[发明专利]永磁无刷电机及机器人关节、伺服舵机执行器、机器人

说明书

本发明涉及电机技术领域，公开了一种永磁无刷电机及机器人关节、伺服舵机执行器、机器人。该电机为分数槽内转子电机，其包括：定子以及转子；定子包括：定子铁芯以及定子绕组；定子绕组为集中式绕组，定子铁芯为一体式结构；定子铁芯包括：定子轭部以及定子齿部；定子齿部包括：若干个设置于定子轭部的定子齿，定子齿表面设有绝缘层；定子绕组包括：预设数目个机器绕线成型的绕组线圈，且各定子齿分别套设有x个绕组线圈；其中，x大于或等于1；转子包括：永磁体和永磁体载体；其中，永磁体用于励磁产生旋转磁场。本发明实施例可保证电机运行平稳性的情况下提高槽满率，优化电磁设计，从而提高电机的电机常数密度和输出功率密度。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种永磁无刷电机及机器人关节、伺服舵机执行器、机器人。

背景技术

近年来机器人领域发展迅速，尤其是特种机器人，比如足式机器人。这类机器人对执行器提出了很高的要求：转速低(500rpm以下)、力矩大、重量轻、输出功率大、体积小、响应速度快。执行器的性能直接决定机器人性能，而执行器的性能直接由电机决定。机器人用电机的性能可以用电机常数密度衡量，即：单位质量的电机常数，即输出力矩/根号(铜损)/电机的重量。比如，整体在200g左右的电机，其单位质量的电机常数一般小于机器人用电机性能受诸多因素限制，比如槽满率和电机尺寸结构。

发明人发现相关技术中至少存在如下问题：现有机器人用电机一般采用带有靴部的定子齿以保证齿槽转矩较低和电机运行的平稳性。而带有靴部的定子齿又限制了绕线工艺的选择，使得现有各绕组线圈一般通过专用的绕线机直接绕设于定子齿。该种加工方式严重限制了电机定子槽满率。现有机器人用电机普遍采用高转速低扭矩的电机设计配合高减速比来达到高扭矩输出，在通过提高转矩来提升执行器性能方面仍有较大欠缺。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种永磁无刷电机及机器人关节、伺服舵机执行器、机器人，在保证电机运行平稳性、齿槽转矩低的情况下提高槽满率，优化电磁设计，从而提高电机的电机常数和输出功率密度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种永磁无刷电机，所述电机为分数槽内转子电机，该电机包括：定子以及转子；

所述定子包括：定子铁芯以及定子绕组；所述定子绕组为集中式绕组，所述定子铁芯为一体式结构；

所述定子铁芯包括：定子轭部以及定子齿部；所述定子齿部包括：若干个设置于所述定子轭部的定子齿，所述定子齿表面设有绝缘层；

所述定子绕组包括：预设数目个机器绕线成型的绕组线圈，且各所述定子齿分别套设有x个绕组线圈；其中，x大于或等于1；

所述转子包括：永磁体和永磁体载体，其中，所述永磁体用于励磁产生旋转磁场。

本发明的实施方式还提供了一种机器人关节执行器，包括：如前所述的永磁无刷电机。

本发明的实施方式还提供了一种伺服舵机执行器，包括：如前所述的永磁无刷电机。

本发明的实施方式还提供了一种机器人，包括：如前所述的执行器。

本发明实施方式相对于现有技术而言，现有技术是直接将绕组线圈绕设于定子齿，由于线圈绕设时会受到相邻定子齿及其上的绕组线圈的干涉，导致绕制后的线圈之间的空隙较大，大大降低了槽满率，本发明实施方式摈弃了现有绕组线圈的设置方式，电机定子绕组均采用集中式绕组，且由机器绕线成型后再套设于定子齿，从而使得绕组线圈制作过程不会受到任何限制，因此可更大程度满足绕组线圈的设计要求，减小相邻线圈之间的间隙、增大气隙面积，从而有利于提高槽满率，进而提高电机的电机常数和输出功率密度。

作为一种实施例，从远离所述定子轭部的齿端部到靠近所述定子轭部的齿根部，所述定子齿的宽度均相同；或者