电动行驶设备及轮式电动工具的制作方法

1.本实用新型涉及电动设备技术领域，尤其涉及一种电动行驶设备及轮式电动工具。


背景技术：

2.电动行驶设备，具有行走机构发挥行驶功能，行走机构的行走轮是通过电机作为驱动传动机构的动力源。电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，其主要作用是产生驱动转矩。
3.常用的电机一般包括机壳、定子和转子。定子上设置有绕阻，一般由绝缘铜线绕制而成；转子包含磁体并具备确定的极数。具体地，转子中的转子铁芯包括若干转子冲片，转子冲片上通常开设有平键槽、磁钢槽和减重孔，磁钢槽中放置磁钢，通过对磁钢充磁形成磁体建立电机的主磁场。
4.随着电动行驶设备对电机的要求越来越高，现有的电机效率不满足使用需求，尤其对于大型电动工具，所需的电机扭矩较大。现有的电机中大都布置16个磁钢，以形成8个磁极对，电机的扭矩密度较低，磁钢利用率低，直接会影响电机效率的提高，因此，无法满足电动行驶设备的需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种电动行驶设备及轮式电动工具，以解决现有技术中存在的电机扭矩密度低、磁钢利用率低的技术问题。
6.如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：
7.一种电动行驶设备，包括：
8.主机；
9.行走机构，包括支撑所述主机的行走轮；
10.电机，用于驱动所述行走轮转动，所述电机包括定子和相对所述定子旋转的转子，所述定子包括定子铁芯和多个设置于所述定子铁芯上的绕阻，所述定子铁芯包括用于缠绕所述绕组的齿部；所述转子包括转子铁芯和多个设置于所述转子铁芯上的磁钢；所述齿部的数量为12，多个所述磁钢形成的磁极对的数量为10或者14；构成所述磁极对的两个所述磁钢之间的夹角α大于等于30
°
且小于等于45
°
。
11.其中，所述电机的额定功率的取值范围在1.5kw～8kw。
12.其中，所述电机的额定功率的取值范围在3kw～6kw。
13.其中，所述绕阻包括第一导线和第二导线，所述第一导线与所述第二导线的线径不同。
14.其中，所述绕阻还包括第三导线，所述第三导线的线径与所述第一导线的线径不同，所述第三导线的线径与所述第二导线的线径不同。
15.其中，所述电机的工作电压为56v，和/或，所述电机的工作电流的最大值为30a～
150a。
16.其中，所述定子的外径为120mm～135mm，和/或，所述定子的裂比为0.5～0.6。
17.其中，所述磁钢的长度与所述转子的半径的比值为0.3～0.4。
18.其中，所述磁钢的长度为11mm～13.5mm；和/或，所述转子的半径为65/2mm～75/2mm。
19.其中，所述电动行驶设备为割草机、扫雪机或者户外行走车辆。
20.一种轮式电动工具，包括：
21.主机；
22.执行机构，用于执行所述轮式电动工具的功能；
23.行走机构，包括支撑所述主机的行走轮；
24.电机，用于驱动所述行走轮转动，所述电机包括定子和相对所述定子旋转的转子，所述定子包括定子铁芯和多个设置于所述定子铁芯上的绕阻，所述转子包括转子铁芯和多个设置于所述转子铁芯上的磁钢；
25.多个所述磁钢构成多个磁极对，构成所述磁极对的两个所述磁钢之间的夹角α大于等于30
°
且小于等于45
°
。
26.本实用新型的有益效果：
27.本实用新型提出的电动行驶设备，定子包括定子铁芯和多个设置于定子铁芯上的绕阻，定子铁芯包括用于缠绕绕组的齿部；转子包括转子铁芯和多个设置于转子铁芯上的磁钢；齿部的数量为12，多个磁钢形成的磁极对的数量为10或14；构成磁极对的两个磁钢之间的夹角α大于等于30
°
且小于等于45
°
，通过上述绕阻和磁钢的布局，提高磁钢利用率，使得电机的扭矩密度更高，提高电机效率。
28.本实用新型提出的轮式电动工具，定子包括定子铁芯和多个设置于定子铁芯上的绕阻，转子包括转子铁芯和多个设置于转子铁芯上的磁钢，多个所述磁钢构成多个磁极对，构成所述磁极对的两个所述磁钢之间的夹角α大于等于30
°
且小于等于45
°
。通过上述磁钢的布局，提高磁钢利用率，使得电机的扭矩密度更高，提高电机效率。
附图说明
29.图1是本实用新型实施例提供的割草机的结构示意图；
30.图2是本实用新型实施例提供的扫雪机的结构示意图；
31.图3是本实用新型实施例提供的户外行走车辆的结构示意图；
32.图4是本实用新型实施例提供的电机的结构示意图；
33.图5是本实用新型实施例提供的电机的部分结构的侧视图；
34.图6是图5的部分结构示意图；
35.图7是本实用新型实施例提供的电机的部分结构分解示意图；
36.图8是本实用新型实施例提供的绕阻的布线示意图。
37.图中：
38.100、割草机；200、扫雪机；300、户外行走车辆；
39.11、机壳；111、散热筋；
