一种稳定器电机连接结构论文和设计-苏晓

全文摘要

本实用新型公开了一种稳定器电机连接结构，包括金属中空电机轴、铁芯壳体、分别套在金属中空电机轴上且与铁芯壳体两个端面相配合的两个轴承、磁铁套、第一端盖；铁芯壳体的外侧面连接有第一连接臂；金属中空电机轴的一端连接有第一端盖，所述第一端盖连接有第二连接臂。本实用新型公开的一种稳定器电机连接结构，增大了稳定器安装摄影设备的黄金空间，减小了电机轴的杠杆力臂，提高了电机轴的稳定性，同时第一连接臂与壳体连接，减少了现有技术中电机端盖在强度要求下的厚度，减小了电机的总体厚度。

主设计要求

1.一种稳定器电机连接结构，包括金属中空电机轴(1)、铁芯壳体(2)、分别套在金属中空电机轴(1)上且与铁芯壳体(2)两个端面相配合的两个轴承、磁铁套(4)、第一端盖(71)；其特征在于，铁芯壳体(2)的外侧面连接有第一连接臂(51)；金属中空电机轴(1)的一端连接有第一端盖(71)，所述第一端盖(71)连接有第二连接臂(52)；所述金属中空电机轴(1)另一端的内环与磁铁套(4)一端的外环配合连接，磁铁套(4)固定连接有磁铁(41)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种稳定器电机连接结构，其特征在于，所述磁铁套(4)位于金属中空电机轴(1)外部一端的外周尺寸大于金属中空电机轴(1)与之配合一端的外周尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种稳定器电机连接结构，其特征在于，所述金属中空电机轴(1)通过内螺纹连接磁铁套(4)的外环连接。

4.根据权利要求1所述的一种稳定器电机连接结构，其特征在于，还包括磁钢载体(23)，所述磁钢载体(23)与金属中空电机轴(1)一体成型。

5.根据权利要求1所述的一种稳定器电机连接结构，其特征在于，所述第二连接臂(52)通过稳定器重心调节机构与第一端盖(71)连接。

6.根据权利要求1所述的一种稳定器电机连接结构，其特征在于，还包括第二端盖(6)、与第二端盖(6)连接的编码器电路板(61)，所述第二端盖(6)与磁铁(41)所在一端的铁芯壳体(2)连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机结构，尤其涉及一种稳定器电机连接结构。

背景技术

目前，单反相机等大型拍摄设备的辅助稳定器通常采用功率较大的电机，在大型拍摄设备等较大负载的稳定器研发过程中，其稳定性至关重要，因此，现有的大型稳定器加大了电机结构中的壳体、端盖的厚度及铁芯、磁性材料的长度来保证稳定器的稳定性。以三轴稳定器举例，其横滚电机两端的端盖上分别连接有连接臂，因此，导致电机轴的杠杆力臂较大，在拍摄设备重力、使用者运动等外力的作用下，电机轴的稳定性较差；由于两个连接臂之间的距离较大，因此稳定器的安装摄影设备的黄金空间较小(稳定器的安装摄影设备的黄金空间是指稳定器连接臂与其相应的电机轴线围成的空间)；又由于电机轴一端的感应磁铁是通过电机轴的外螺纹和感应磁铁套上的内螺纹配合固定，因此电机轴在两个轴承的间距基础上还要增加一段外螺纹的长度和磁铁与编码器的避空高度，导致电机的厚度较厚；并且在大型拍摄设备使用的稳定器强度要求下，由于连接臂与端盖连接，因此需要增大端盖的厚度，导致电机的整体厚度较大。

