本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種具有速度反饋的輪轂電機(jī)及輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤。

背景技術(shù)：

輪轂電機(jī)技術(shù)也被稱為車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù)，它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)裝置都整合一起到輪轂內(nèi)，得以將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大為簡(jiǎn)化。

輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤，是輪式服務(wù)類機(jī)器人的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)。通常包括兩個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)輪和/或從動(dòng)輪，以及底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)、電源組件、傳感器組件等。

輪式移動(dòng)機(jī)器人需要較高精度的速度控制和位置反饋，因此目前的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要是直流電機(jī)+減速箱+傳動(dòng)機(jī)構(gòu)+輪胎的形式，成本高昂且結(jié)構(gòu)復(fù)雜占用空間多。普通輪轂電機(jī)只有3個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)傳感器，每圈僅能得到幾十個(gè)位置信號(hào)，無(wú)法滿足輪式移動(dòng)機(jī)器人的精度要求。直流輪轂電機(jī)，現(xiàn)有位置反饋方式為磁珠與感應(yīng)磁芯片軸向安裝，電機(jī)軸端尺寸大，無(wú)法滿足結(jié)構(gòu)緊湊、軸端尺寸小的要求，具有諸多不便。

因此，本領(lǐng)域亟需一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有高精度速度反饋的輪轂電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述輪轂電機(jī)的不足，提供一種具有高精度速度反饋的輪轂電機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，使軸向布局更為合理。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種具有高精度速度反饋的輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)包括電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子、定子、磁環(huán)、磁感應(yīng)芯片；

所述電機(jī)軸與所述定子連接，所述定子上有銅線繞組；

所述磁環(huán)安裝內(nèi)輪轂上；

所述轉(zhuǎn)子與外輪轂連接，并與所述定子配合安裝；

所述磁感應(yīng)芯片相對(duì)定子固定安裝。

進(jìn)一步地，所述磁感應(yīng)芯片設(shè)置在PCB板上，所述PCB板相對(duì)定子固定安裝。

進(jìn)一步地，所述磁環(huán)由多個(gè)磁極緊密排列而成。

進(jìn)一步地，所述磁環(huán)圍繞所述電機(jī)軸設(shè)置，能夠與所述轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述磁感應(yīng)芯片設(shè)置在與所述磁環(huán)相對(duì)的位置。

進(jìn)一步地，還包括端蓋，所述端蓋設(shè)置有開(kāi)窗，用于安裝并調(diào)節(jié)所述磁感應(yīng)芯片的位置。

進(jìn)一步地，所述輪轂電機(jī)為單側(cè)出軸輪轂電機(jī)，或雙側(cè)出軸輪轂電機(jī)。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤，所述輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤包括兩個(gè)以上的輪轂電機(jī)，所述輪轂電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)輪上。

本實(shí)用新型的方案能夠減小輪轂直流電機(jī)的軸向尺寸，單個(gè)產(chǎn)品模塊布局結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)用輪系行走結(jié)構(gòu)，可增加驅(qū)動(dòng)輪輪距空間，增大底盤穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)中通過(guò)磁感應(yīng)芯片與磁環(huán)嵌入安裝，使得輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，軸向布局更為合理。轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，能輸出512、1024、2048或4096個(gè)信號(hào)，大幅提高輪轂電機(jī)的速度控制精度。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本公開(kāi)示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本公開(kāi)的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本公開(kāi)示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的輪轂電機(jī)的側(cè)視透視圖。

圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的輪轂電機(jī)的剖面圖。

圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)有2個(gè)所述輪轂電機(jī)的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤的立體圖。

圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)有6個(gè)所述輪轂電機(jī)的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤的立體圖。

附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好說(shuō)明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的；相同或相似的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件；附圖中描述位置關(guān)系的用語(yǔ)僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了使本公開(kāi)更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本實(shí)用新型的所述輪轂電機(jī)包括電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子、定子、磁環(huán)、磁感應(yīng)芯片；

所述電機(jī)軸與所述定子連接，所述定子上有銅線繞組；

所述磁環(huán)安裝內(nèi)輪轂上；

所述轉(zhuǎn)子與外輪轂連接，并與所述定子配合安裝；

所述磁感應(yīng)芯片相對(duì)定子固定安裝。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁環(huán)隨內(nèi)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)芯片感應(yīng)磁場(chǎng)變化，輸出檢測(cè)信號(hào)。磁感應(yīng)芯片的個(gè)數(shù)可以是一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，編碼器能輸出1024、2018或4096個(gè)信號(hào)，大幅提高輪轂電機(jī)的速度控制精度。

