電氣推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】具有至少兩個(gè)軸的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，所述電氣推進(jìn)系統(tǒng)包括具有至少一個(gè)第一電動(dòng)機(jī)3和至少一個(gè)第二電動(dòng)機(jī)4的至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，所述至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的每一個(gè)均包括定子“S”和轉(zhuǎn)子“R”。所述推進(jìn)系統(tǒng)還包括適于將所述電動(dòng)機(jī)的定子“S”鎖定到彼此的固定系統(tǒng)5。所述第一電動(dòng)機(jī)3是其中定子“S”相對(duì)于轉(zhuǎn)子“R”設(shè)置在內(nèi)部位置的電動(dòng)機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子“S”的外側(cè)，并且第二電動(dòng)機(jī)4是其中定子“S”相對(duì)于轉(zhuǎn)子“R”設(shè)置在外部位置的電動(dòng)機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子“S”的內(nèi)側(cè)。
【專利說明】電氣推進(jìn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有至少兩個(gè)致動(dòng)軸的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，所述電氣推進(jìn)系統(tǒng)具有減小的 尺寸并且其特征是具有大功率密度。

【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于本發(fā)明的目的來說，表述"推進(jìn)系統(tǒng)的功率密度"表示在能借助推進(jìn)系統(tǒng)傳送 的功率和由推進(jìn)系統(tǒng)自身占用的量之間的比。
[0003] 為了制造具有至少兩個(gè)獨(dú)立的軸的機(jī)構(gòu)，選擇最合適的推進(jìn)系統(tǒng)是很困難的，特 別是在所述機(jī)構(gòu)必須安裝在減小的空間中的情況下。
[0004] 優(yōu)選地，推進(jìn)系統(tǒng)包括電動(dòng)型的馬達(dá)，這保證可靠性大且容易控制及管理。
[0005] 包括具有至少兩個(gè)獨(dú)立的軸的推進(jìn)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)是已知的，其中設(shè)置了單個(gè)電動(dòng)機(jī) 并具有適于將一個(gè)軸的定向的運(yùn)動(dòng)傳遞到另一個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該方案不允許以獨(dú)立方式 控制不同的軸，因?yàn)檫@些不同的軸都由同一電動(dòng)機(jī)控制。
[0006] 適于控制一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的軸的推進(jìn)系統(tǒng)也是已知的，其中提供了兩個(gè)或更多個(gè) 獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)，優(yōu)選每個(gè)軸一個(gè)電動(dòng)機(jī)。所述電動(dòng)機(jī)是具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子和外部定子的普通電 動(dòng)機(jī)。
[0007] 所述獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)設(shè)置成彼此相鄰并且通過固定系統(tǒng)（例如帶狀件或具有凸緣 的板）保持就位。該方案體積非常大并且很難應(yīng)用，特別是在推進(jìn)系統(tǒng)必須安裝在小空間 中的情況。
[0008] 而且，被每單個(gè)電動(dòng)機(jī)占據(jù)的空間的減小能損失由電動(dòng)機(jī)自身傳送的功率，并因 而損失推進(jìn)系統(tǒng)自身的致動(dòng)強(qiáng)度。
[0009] 在機(jī)器人領(lǐng)域中，該問題很現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樵絹碓叫枰a(chǎn)非常小但其特征是其運(yùn)動(dòng) 方面有不同程度的自由度的裝置。通常已知是履帶附屬部件的機(jī)器人車輛包括：固定結(jié)構(gòu)， 該固定結(jié)構(gòu)支撐一個(gè)或多個(gè)電子裝置和/或機(jī)電裝置，例如傳感器，視頻設(shè)備，音頻設(shè)備 等；以及至少兩個(gè)履帶結(jié)構(gòu)，其適于使所述固定結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。通常，所述機(jī)器人車輛用作偵查 車輛，并因此需要使其特征是具有允許車輛沿它們的路徑經(jīng)過所遇到的障礙的高的推進(jìn)力 和高的運(yùn)動(dòng)能力。通常，所述機(jī)器人車輛必須允許每個(gè)履帶結(jié)構(gòu)獨(dú)立于另一個(gè)履帶結(jié)構(gòu)運(yùn) 動(dòng)并且改變其位置，例如改變履帶結(jié)構(gòu)的與地面接觸的表面，從而經(jīng)過障礙物。