现有技术中，中国专利CN206164281U公开了一种电机、具有电机的云台及具有云台的无人机，该电机的两个轴承通过卡簧和电机内部的限位台进行限位，卡簧的弹性和轴承的虚位在电机的工作过程中导致电机轴发生轴向移动，影响电机的稳定性；该电机结构中的电机轴与转子(即带有磁钢载体的一端)通过紧固件的螺纹连接，这种连接方式在电机轴的转动过程中增加了螺纹误差，影响电机轴的垂直度，导致电机的稳定性，且不方便安装；该电机结构为了缩短电机轴的长度，采用卡簧和电机内部的限位台进行限位代替电机轴端部外螺纹限位台的结构，但是其电机内部的限位台和电机轴上的垫片、弹性件、紧固件等零部件繁多，不易量产，生产和组装的效率较低。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种稳定器电机连接结构，旨在解决现有的稳定器安装摄影设备的黄金空间较小，无法使用大镜头相机、大型摄影设备；电机轴较长，电机轴垂直度较差，电机稳定性较差；电机的生产、组装效率较低等问题。

本实用新型采取以下技术方案实现上述目的：

一种稳定器电机连接结构，包括金属中空电机轴、铁芯壳体、分别套在金属中空电机轴上且与铁芯壳体两个端面相配合的两个轴承、磁铁套、与铁芯壳体的外侧面连接的第一连接臂、与金属中空电机轴一端连接的第一端盖，与第一端盖连接的第二连接臂；所述金属中空电机轴的另一端内环与磁铁套一端的外环配合连接，磁铁套的另一端固定连接有磁铁。将第一连接臂与铁芯壳体的外侧面连接，缩短了两个连接臂之间的距离，与同等长度、形状连接臂的稳定器相比，增大了稳定器安装摄影设备的黄金空间，能够承载更大尺寸的拍摄设备；又由于第一连接臂位于两个轴承之间，相对于现有技术中连接臂位于两个轴承两端的结构，减小了金属中空电机轴的杠杆力臂，提高了金属中空电机轴的稳定性；同时第一连接臂与壳体连接，减少了现有技术中电机端盖在强度要求下的厚度，配合金属中空电机轴的内环和磁铁套的外环相配合的结构，省去了现有技术中金属中空电机轴一端外螺纹的长度，缩短了电机轴长度，减小了电机的总体厚度，使得电机轻薄。

其进一步的技术方案为，磁铁套位于金属中空电机轴外部一端的外周尺寸大于金属中空电机轴与之配合一端的外周尺寸。所述磁铁套的外周尺寸大于金属中空电机轴的外周尺寸，使得磁铁套用于对轴承内环的限位，替代现有技术中利用电机轴上的结构对轴承的限位，使电机轴的结构简单，方便生产和装配。

其进一步的技术方案为，金属中空电机轴的通过内螺纹连接磁铁套的外环连接。金属中空电机轴的内螺纹和磁铁套的外螺纹相配合的结构，省去了现有技术中金属中空电机轴一端外螺纹的长度，缩短了电机轴长度，减小了电机的总体厚度，使得电机轻薄。

其进一步的技术方案为，还包括磁钢载体，所述磁钢载体与金属中空电机轴一体成型。采用一体成型的结构，提高了电机轴的垂直度及电机工作工程中的稳定性，且装配方便。

其进一步的技术方案为，第二连接臂通过稳定器重心调节机构与第一端盖连接。可以通过中心调节机构对摄影设备在稳定器上的重心进行调节。

其进一步的技术方案为，还包括第二端盖、与第二端盖连接的编码器电路板，第二端盖与磁铁所在一端的铁芯壳体连接。与磁铁间隙配合的编码器电路板与壳体连接，电机工作时，与带有磁铁的金属中空电机轴相对转动，编码器电路板用于检测磁铁的转动角度；本方案中的第二端盖无需与连接臂连接，即无强度要求，因此可以制作成较薄的端盖，减小电机的整体厚度。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的一种稳定器电机连接结构，将第一连接臂与铁芯壳体的外侧面连接，缩短了两个连接臂之间的距离，与同等长度、形状连接臂的稳定器相比，增大了稳定器安装摄影设备的黄金空间，能够承载更大尺寸的拍摄设备；又由于第一连接臂位于两个轴承之间，相对于现有技术中连接臂位于两个轴承两端的结构，减小了金属中空电机轴的杠杆力臂，提高了金属中空电机轴的稳定性；同时第一连接臂与壳体连接，减少了现有技术中电机端盖在强度要求下的厚度，配合金属中空电机轴的内螺纹和磁铁套的外螺纹相配合的结构，省去了现有技术中金属中空电机轴一端外螺纹的长度，缩短了金属中空电机轴长度，减小了电机的总体厚度，使得电机轻薄。

