電動(dòng)機(jī)械設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及采用無刷直流電機(jī)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]各種由電機(jī)提供動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備被廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)械設(shè)備中使用的電機(jī)多為交流電機(jī)和有刷直流電機(jī)。由于電網(wǎng)通常供應(yīng)三相交流電，因此采用交流電機(jī)較為便利。同時(shí)，交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、工作可靠、維修方便，因此應(yīng)用最為廣泛。交流電機(jī)存在的常見缺點(diǎn)是起動(dòng)和調(diào)速性能較差。另一方面，直流電機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于:調(diào)速性能良好，可實(shí)現(xiàn)均勻平滑的無級(jí)調(diào)速，且具有較寬的調(diào)速范圍；起動(dòng)性能好，具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)快速起步；控制靈活且高效。直流電機(jī)主要用于調(diào)速要求較高的設(shè)備中。
[0003]直流電機(jī)包括有刷直流電機(jī)和無刷直流電機(jī)。有刷直流電機(jī)采用電刷和換向器實(shí)現(xiàn)線圈電流方向的交替變化，而無刷直流電機(jī)則利用霍爾傳感器和控制電路改變線圈電流方向。有刷直流電機(jī)的效率較高，控制較為簡(jiǎn)單，因此現(xiàn)在采用直流電機(jī)的機(jī)械設(shè)備，例如各種電動(dòng)工具，采用的多為有刷直流電機(jī)。有刷直流電機(jī)的主要缺點(diǎn)在于電刷容易磨損，需要維護(hù)。無刷直流電機(jī)沒有電刷，因此工作時(shí)噪音更小，且不需要更換電刷。然而，由于無刷直流電機(jī)價(jià)錢較高，并且控制無刷過程要求精度極高，因此在電動(dòng)機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用尚不廣泛，主要用于小功率機(jī)械設(shè)備，例如手持式電動(dòng)工具、小型臺(tái)式加工設(shè)備中，而在中高功率的機(jī)械設(shè)備中尚難以采用。
[0004]目前的中高功率的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備通常使用交流電機(jī)或有刷直流電機(jī)，存在壽命、噪音等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)旨在對(duì)中高功率的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造，使之采用無刷直流電機(jī)，以便解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的設(shè)備壽命、噪音等問題。
[0006]為此，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種電動(dòng)機(jī)械設(shè)備，尤其是中高功率電動(dòng)機(jī)械設(shè)備，其包括:無刷直流電機(jī)；以及由無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的工作裝置；其中，無刷直流電機(jī)具有定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)所述工作裝置執(zhí)行其功能。
[0007]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述電動(dòng)機(jī)械設(shè)備還包括布置在所述無刷直流電機(jī)與工作裝置之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以將所述轉(zhuǎn)子的輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到所述工作裝置。
[0008]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或齒輪型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0009]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為變速型和/或調(diào)速型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0010]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是將所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗龉ぷ餮b置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和/或直線運(yùn)動(dòng)和/或振動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0011]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述轉(zhuǎn)子為圍繞定子設(shè)置的外轉(zhuǎn)子，所述外轉(zhuǎn)子上形成所述皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的皮帶輪或形成所述齒輪型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪。
[0012]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述轉(zhuǎn)子為圍繞定子設(shè)置的外轉(zhuǎn)子，或是設(shè)置在定子內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子。
