調(diào)整鋸輪的外圓表面，減輕與帶鋸條21的摩擦和震動(dòng)。帶鋸條21套設(shè)在從動(dòng)鋸輪與主動(dòng)鋸輪上。輪轂電機(jī)I的外周可以直接作為主動(dòng)鋸輪，和從動(dòng)鋸輪配合，將帶鋸條21套設(shè)在主動(dòng)鋸輪和從動(dòng)鋸輪之間可以形成帶鋸機(jī)?？奢^好的省去傳動(dòng)部件及其動(dòng)力損耗，提高機(jī)電效率。
[0044]進(jìn)一步的，在帶鋸機(jī)中，為了方便對(duì)工件或材料的切割和加工，例如木材，在上室體221和下室體222之間，靠近下室體222的頂部安裝水平的工作臺(tái)23，工作臺(tái)23上設(shè)置有角度規(guī)231和物料擋板，帶鋸條21穿過工作臺(tái)23;下室體222內(nèi)底部安裝集塵盒24，集塵盒24外的下室體222側(cè)面安裝可打開的下門體25。
[0045]更進(jìn)一步的，為了調(diào)整帶鋸機(jī)的高度，便于使用，通常在下室體222的下方還安裝支架26，支架26由底座261平面和4個(gè)支腿262構(gòu)成。還可以將支腿262設(shè)置成高度可調(diào)結(jié)構(gòu)。
[0046]除此之外，本實(shí)施例的帶鋸機(jī)上還可安裝有鋸條張緊機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)鋸卡機(jī)構(gòu)等。
[0047]如圖6所示，圖中虛線框內(nèi)為現(xiàn)有的帶鋸機(jī)后掛電動(dòng)機(jī)安裝的位置和厚度示意，和采用輪轂電機(jī)I取代后對(duì)比，本實(shí)用新型的機(jī)器厚度減小約一半，機(jī)器的電能利用效率提高20%以上，大大節(jié)約了電力能源消耗，有利于節(jié)能降耗保護(hù)環(huán)境。
[0048]實(shí)施例二:
[0049]如圖7、圖8所示，本實(shí)施例為砂盤機(jī)，即與輪轂電機(jī)I配合使用的工具件是砂盤31，砂盤31通過砂盤支架32可直接安裝在前端蓋15外側(cè)的輪轂14上，支撐架具有凹形結(jié)構(gòu)，其底部形成砂盤機(jī)底座33，輪轂電機(jī)豎向安裝在支架凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)，并通過電機(jī)軸與支撐架的一側(cè)垂直固定，砂盤31的外側(cè)安裝水平的工件工作臺(tái)43，工件工作臺(tái)43相對(duì)于電機(jī)軸的固定部位于支撐架的另一側(cè)，其底部與砂盤機(jī)底座33固定。輪轂電機(jī)I通過電機(jī)軸12固定到支撐架上，在前端蓋15外側(cè)安裝砂盤31，輪轂電機(jī)I即可直接帶動(dòng)砂盤31轉(zhuǎn)動(dòng)，把需要打磨的物料放到工作臺(tái)34上，砂盤31轉(zhuǎn)動(dòng)就可以打磨物料了。
[0050]為了保護(hù)砂盤機(jī)的使用安全，砂盤31與輪轂14之間安裝有砂盤保護(hù)罩36，砂盤保護(hù)罩下端固定在砂盤機(jī)底座上，其上端側(cè)面開口，砂盤設(shè)置在砂盤保護(hù)罩的開口側(cè)內(nèi)。制作時(shí)可以將砂盤31護(hù)罩和砂盤機(jī)底座33形成一體，方便輪轂電機(jī)I的安裝和電動(dòng)工具使用。
[0051]本實(shí)施例中可以將砂盤31通過砂盤支架32直接安裝在前端蓋15板的輪轂14，形成砂盤機(jī)，而輪轂電機(jī)I采用外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)砂盤31，比傳統(tǒng)的砂盤機(jī)中采用電動(dòng)機(jī)通過電機(jī)軸12旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)砂盤31具有更平衡更穩(wěn)定的使用性能，噪音更小，同時(shí)，砂盤機(jī)的長(zhǎng)度可大大減小，其電能利用效率可以得到較好的提高。
[0052]本實(shí)用新型未詳盡描述的技術(shù)內(nèi)容均為公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，包括輪轂電機(jī)，所述輪轂電機(jī)包括扁平狀的定子和沿定子中軸線設(shè)置的電機(jī)軸，所述電機(jī)軸與定子固定安裝，定子的外沿開有多個(gè)槽口，槽口內(nèi)嵌設(shè)有線圈，所述定子的外部設(shè)有轉(zhuǎn)子;所述轉(zhuǎn)子包括磁軛圈，磁軛圈內(nèi)側(cè)安裝有與線圈極數(shù)相同的永磁體，所述永磁體由N極永磁體和S極永磁體相互交錯(cuò)間隔設(shè)置構(gòu)成;所述轉(zhuǎn)子固定在輪轂內(nèi)，輪轂的兩側(cè)固定安裝前端蓋和后端蓋;所述電機(jī)軸一端伸出后端蓋，其另一端通過前端軸承安裝前端蓋，所述前端蓋設(shè)在電機(jī)軸端部，后端蓋與電機(jī)軸之間通過后端軸承連接，前端蓋與定子之間設(shè)置有風(fēng)葉;所述電機(jī)軸伸出后端蓋的外部安裝有支撐架，所述支撐架與電機(jī)軸固定連接，所述輪轂電機(jī)上安裝有用于工件或材料加工的工具件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述輪轂電機(jī)連接有電機(jī)控制總成，所述電機(jī)控制總成包括單片機(jī)，單片機(jī)的2路雙向I /0 口分別連接轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊，其2路I/O 口分別連接保護(hù)模塊的輸出端、功率器件驅(qū)動(dòng)器的輸入端，所述轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、電機(jī)參數(shù)測(cè)量模塊、保護(hù)模塊的輸入端分別連接輪轂電機(jī)的檢測(cè)電路、線圈和傳感器，所述功率器件驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接有驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)的功率器件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述風(fēng)葉包括圓環(huán)，圓環(huán)的外沿徑向均勻間隔設(shè)有多個(gè)L形部，所述L形部由側(cè)板和徑向垂直于側(cè)板的豎板構(gòu)成，所述豎板一側(cè)與側(cè)板固定，對(duì)應(yīng)的另一側(cè)朝向定子，所述圓環(huán)套設(shè)在電機(jī)軸上，側(cè)板與圓環(huán)的之間形成背離定子的傾角a。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述永磁體采用耐高溫的磁性材料制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述輪轂電機(jī)采用交流220V或I1V電源供電。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述保護(hù)模塊包括輪轂電機(jī)過載保護(hù)單元、過熱控制單元和速度控制單元。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述工具件為帶鋸條，所述支撐架為帶鋸機(jī)室體，包括上室體和下室體，所述輪轂電機(jī)設(shè)在下室體內(nèi)，其電機(jī)軸與下室體的側(cè)板固定，上室體內(nèi)安裝從動(dòng)鋸輪，所述輪轂電機(jī)的外周形成主動(dòng)鋸輪，帶鋸條套設(shè)在從動(dòng)鋸輪和主動(dòng)鋸輪上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述下室體上方安裝水平的工作臺(tái)，工作臺(tái)上設(shè)置有角度規(guī)和物料擋板，所述帶鋸條穿過工作臺(tái)；所述下室體的底部安裝集塵盒，集塵盒外的下室體上安裝可打開的下門體;所述下室體底部安裝支架，所述支架包括平面狀的底座和底座下方的支腿。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述工具件為通過砂盤支架安裝在前端蓋外側(cè)的砂盤，所述支撐架具有凹形結(jié)構(gòu)，其底部形成砂盤機(jī)底座，所述砂盤的外側(cè)安裝水平的工件工作臺(tái)，工件工作臺(tái)的底部與砂盤機(jī)底座固定。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶有外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)工具，其特征在于，所述砂盤與輪轂之間安裝有砂盤保護(hù)罩，砂盤保護(hù)罩下端固定在砂盤機(jī)底座上，其上端側(cè)面開口，所述砂盤設(shè)置在砂盤保護(hù)罩的開口側(cè)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H02K21/22GK205490056SQ201521125263
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】張永升, 荊旭, 杜兆峰, 姜兆泳
【申請(qǐng)人】青島地恩地機(jī)電科技股份有限公司