2、本实用新型提供的一种稳定器电机连接结构，采用电机轴与磁钢载体一体成型的结构，提高了金属中空电机轴的垂直度及电机工作工程中的稳定性，且装配方便。

3、本实用新型提供的一种稳定器电机连接结构，第二端盖无需与连接臂连接，即无强度要求，因此可以制作成较薄的端盖，减小电机的整体厚度。

附图说明

图1为：现有稳定器横滚电机轴线与俯仰电机的距离示意图。

图2为：本实用新型所述电机连接结构的稳定器横滚电机轴线与俯仰电机的距离示意图。

图3为：现有稳定器航向电机轴线与横滚电机的距离示意图。

图4为：本实用新型所述电机连接结构的稳定器航向电机轴线与横滚电机的距离示意图。

图5为：本实用新型所述一种稳定器电机连接结构的示意图。

图6为：本实用新型所述一种稳定器电机连接结构的爆炸图。

图7为：本实用新型所述的一种稳定器电机连接结构的剖视图。

图8为：本实用新型所述带有重心调节机构的稳定器电机连接结构爆炸图。

图9为：本实用新型所述的带有重心调节机构的稳定器电机连接结构的剖视图。

图中：10、俯仰电机；20横滚电机；30、航向电机；1、金属中空电机轴；11、第一电机轴；12、第二电机轴；2、铁芯壳体；201、第一壳体；202、第二壳体；21、铁芯线圈；22、磁钢；23、磁钢载体；24、聚磁环；31、第一轴承；311、第一限位台；312、第二限位台；32、第二轴承；321、第三限位台；322、第四限位台；4、磁铁套；41、磁铁；51、第一连接臂；52、第二连接臂；521、滑槽；522、燕尾块；6、第二端盖；61、编码器电路板；71、第一端盖；72、盖板；73、锁定装置。

具体实施方式

下面结合附图1至附图9和对比例、具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

由于稳定器使用过程中，摄影设备的重心应处于三个电机轴轴线的交点，因此，对比例与本实用新型所述稳定器安装摄影设备黄金空间的对比，是通过横滚电机轴线至俯仰电机的距离、航向电机轴线与横滚电机的距离来对比，上述距离围城的空间是稳定器承载摄影设备黄金空间。

对比例：

如图1、图3所示，对比例提供了一种目前产品市场应用的三轴手持稳定器，用于承载单反相机等设备，现有的该类稳定器的连接臂均通过电机两端的端盖对相邻的电机进行连接，为了得到客观、直观的对比数据，对比例的稳定器电机内部结构与本实用新型下述实施方式相同；如图1至图4所示，现有的稳定器连接臂及负载台连接臂的长度、形状均与本实用新型下述的实施方式相同。图1至图4分别示出的距离对比如表1所示，在俯仰电机10的轴线方向上增加了13毫米，在横滚电机20的轴线方向上增加了15毫米。