40.12、定子；121、定子铁芯；122、绕阻；1221、第一导线；1222、第二导线；1223、第三导
线；123、齿部；
41.13、转子；131、转子铁芯；132、磁钢；133、转轴。
具体实施方式
42.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
43.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
46.参见图1至图3，本实用新型实施例提供一种电动行驶设备，可以为割草机100、扫雪机200或者户外行走车辆300，电动行驶设备包括主机、行走机构和电机。行走机构包括支撑主机的行走轮，电机用于驱动行走轮转动。
47.参见图4至图8，电机包括机壳11、设置于机壳11内的定子12和转子13，转子13位于定子12内部且能够相对定子12旋转。定子12包括定子铁芯121和多个设置于定子铁芯121上的绕阻122，定子铁芯121包括用于缠绕绕组122的齿部123。转子13包括转子铁芯131和多个设置于转子铁芯131上的磁钢132。齿部123的数量为12，多个磁钢132形成的磁极对的数量为10或者14；构成磁极对的两个磁钢132之间的夹角α大于等于30
°
且小于等于45
°
。通过上述绕阻122和磁钢132的布局，提高磁钢132利用率，使得电机的扭矩密度更高，提高电机的效率。
48.具体地，在转子13上开设有磁体槽，磁钢132设置于磁体槽内。可以理解的是，磁钢132的数量为20或者28，20个磁钢132形成的磁极对的数量为10，28个磁钢132形成的磁极对的数量为14。图6中示出了构成磁极对的两个磁钢132之间的夹角α，在本实施例中，α等于36
°
。
49.参见图4，机壳11为铝压铸材料或者铝型材制成，壁厚为2mm～3.5mm。机壳11的外周面设置有散热结构，散热结构包括若干个散热筋111，若干个散热筋111绕机壳11的外周均匀间隔分布，间隔距离为5mm～10mm，散热筋111的高度为5mm～12mm。通过散热筋111自然散热，增大机壳11的散热面积，提高散热效果。
50.转子13还包括转轴133，转轴133穿设于转子铁芯131内且与转子铁芯131固定连
接，当电流通过绕组时产生引起转子13旋转的磁场，转轴133随着转动。转轴133上设置有风扇，风扇的转动能够对电机散热。风扇能够与散热筋111同时存在，提高散热效果。
51.在本实施例中，电机的额定功率的取值范围在1.5kw～8kw，电机能够具有较大的功率，适应多种电动行驶设备的需求。在一些实施例中，电机的额定功率的取值范围在3kw～6kw，具体可以为3kw，4.5kw，5kw，5.5kw，6kw；在一些实施例中，电机的额定功率的取值范围在5kw～8kw。
52.电机的转速的取值范围在1000rpm～12000rpm。转速的范围较宽，能够适应不同的工况需求。在一些实施例中，电机的转速的取值范围在5000rpm～8000rpm，具体可以为5000rpm，6000rpm，7000rpm，8000rpm；在一些实施例中，电机的转速的取值范围在9000rpm～12000rpm，具体可以为9000rpm，10000rpm，11000rpm，12000rpm。
53.电机的工作电压为56v，和/或，电机的工作电流的最大值为30a～150a。
54.定子12的外径为120mm～135mm，和/或，定子12的裂比为0.5～0.6。其中，定子12的裂比等于定子12的内径除以定子12的外径。
55.定子12与转子13之间形成气隙，气隙的取值为0.4mm～0.75mm。优选地，气隙的取值为0.5mm。
56.磁钢132的长度与转子13的半径的比值为0.3～0.4。具体地，磁钢132的长度为11mm～13.5mm；和/或，转子13的半径为65/2mm～75/2mm。
57.本实施例提供的电动行驶设备，可以为台型工具或者电动行驶装置，其对电机的效率要求较高，因此通过上述绕阻122和磁钢132的布局，提高磁钢132利用率，使得电机的扭矩密度更高，提高电机的效率。
58.参见图8，绕阻122包括第一导线1221和第二导线1222，第一导线1221与第二导线1222的线径不同。通过采用不同线径的导线搭配，减少导线间的空隙，提高了绕阻122布线的槽满率，使电机的效率得到提升。
59.具体地，第一导线1221呈矩阵排列在定子铁芯121上，相邻四个第一导线1221之间形成第一空间，第二导线1222设置于第一空间中，充分利用第一导线1221之间的间隙。在本实施例中，第一导线1221布置有三层，从第一导线1221的截面看，第一导线1221呈矩阵排布，相邻两层第一导线1221之间形成若干个第一空间，每个第一空间内设置有一股第二导线1222。
60.由于第二导线1222布置于相邻四个第一导线1221围成的第一空间内，为了增大第二导线1222的截面积，第二导线1222最好采用圆柱导线，且第二导线1222的线径小于或者等于第一空间的内切圆的直径。