磁環(huán)由多個(gè)磁極緊密排列而成，圍繞所述電機(jī)軸設(shè)置在內(nèi)輪轂上，能夠與所述轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)，也節(jié)約軸向空間。磁感應(yīng)芯片設(shè)置在與所述磁環(huán)相對(duì)的位置，便于檢測(cè)磁場(chǎng)變化。磁感應(yīng)芯片能夠獲得輪轂電機(jī)輸出的磁場(chǎng)變化信號(hào)或電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)等，使得控制器獲得高精度的輪轂電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，利于進(jìn)行精確控制，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子與輪轂連接，獲得了高效的傳動(dòng)效果且簡(jiǎn)化了輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述輪轂電機(jī)還設(shè)有電機(jī)軸，所述電機(jī)軸與定子連接。

本實(shí)用新型所述輪轂電機(jī)可以為單側(cè)出軸輪轂電機(jī)，或雙側(cè)出軸輪轂電機(jī)。

此外，本實(shí)用新型還提供一種設(shè)有所述輪轂電機(jī)的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤，編碼器信號(hào)接入機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪的高精度速度控制。進(jìn)一步針對(duì)有四個(gè)輪轂電機(jī)或六個(gè)輪轂電機(jī)的機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)多輪轂的速度同步控制，提高機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)度，并降低因不同步造成的驅(qū)動(dòng)內(nèi)損耗。

進(jìn)一步地，所述輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤設(shè)有2或4個(gè)或更多個(gè)所述輪轂電機(jī)。機(jī)器人控制器需分別獲取各個(gè)輪轂電機(jī)編碼器的信號(hào)，對(duì)各個(gè)輪轂電機(jī)進(jìn)行精確同步變速控制。

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。其中，附圖僅用于示例性說(shuō)明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。

實(shí)施例1

如圖1～2所示，一種具有高精度速度反饋的輪轂電機(jī)，包括輪胎1、外輪轂2、定子3、磁環(huán)4、電機(jī)軸5、PCB板6、磁感應(yīng)芯片7、轉(zhuǎn)子8、端蓋9。電機(jī)軸5與所定子3連接，定子3上有銅線繞組。磁環(huán)4安裝在內(nèi)輪轂上，并且圍繞電機(jī)軸5設(shè)置，能夠與轉(zhuǎn)子8同步轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子8固定在外輪轂2上，與外輪轂2同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

在本實(shí)施例中，磁感應(yīng)芯片8安裝在PCB板7上，所述PCB板7相對(duì)定子固定安裝。磁感應(yīng)芯片8正對(duì)著所述磁環(huán)4，二者之間保持預(yù)定距離。磁環(huán)4有多個(gè)磁極緊密排列而成，N-S極之間有磁力線，磁感應(yīng)芯片8可以檢測(cè)到磁力線的變化，當(dāng)磁環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁力線發(fā)生變化，磁感應(yīng)芯片8根據(jù)磁力線變化輸出信號(hào)，從而提供速度反饋。

在本實(shí)施例中為外裝式轉(zhuǎn)子。

本實(shí)用新型所述輪轂電機(jī)可以為雙側(cè)出軸輪轂電機(jī)。具體地，電機(jī)軸5可以伸出兩側(cè)，用于兩側(cè)固定輪轂電機(jī)。

實(shí)施例2

圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)有2個(gè)所述輪轂電機(jī)的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤的立體圖。在本實(shí)施例中，在底盤左右兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)具有高精度速度反饋的輪轂電機(jī)，所述輪轂電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)輪上。在底盤的一端設(shè)置有一個(gè)從動(dòng)輪。

實(shí)施例3

圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)有6個(gè)所述輪轂電機(jī)的輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)底盤的立體圖。在本實(shí)施例中，在底盤左右兩側(cè)分別設(shè)置3個(gè)具有高精度速度反饋的輪轂電機(jī)，所述輪轂電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)輪上。針對(duì)有六個(gè)輪轂電機(jī)的機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)多輪轂的速度同步控制，提高機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)度，并降低因不同步造成的驅(qū)動(dòng)內(nèi)損耗。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。