[0013]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述電動(dòng)機(jī)械設(shè)備還包括機(jī)架，所述機(jī)架將電動(dòng)機(jī)械設(shè)備支撐在支撐面上。
[0014]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述電動(dòng)機(jī)械設(shè)備為機(jī)械加工設(shè)備，其還包括用于放置被加工工件的工作臺(tái)。
[0015]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述電動(dòng)機(jī)械設(shè)備為下述設(shè)備之一:臺(tái)鉆，砂輪機(jī)，磨刀器，金屬帶鋸，木工帶鋸，臺(tái)鋸，斜切鋸，線鋸機(jī)，砂帶機(jī)，砂盤機(jī)，木工車床，木工刨床，集塵器，活塞式空壓機(jī)。
[0016]根據(jù)本申請(qǐng)，在電動(dòng)機(jī)械設(shè)備中采用無刷直流電機(jī)，取消了電刷和換向器，從而消除了現(xiàn)有技術(shù)中因電機(jī)中的電刷導(dǎo)致的設(shè)備壽命、噪音等問題。因此，為電動(dòng)機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域提供了一種有益的選擇。
【附圖說明】
[0017]下面將參照附圖描述本申請(qǐng)的一些可行實(shí)施方式，在附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備的示意圖；
[0019]圖2是本申請(qǐng)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備中采用的外轉(zhuǎn)子式無刷直流電機(jī)的簡(jiǎn)化示意圖；
[0020]圖3是本申請(qǐng)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備中采用的內(nèi)轉(zhuǎn)子式無刷直流電機(jī)的簡(jiǎn)化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本申請(qǐng)的一些可行實(shí)施方式。
[0022]本申請(qǐng)總體上涉及中高功率的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備，這樣的機(jī)械設(shè)備由于本身體積和重量較大，因此不能構(gòu)造為手持式的，在操作時(shí)需要由支撐面(例如地面)支撐。
[0023]根據(jù)本申請(qǐng)的廣義方面，總體而言，電動(dòng)機(jī)械設(shè)備的主要功能部件包括無刷直流電機(jī)1、可選的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2、工作裝置3、控制裝置4等。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2將無刷直流電機(jī)I的輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到工作裝置3，以使得工作裝置運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)、振動(dòng)等)而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，例如加工工件5 ο傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常具有一定的傳動(dòng)比，用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換、變速、調(diào)速、變向等功能?？刂蒲b置4至少控制無刷直流電機(jī)I的操作。本申請(qǐng)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備還包括機(jī)架6，用于承載上述各功能部件。機(jī)架6適于牢固地放置在支撐面7上，并且在電動(dòng)機(jī)械設(shè)備工作時(shí)保持相對(duì)于支撐面不動(dòng)。當(dāng)然，機(jī)架可以帶有滾輪8，以使得電動(dòng)機(jī)械設(shè)備可以在支撐面上移動(dòng)到不同位置。對(duì)于本申請(qǐng)的某些用于加工工件的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備，需要配備工作臺(tái)9來支撐被加工的工件5。
[0024]本申請(qǐng)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備中采用的無刷直流電機(jī)可以是外轉(zhuǎn)子式的，也可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子式的。
[0025]如圖2所示，一種可以用于本申請(qǐng)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備中的外轉(zhuǎn)子式無刷直流電機(jī)包括定子11，由定子11承載的定子線圈12，圍繞定子11的外轉(zhuǎn)子13，以及安置在外轉(zhuǎn)子13內(nèi)的面對(duì)著定子11的磁體14。電機(jī)的輸出軸(未示出)連接在外轉(zhuǎn)子13上。當(dāng)定子線圈12通電時(shí)，外轉(zhuǎn)子13帶著輸出軸旋轉(zhuǎn)。
[0026]如圖3所示，一種可以用于本申請(qǐng)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備中的內(nèi)轉(zhuǎn)子式無刷直流電機(jī)包括帶有磁體的內(nèi)轉(zhuǎn)子21，圍繞內(nèi)轉(zhuǎn)子的外側(cè)的定子22，以及由定子22承載的定子線圈23。電機(jī)的輸出軸(未示出)連接在內(nèi)轉(zhuǎn)子21上。當(dāng)定子線圈23通電時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子21帶著輸出軸旋轉(zhuǎn)。