[0010] 在現(xiàn)有技術(shù)中，這些運(yùn)動(dòng)由具有外部定子的兩個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)致動(dòng)，這些電動(dòng)機(jī) 設(shè)置成彼此相鄰，從而占據(jù)大的空間。另外，所述致動(dòng)器必須通過機(jī)械傳動(dòng)部件或傳動(dòng)系統(tǒng) 連接到與其相關(guān)聯(lián)的機(jī)構(gòu)，因而使在所述機(jī)器人裝置上的安裝更復(fù)雜。
[0011] 當(dāng)設(shè)計(jì)這些推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者試圖不僅減小所占據(jù)的空間，而且試圖使推進(jìn)系 統(tǒng)自身的功率密度最大化。如上所述的，電動(dòng)機(jī)的彼此相鄰的布置占據(jù)了否則能用于在機(jī) 器人車輛上安裝其他電子裝置或機(jī)電裝置以便提高機(jī)器人車輛自身的功能的空間。通常， 在給定相同的可傳送功率的情況下，在功率密度上的增大不僅導(dǎo)致占據(jù)的空間減小而且導(dǎo) 致推進(jìn)系統(tǒng)的總重減小，結(jié)果導(dǎo)致推進(jìn)系統(tǒng)自身使機(jī)器人車輛運(yùn)動(dòng)的消耗減小。實(shí)際上，現(xiàn) 有技術(shù)的方案包括復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)非常精密且特征是具有很大的重量，而且 必須將由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)傳遞到被運(yùn)動(dòng)的裝置。
[0012] 需要減小具有兩個(gè)或更多個(gè)軸的推進(jìn)系統(tǒng)的尺寸以應(yīng)用于不同的【技術(shù)領(lǐng)域】，其中 兩個(gè)或更多個(gè)軸必須同時(shí)被管理并且具有對(duì)沿所述軸的運(yùn)動(dòng)的高度控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的是通過提供具有至少兩個(gè)軸的推進(jìn)系統(tǒng)（其具有減小的尺寸并且 其特征是具有大功率密度）來解決上述問題。
[0014] 該推進(jìn)系統(tǒng)是電動(dòng)型的并且包括兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。
[0015] 本發(fā)明的一方面有關(guān)具有至少兩個(gè)軸的推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)的特征在所附的權(quán) 利要求1中被說明。
[0016] 其他從屬特征在所附的從屬權(quán)利要求中說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 當(dāng)參考附圖仔細(xì)閱讀根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施例的下面的詳細(xì)說 明時(shí)，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將被更好地理解，附圖分別示出以下內(nèi)容：
[0018] 圖1以透視圖的方式示出根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的整體視圖；
[0019] 圖2示出圖1的推進(jìn)系統(tǒng)的分解視圖；
[0020] 圖3以透視圖的方式示出在機(jī)器人領(lǐng)域中的根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的非限制性 的應(yīng)用。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 參考上述附圖，具有至少兩個(gè)軸的電氣推進(jìn)系統(tǒng)包括具有至少一個(gè)第一電動(dòng)機(jī)3 和至少一個(gè)第二電動(dòng)機(jī)4的至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，所述至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的每一個(gè)均包括定子 "S"和轉(zhuǎn)子"R"。所述推進(jìn)系統(tǒng)還包括適于將所述電動(dòng)機(jī)的定子"S"鎖定到彼此的固定系 統(tǒng)5。
[0022] 第一電動(dòng)機(jī)3是其中定子"S"相對(duì)于轉(zhuǎn)子"R"在內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)，其中該轉(zhuǎn)子"R" 設(shè)置在所述定子"S"的外側(cè)。
[0023] 第二電動(dòng)機(jī)4是其中定子"S"相對(duì)于轉(zhuǎn)子"R"在外部的電動(dòng)機(jī)，其中該轉(zhuǎn)子"R" 設(shè)置在所述定子"S"的內(nèi)側(cè)。
[0024] 特別地，所述至少一個(gè)第一電動(dòng)機(jī)3的每個(gè)定子"S"包括適于至少部分地容納至 少一個(gè)第二電動(dòng)機(jī)4的至少一個(gè)殼體31。優(yōu)選地，所述第一電動(dòng)機(jī)3是轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)或磁阻 電動(dòng)機(jī)。在所述轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)或磁阻電動(dòng)機(jī)中，所述至少一個(gè)殼體31是通孔。
[0025] 所述至少一個(gè)第二電動(dòng)機(jī)4的中的每一個(gè)均具有定子"S"，該定子"S"具有例如為 圓柱形的外殼并且適于被至少部分地插入殼體31，該殼體31被包含在所述至少一個(gè)第一 電動(dòng)機(jī)3的定子"S"中。
[0026] 所述固定裝置5優(yōu)選是適于將所述電動(dòng)機(jī)（3, 4)的定子鎖定的凸緣。
[0027] 特別地，所述凸緣固定系統(tǒng)5包括：至少一個(gè)板51，其適于鎖定至少一個(gè)第一電動(dòng) 機(jī)3的定子"S"和至少一個(gè)第二電動(dòng)機(jī)4的定子"S";和至少一個(gè)臂52,其適于將所述固定 系統(tǒng)5連接到所述推進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)置于其中的裝置。
[0028] 所述板51包括多個(gè)孔53,孔53至少部分地適于允許板51自身被固定到包含在電 動(dòng)機(jī)（3, 4)的定子"S"中的對(duì)應(yīng)的多個(gè)孔54。
[0029] 所述電動(dòng)機(jī)（3, 4)被控制單元控制，該控制單元未被示出并且適于借助通訊裝置 (例如電纜或無線電系統(tǒng)等）根據(jù)需要發(fā)送所述電動(dòng)機(jī)（3, 4)的操作指令。
[0030] 優(yōu)選地，所述通訊裝置、特別是所述至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)（3, 4)的電源線和控制電纜 沿所述至少一個(gè)臂52設(shè)置，并且穿過所述至少一個(gè)板51，例如借助所述孔53中的至少一 個(gè)。
[0031] 優(yōu)選地，所述至少兩個(gè)軸彼此平行；特別是，所述至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)（3, 4)的轉(zhuǎn)子 "R"繞彼此平行的軸線旋轉(zhuǎn)。
[0032] 在借助圖1和2中的實(shí)例示出的優(yōu)選實(shí)施例中，推進(jìn)系統(tǒng)包括第一電動(dòng)機(jī)3,該第 一電動(dòng)機(jī)包括特別是通孔的殼體31，該殼體適于容納第二電動(dòng)機(jī)4。殼體31的直徑與第二 電動(dòng)機(jī)4的定子"S"的外殼的外直徑基本相等。
[0033] 固定系統(tǒng)5、特別是板51具有圓形形狀，該圓形形狀具有一直徑，該直徑最多等于 第一電動(dòng)機(jī)3的定子"S"的最大直徑，以便不與第一電動(dòng)機(jī)3自身的轉(zhuǎn)子"R"干擾。
[0034] 臂52連接到板51，以便在第一電動(dòng)機(jī)3自身的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)期間不與轉(zhuǎn)子"R"干擾。 優(yōu)選地，所述臂52是"Z"形的，以便允許推進(jìn)系統(tǒng)被固定到所述推進(jìn)系統(tǒng)被安裝在其中的 裝直。
[0035] 第二電動(dòng)機(jī)4具有圓柱形并包括前表面和后表面，前表面包括轉(zhuǎn)子"R"的軸42,后 表面與前表面平行。在第一實(shí)施例中，所述板51優(yōu)選通過使第二電動(dòng)機(jī)4的后表面和第一 電動(dòng)機(jī)3的定子"S"固定而將定子"S"固定。
[0036] 在替代性實(shí)施例中（未示出），板51與第二電動(dòng)機(jī)4的前表面（所述軸42設(shè)置在 其中）對(duì)應(yīng)地連接到電動(dòng)機(jī)的定子"S"。
[0037] 參考圖3,所述推進(jìn)系統(tǒng)的示意性的但非限制性的應(yīng)用有關(guān)車輛"V"的履帶結(jié)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)，其中，除了弓丨起履帶"C"的轉(zhuǎn)動(dòng)以便使車輛"V"運(yùn)動(dòng)之外，所述推進(jìn)系統(tǒng)能使履帶 結(jié)構(gòu)自身運(yùn)動(dòng)，從而改變履帶"C"的與地面接觸以便使車輛"V"運(yùn)動(dòng)的部分的尺寸。
[0038] 事實(shí)上，具有外部轉(zhuǎn)子"R"的第一電動(dòng)機(jī)3適于使履帶"C"運(yùn)動(dòng)，而具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子 "R"的第二電動(dòng)機(jī)4能使車輛"V"的整個(gè)履帶結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，因而導(dǎo)致其繞第二電動(dòng)機(jī)4自身的 轉(zhuǎn)子"R"的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選繞軸42轉(zhuǎn)動(dòng)。所述運(yùn)動(dòng)由控制單元控制，控制單元以獨(dú)立方式 控制和管理兩個(gè)電動(dòng)機(jī)（3, 4)。
[0039] 通過相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)減小所占據(jù)的空間，本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)能容易地內(nèi)置在車輛 "V"的履帶結(jié)構(gòu)中，如圖3所示的。