61.进一步地，绕阻122还包括第三导线1223，第三导线1223的线径与第一导线1221的线径不同，第三导线1223的线径与第二导线1222的线径不同。进一步充分利用间隙，提高了绕阻122布线的槽满率，使电机的效率得到提升。
62.具体地，第三导线1223分布于第一导线1221的外围且位于相邻两个第一导线1221之间。通过设置第三导线1223，使得第一导线1221外围的较小空间得到充分利用。具体地，采用一种线径时槽满率大于45％，采用至少两种不同线径的粗细线组合时槽满率大于48％。
63.可以理解的是，相邻齿部123之间形成定子槽，第一导线1221紧密排列在定子槽
内，第三导线1223的设置位置，是为了充分利用相邻两个第一导线1221之间的间隙，但是由于定子槽对导线的限位作用，第三导线1223的最大线径即同时与两个第一导线1221和定子槽相切。
64.本实用新型的实施例还提供一种轮式电动工具，可以为割草机100、扫雪机200，轮式电动工具包括主机、执行机构、行走机构和电机。行走机构包括支撑主机的行走轮，电机用于驱动行走轮转动。执行机构可以为割草刀盘、扫雪组件或抛雪组件。电机包括定子12和相对定子12旋转的转子13，定子12包括定子铁芯121和多个设置于定子铁芯121上的绕阻122，转子13包括转子铁芯131和多个设置于转子铁芯131上的磁钢132；多个磁钢132构成多个磁极对，构成磁极对的两个磁钢132之间的夹角α大于等于30
°
且小于等于45
°
。通过上述磁钢132的布局，提高磁钢132利用率，使得电机的扭矩密度更高，提高电机的效率。
65.以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种电动行驶设备，其特征在于，包括：主机；行走机构，包括支撑所述主机的行走轮；电机，用于驱动所述行走轮转动，所述电机包括定子和相对所述定子旋转的转子，所述定子包括定子铁芯和多个设置于所述定子铁芯上的绕阻，所述定子铁芯包括用于缠绕所述绕阻的齿部；所述转子包括转子铁芯和多个设置于所述转子铁芯上的磁钢；所述齿部的数量为12，多个所述磁钢形成的磁极对的数量为10或者14；构成所述磁极对的两个所述磁钢之间的夹角α大于等于30
°
且小于等于45
°
。2.根据权利要求1所述的电动行驶设备，其特征在于，所述电机的额定功率的取值范围在1.5kw～8kw。3.根据权利要求2所述的电动行驶设备，其特征在于，所述电机的额定功率的取值范围在3kw～6kw。4.根据权利要求1所述的电动行驶设备，其特征在于，所述绕阻包括第一导线和第二导线，所述第一导线与所述第二导线的线径不同。5.根据权利要求4所述的电动行驶设备，其特征在于，所述绕阻还包括第三导线，所述第三导线的线径与所述第一导线的线径不同，所述第三导线的线径与所述第二导线的线径不同。6.根据权利要求1所述的电动行驶设备，其特征在于，所述电机的工作电压为56v，和/或，所述电机的工作电流的最大值为30a～150a。7.根据权利要求1所述的电动行驶设备，其特征在于，所述定子的外径为120mm～135mm，和/或，所述定子的裂比为0.5～0.6。8.根据权利要求1所述的电动行驶设备，其特征在于，所述磁钢的长度与所述转子的半径的比值为0.3～0.4。9.根据权利要求8所述的电动行驶设备，其特征在于，所述磁钢的长度为11mm～13.5mm；和/或，所述转子的半径为65/2mm～75/2mm。10.根据权利要求1所述的电动行驶设备，其特征在于，所述电动行驶设备为割草机、扫雪机或者户外行走车辆。11.一种轮式电动工具，其特征在于，包括：主机；执行机构，用于执行所述轮式电动工具的功能；行走机构，包括支撑所述主机的行走轮；电机，用于驱动所述行走轮转动，所述电机包括定子和相对所述定子旋转的转子，所述定子包括定子铁芯和多个设置于所述定子铁芯上的绕阻，所述转子包括转子铁芯和多个设置于所述转子铁芯上的磁钢；多个所述磁钢构成多个磁极对，构成所述磁极对的两个所述磁钢之间的夹角α大于等于30
°
且小于等于45
°
。

技术总结
本实用新型公开了一种电动行驶设备及轮式电动工具，其属于电动设备技术领域，电动行驶设备包括行走轮和电机，电机用于驱动行走轮转动，电机包括定子和转子，定子包括定子铁芯和绕阻，定子铁芯包括用于缠绕绕组的齿部；转子包括转子铁芯和多个磁钢；齿部的数量为12，多个磁钢形成的磁极对的数量为10或者14。轮式电动工具包括主机、执行机构、行走轮和电机，执行机构用于执行轮式电动工具的功能，电机用于驱动行走轮转动，电机包括多个磁钢，多个磁钢构成多个磁极对。构成磁极对的两个磁钢之间的夹角α大于等于30


技术研发人员：胡成龙 孟超
受保护的技术使用者：南京泉峰科技有限公司
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/9/3