[0027]外轉(zhuǎn)子電機(jī)和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)具有不同的特點(diǎn)，例如，外轉(zhuǎn)子電機(jī)一般轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，內(nèi)轉(zhuǎn)子一般轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小、精度高?？筛鶕?jù)具體設(shè)備的要求選用。
[0028]下面介紹本申請(qǐng)的采用無刷直流電機(jī)的電動(dòng)機(jī)械設(shè)備的一些典型例子。
[0029]實(shí)施例1-臺(tái)鉆
[0030]臺(tái)鉆是一種利用鉆頭鉆孔的設(shè)備。根據(jù)本申請(qǐng)的臺(tái)鉆主要包括工作臺(tái)，垂直于工作臺(tái)延伸的立柱，由立柱承載的無刷直流電機(jī)，由無刷直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)或借助于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的主軸，以及裝夾在主軸上的鉆頭。
[0031]根據(jù)本申請(qǐng)，對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，可將無刷直流電機(jī)的輸出軸直接或者通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到主軸。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括皮帶、皮帶輪)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。
[0032]對(duì)于外轉(zhuǎn)子電機(jī)，同樣可將無刷直流電機(jī)的輸出軸直接或者通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到主軸。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括皮帶、皮帶輪)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。作為一種可行方式，外轉(zhuǎn)子上可以直接形成皮帶輪，然后通過皮帶、皮帶輪連接到主軸。作為另一種可行方式，外轉(zhuǎn)子上可以直接形成齒輪。
[0033]本申請(qǐng)的采用無刷直流電機(jī)的臺(tái)鉆加工直徑為8-20英寸。輸出功率為100-2000W，優(yōu)選在150W以上。對(duì)于輸出功率在200W以上的臺(tái)鉆，本申請(qǐng)的優(yōu)勢(shì)更容易體現(xiàn)。鉆頭的夾持尺寸為13-25mm，尤其是13、16、20、25mm。
[0034]實(shí)施例2-砂輪機(jī)
[0035]砂輪機(jī)是利用砂輪片磨削各種工件、工具的磨削設(shè)備。根據(jù)本申請(qǐng)的砂輪機(jī)主要包括無刷直流電機(jī)，以及由無刷直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)或借助于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的砂輪片。可選地，根據(jù)本申請(qǐng)的砂輪機(jī)還包括主軸，砂輪片安裝在主軸上，主軸由無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
[0036]根據(jù)本申請(qǐng)，對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，可將無刷直流電機(jī)的輸出軸直接或者通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到主軸。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括皮帶、皮帶輪)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。
[0037]對(duì)于外轉(zhuǎn)子電機(jī)，同樣可將無刷直流電機(jī)的輸出軸直接或者通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到主軸。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括皮帶、皮帶輪)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。作為一種可行方式，外轉(zhuǎn)子上可以直接形成皮帶輪，然后通過皮帶、皮帶輪連接到主軸。作為另一種可行方式，外轉(zhuǎn)子上可以直接形成齒輪。作為另一種可行方式，砂輪片直接安裝在外轉(zhuǎn)子上，由此可取消主軸。
[0038]本申請(qǐng)的采用無刷直流電機(jī)的砂輪機(jī)的輸出功率為80-3000W，優(yōu)選在120W以上。對(duì)于輸出功率在150W以上的砂輪機(jī)，本申請(qǐng)的優(yōu)勢(shì)更容易體現(xiàn)。砂輪片尺寸為5-16英寸，尤其是 5、6、8、10、12、14、16 英寸。
[0039]實(shí)施例3-磨刀器
[0040]磨刀器是利用砂輪片刃磨各種刀具的研磨設(shè)備。類似于前面描述的砂輪機(jī)，根據(jù)本申請(qǐng)的磨刀器主要包括無刷直流電機(jī)，以及由無刷直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)或借助于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的砂輪片?？蛇x地，根據(jù)本申請(qǐng)的磨刀器還包括主軸，砂輪片安裝在主軸上，主軸由無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
[0041]根據(jù)本申請(qǐng)，對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，可將無刷直流電機(jī)的輸出軸直接或者通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到主軸。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以