Odrive双轴无刷动力电机D5312s结构设计

　　这款双轴无刷电机的三维结构，是面向小型动力驱动场景做的适配化设计，日常在小型巡检无人机、桌面级机器人关节、轻量化AGV驱动轮、小型履带式移动平台这类对动力密度有要求的设备上应用较多，区别于单出轴的常规无刷电机，双出轴的结构可以同时在两端挂载负载，比如一端安装传动同步轮、另一端挂载编码器做闭环转速反馈，不用额外设计轴系转接结构，能大幅压缩动力总成的轴向安装空间，很多做小型移动机器人的结构工程师在布局紧凑舱体的时候，都会优先考虑这类双轴电机的方案，省去单独设计轴延长件的工作量，也能避免转接带来的同轴度误差问题。

　　从结构设计的思路来看，这款电机采用外转子结构布局，定子绕组固定在中心基座位置，转子外壳集成磁钢直接作为转动部件，外转子的设计天生具备更大的转动惯量，运行时的转速稳定性更好，同时转子外壳直接和空气接触，散热面积比内转子结构更大，持续带载运行的时候绕组温升更可控，不需要额外加装散热风扇就能满足常规工况的散热需求。电机外壳做了辐条式镂空设计，不是单纯为了减重，镂空的缝隙可以形成空气对流通道，转子转动的时候能带动气流穿过定子绕组区域，把绕组工作产生的热量直接带走，比全封闭外壳的散热效率提升不少，同时辐条式的结构也能保证转子外壳的结构刚度，不会因为镂空出现高速转动下的形变问题。电机的出线位置做了侧向出线的结构设计，出线口从电机基座的侧方引出，不是从轴中心或者基座底部出线，这种设计在安装到设备机架上的时候，线缆可以顺着机架侧壁走线，不会和两端的出轴负载产生干涉，也不会因为电机转动拉扯线缆，很多新手工程师选型的时候容易忽略出线方向的问题，等到实际装配的时候才发现线缆和传动轮、机架结构碰在一起，不得不临时修改走线槽或者打磨结构件，这款电机的侧向出线设计就提前规避了这类装配问题。

　　从安装边界来看，电机的定子基座上预留了四个对称的安装孔位，孔位分布在同一圆周上，安装的时候可以直接通过螺丝把电机固定在设备的安装板上，不需要额外设计定制的电机安装座，安装孔的位置公差在建模的时候做了适配常规M3螺丝的间隙设计，实际装配的时候有一定的调整余量，能抵消一部分安装板的加工误差。两端的出轴都是等直径的光轴设计，轴上做了平面卡位，安装同步轮或者联轴器的时候，可以通过顶丝直接顶在平面位置，避免带载转动的时候轴和传动件出现打滑空转的问题，轴的伸出长度做了适配常规标准件的尺寸，市面上常见的5mm内径同步轮、联轴器都可以直接安装，不用额外对轴做二次车削加工。

　　电机侧面刻印的参数标识是直接做在转子外壳的侧壁上，不是后期粘贴的标签，长时间使用不会因为油污、灰尘覆盖或者温度变化出现标签脱落的问题，设备维护的时候可以直接通过外壳刻印的参数识别电机型号，不用翻查设备的BOM清单。在实际选型应用的时候，要注意这款电机的KV值对应的适配电压范围，330KV的参数意味着每提升1V的输入电压，电机空载转速提升330转，搭配常用的6S锂电池供电的时候，空载转速可以满足小型无人机螺旋桨、机器人驱动轮的转速需求，同时外转子结构的输出扭矩比同尺寸内转子电机更大，不用搭配大减速比的减速器就能直接驱动中等负载的轮组，能进一步减少动力总成的零件数量，降低整体结构的重量。建模的时候对电机的各个配合面都做了公差预留，转子和定子之间的气隙尺寸控制在合理范围，既不会因为气隙太小出现转动擦碰的问题，也不会因为气隙太大降低电机的转换效率，安装孔的位置、出轴的同轴度都按照实际加工的精度要求做了建模还原，导入到装配体里做干涉检查的时候，可以直接用来验证安装空间是否足够，不用再手动修正模型的配合尺寸。