表1现有稳定器与本实用新型所述结构的稳定器安装摄影设备黄金空间的对比表

本实用新型的一种具体实施方式，如图2、图4至图7所示，一种三轴手持稳定器，其中手柄与航向电机30的定子端连接，航向电机30的转子端与横滚电机20的定子端通过第一连接臂51连接，横滚电机20的转子通过第二连接臂52与俯仰电机10的定子端连接，俯仰电机10的转子端与用于承载摄影设备的负载台连接。其横滚电机20的连接结构包括金属中空电机轴1，铁芯壳体2，位于铁芯壳体2内部的铁芯线圈21、磁钢22、聚磁环24、用于承载磁钢22和聚磁环24的磁钢载体23，分别套在金属中空电机轴1上且与铁芯壳体2两个端面相配合的第一轴承31和第二轴承32，磁铁套4和磁铁41；其中，磁钢22固定在聚磁环24的内环，聚磁环24与磁钢载体23一体成型，磁钢22与铁芯线圈21间隙配合，第一轴承31和第二轴承32的外环分别与铁芯壳体2的两个端面紧配合，内环分别与金属中空电机轴1紧配合；靠近第一轴承31的金属中空电机轴1端部设有内螺纹，与一端带有外螺纹的磁铁套4配合连接，磁铁套4的另一端嵌入磁铁41。

如图6所示，为了装配方便，将铁芯壳体2分为第一壳体201和第二壳体202，第一壳体201与第二壳体202通过螺栓连接。铁芯壳体2外部的部件包括：靠近第二轴承32的金属中空电机轴1端部设有第一端盖71，第一端盖71通过螺钉分别与金属中空电机轴1和第二连接臂52连接，与第一壳体201通过螺钉连接有第二端盖6，与第二端盖6通过螺钉连接有编码器电路板61，编码器电路板61与磁铁41间隙配合，用于检测磁铁41的转动角度；第二壳体202的外侧面与第一连接臂51一体成型。

如图7所示，第一轴承31外环与第一壳体201的端面紧配合，第二轴承32外环与第二壳体202的端面紧配合；其中第一轴承31和第二轴承32的内外环限位通过以下结构配合：第一轴承31的内外环分别通过磁铁套4外周尺寸较大的一端即第一限位台311和第一壳体201的第二限位台312进行限位；第二轴承32的内外环分别通过第一端盖71的第三限位台321和第二壳体202的第四限位台321进行限位。

金属中空电机轴1与磁钢载体23一体成型，铁芯线圈21与第一壳体201通过胶水固定连接，金属中空电机轴1一端贯穿铁芯线圈21，且与第一轴承31的内环紧配合，金属中空电机轴1另一端与第二轴承32的内环紧配合。

横滚电机的工作过程中，磁钢22与铁芯线圈21发生相对转动，磁钢22与金属中空电机轴1固定连接，金属中空电机轴1与第二连接臂52连接，铁芯线圈21与铁芯壳体2固定连接，第一连接臂51又与铁芯壳体2连接，因此，金属中空电机轴1的转动使得第一连接臂51和第二连接臂发生52相对转动。本结构的电机能够用于不带有重心调节结构的稳定器，例如用于自带摄像装置的云台、或免重心调节的云台(单一摄影设备的专用云台)、或俯仰电机直接集成摄像头的云台等。

本实施方式中的稳定器电机连接结构通过将第二连接臂52与金属中空电机轴1的一端通过第一端盖71连接、第一连接臂51与铁芯壳体2的外侧面连接，使得第一连接臂51位于两个轴承之间，缩短了两个连接臂之间的距离，与同等长度、形状连接臂的稳定器相比，增大了稳定器安装摄影设备的黄金空间，能够承载更大尺寸的拍摄设备；金属中空电机轴1与磁钢载体23一体成型相对现有技术中通过锁紧件固定的方式，提高了金属中空电机轴1的垂直度，提高了电机的稳定性；相对于现有技术中连接臂位于两个轴承两端的结构，减小了金属中空电机轴1的杠杆力臂，提高了金属中空电机轴1的稳定性；同时第一连接臂51与壳体连接，减少了现有技术中电机端盖在强度要求下的厚度；该结构省去了现有技术中金属中空电机轴1一端外螺纹的长度，缩短了电机轴长度，减小了电机的总体厚度；该磁铁套4有螺纹的一端的外径小于磁铁41所在一端的外径，因此，该磁铁套4既有对第一轴承31限位的功能，又有缩短金属中空电机轴1长度、降低电机厚度的效果，减少了现有技术中电机端盖在强度要求下的厚度，上述缩短金属中空电机轴1两种结构的配合下，降低了电机的整体厚度，且该电机结构生产、安装方便。