[0040] 另外，本發(fā)明的方案允許用于將運(yùn)動(dòng)從所述電動(dòng)機(jī)（3, 4)傳遞到運(yùn)動(dòng)的裝置的驅(qū) 動(dòng)裝置的重量、成本和復(fù)雜性中的至少一部分降低。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)能包括多個(gè)電動(dòng)機(jī)（3, 4)，多個(gè)電動(dòng)機(jī)被適當(dāng)?shù)夭贾貌⒈?此固定，以便獲得特征是作用在多個(gè)軸上的功率密度大的緊湊的推進(jìn)系統(tǒng)。僅通過實(shí)例，在 存在多個(gè)第一電動(dòng)機(jī)3的情況下，所述第一電動(dòng)機(jī)3能彼此同軸地設(shè)置，因而獲得一組第一 電動(dòng)機(jī)3,而所述第二電動(dòng)機(jī)4能設(shè)置在位于兩個(gè)第一電動(dòng)機(jī)3之間的中空空間中、適當(dāng)?shù)?設(shè)置在合適的殼體31中。
[0042] 電動(dòng)機(jī)（3, 4)能利用通常用于制造電動(dòng)機(jī)，例如無刷電動(dòng)機(jī)，磁阻電機(jī)，步進(jìn)電 機(jī)，同步電機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)，單相電機(jī)，或三相電機(jī)的其他技術(shù)來制造。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有至少兩個(gè)軸的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，其包括 具有至少一個(gè)第一電動(dòng)機(jī)（3)和至少一個(gè)第二電動(dòng)機(jī)（4)的至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，所述至 少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的每一個(gè)均包括定子（S)和轉(zhuǎn)子（R)，和 固定系統(tǒng)（5)，其適于將所述電動(dòng)機(jī)的定子（S)鎖定到彼此； 其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)（3)是其中定子（S)相對(duì)于轉(zhuǎn)子（R)設(shè)置在內(nèi)部位置的 電動(dòng)機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子（S)的外側(cè)，并且第二電動(dòng)機(jī)（4)是其中定子（S)相 對(duì)于轉(zhuǎn)子（R)設(shè)置在外部位置的電動(dòng)機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子（S)的內(nèi)側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，其中第一電動(dòng)機(jī)（3)的定子（S)包括適于至 少部分地容納所述至少一個(gè)第二電動(dòng)機(jī)（4)中的至少一個(gè)的至少一個(gè)殼體（31)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，其中所述第一電動(dòng)機(jī)（3)是轉(zhuǎn)矩式電動(dòng)機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，其中所述殼體（31)是通孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，其中所述第二電動(dòng)機(jī)（4)具有定子（S)，所述 定子的外殼具有圓柱形形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，其中所述固定系統(tǒng)（5)是適于將所述電動(dòng)機(jī) (3,4)的定子（S)固定的凸緣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，其中所述凸緣固定系統(tǒng)（5)包括：至少一個(gè) 板（51)，其適于鎖定至少一個(gè)第一電動(dòng)機(jī)（3)的定子（S)和至少一個(gè)第二電動(dòng)機(jī)（4)的定 子；和臂（52)，其適于將所述固定系統(tǒng)（5)連接到所述推進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)置于其中的裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣推進(jìn)系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)（3, 4)的電源線和 控制電纜沿所述至少一個(gè)臂（52)設(shè)置并穿過所述至少一個(gè)板（51)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)軸的所述至少兩個(gè)軸彼此平 行。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的推進(jìn)系統(tǒng)，其中至少兩個(gè)電動(dòng)機(jī)（3, 4)的轉(zhuǎn)子（R)繞彼此平 行的軸線旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】H02K16/00GK104221259SQ201280060058
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月7日
【發(fā)明者】G·拉斯皮納, S·拉扎里, C·F·貝羅蒂 申請(qǐng)人:奧圖馬股份公司