上述实施方式示例性的示出了稳定器的横滚电机连接结构，在其他实施方式和实际应用中，该电机连接结构也可用于俯仰电机，例如第一连接臂51用于与横滚电机连接，第二连接臂52用于与拍摄设备的负载台连接，采用本结构的俯仰电机也能实现增大稳定器安装摄影设备的黄金空间、电机轴垂直度、电机稳定性、缩短电机轴长度、减小电机总体厚度的效果。

上述实施方式示例性的示出了第一连接臂51与铁芯壳体2的连接位置为第二壳体202的外侧面，在其他实施方式和实际应用中，第一连接臂51也可以与第一壳体201的外侧面连接，相对于现有技术中与电机端盖连接，也能起到减小金属中空电机轴1的杠杆力臂，提高了金属中空电机轴1的稳定性，又由于缩短了两个连接臂之间的距离，增大了稳定器安装摄影设备的黄金空间，同时第一连接臂51与铁芯壳体2连接，减少了现有技术中电机端盖在强度要求下的厚度。

上述实施方式示例性的示出了磁钢载体23与金属中空电机轴1的连接方式、磁钢载体23与聚磁环24的连接方式，在其他实施方式和实际应用中，还可以通过胶粘、紧配合、螺纹或铆接等方式连接。

上述实施方式示例性的示出了磁铁套4上的第一限位台311对第一轴承31内环的限位结构，在其他实施方式和实际应用中，还可以其他部件上的限位台对第一轴承31内环进行限位，例如，金属中空电机轴1上的限位台对第一轴承31内环进行限位。

上述实施方式示例性的示出了金属中空电机轴1与第二连接臂52的连接方式，在本实用新型的其他实施方式中，还可以通过其他连接方式代替，例如，如图8、图9所示，电机的连接结构还包括重心调节结构，第二连接臂52通过重心调节结构与第一端盖71连接。其中，重心调节结构包括与第一端盖71通过螺钉连接的盖板72，第一端盖71与盖板72中间形成容纳第二连接臂52滑动的滑轨，轨道内部设有燕尾块522，第二连接臂52侧面设有与燕尾块522相配合的滑槽521，该第一端盖71与金属中空电机轴1通过螺钉连接，该结构通过滑轨与相配合的滑槽521调整稳定器的重心，并通过锁定装置73固定第二连接臂52与第一端盖71的相对位置，锁定装置73通过螺纹贯穿盖板72，通过扭紧锁定装置73顶进燕尾块522挤压第二连接臂52的滑槽521，实现第二连接臂52与底板71相对位置的固定。

本实用新型提供的一种稳定器电机连接结构，将第一连接臂52与铁芯壳体2的外侧面连接，缩短了两个连接臂之间的距离，通过与对比例，与同等长度、形状连接臂的稳定器相比，增大了稳定器安装摄影设备的黄金空间，能够承载更大尺寸的拍摄设备；又由于第一连接臂51位于两个轴承之间，相对于现有技术中连接臂位于两个轴承两端的结构，减小了金属中空电机轴1的杠杆力臂，提高了金属中空电机轴1的稳定性；同时第一连接臂52与壳体连接，减少了现有技术中电机端盖在强度要求下的厚度，配合金属中空电机轴1的内螺纹和磁铁套4的外螺纹相配合的结构，省去了现有技术中金属中空电机轴1一端外螺纹的长度，缩短了金属中空电机轴1长度，减小了电机的总体厚度，使得电机轻薄；采用金属中空电机轴1与磁钢载体23一体成型的结构，提高了金属中空电机轴1的垂直度及电机工作工程中的稳定性，且装配方便；端盖无需与连接臂连接，即无强度要求，因此可以制作成较薄的端盖，减小电机的整体厚度。

设计图

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