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          高效自鎖蝸輪蝸桿結構升降桌電機方案


          1、升降桌市場基本情況

          隨著科學技術水平的持續發展,越來越多的電器產品出現在日常生活中。在不同的場合,這些電器產品為人們提供著或方便,或快捷,或穩定,或高效,或舒適的生活體驗。作為一款智能化辦公生活類產品,電動升降桌以綠色,環保,健康的設計理念和精準的產品定位,迅速占領市場。新冠病毒的爆發和持續蔓延,給世界無數企業的正常運行帶來巨大沖擊,無形中加速了升降桌在家居、電競休閑等行業的發展。


          2、需求及痛點 

          目前,市面上的電動升降桌種類繁多,功能各異。作為升降桌機構的驅動核心,電機的品質在很大程度上決定了升降桌的優劣。作為升降桌電機的主流結構,當前市面上的蝸輪蝸桿電機結構具有體積小,噪音低,成本低等優點,然而,承重小,電流大,無自鎖,壽命短等缺點是困擾各大升降桌制造企業,影響升降桌產品進一步擴張市場的難點。為此,相關企業不得不在升降桌結構和配置上上下功夫:增加電機數量,提高限流器硬件等級,立柱絲桿中增加自鎖結構等。無論效果怎樣,都會在一定程度上增加電機乃至整個升降桌產品的成本,降低市場競爭力。為此,有必要提供一種更加合理的電機解決方案,來解決這一行業痛點。


          3、力輝獨創的自鎖蝸輪蝸桿結構升降桌電機方案

          為了解決現有市場上升降桌的以上痛點,力輝電機通過系統評估分析,在現有蝸輪蝸桿結構電機的基礎上:

          第一、對轉子芯片、磁鋼、換向器、碳刷等電機部分零件進行電磁模擬仿真和優化改善,手板驗證測試,實現了裸電機效率的提升(如下圖所示,優化前最高效率約61%,優化后最高效率約71%);

          優化前的曲線圖.png

          優化前的數據表.png

          優化后的曲線圖.png

          優化后的性能數據表.png


          第二、對含油軸承軸孔間隙、蝸輪蝸桿、齒輪箱的機械結構進行機械強度仿真計算,手板驗證測試,解決了軸承異常、發熱,齒輪耐久強度不足等問題;

          齒輪箱強度優化仿真圖.png


          第三、對整機自鎖結構進行系統分析,經過極限配合驗證,找到了自鎖與電機效率的平衡點(如下圖,自鎖扭力>2Nm時,電機的最高效率超過40%)。

          性能曲線.png

          經過以上系統的優化設計,力輝電機提出了更加高效,可靠的升降桌電機解決方案。該電機可以同時滿足承重力大(單臺電機承重80~100Kgf以上),電流?。ㄘ撦d電流6A以下),噪音低(30cm距離運行噪音在45dB(A)以下),自鎖力足(單臺電機自鎖扭力2Nm以上),壽命長(累計耐久超過20000次升降)等市場需求。

          大推力升降桌電機方案.jpg

           

          4、具體應用方案未來的優化方向及可以達到的目標

          力輝電機現有設計為蝸輪蝸桿結構,電機在升降桌機構中為外置盲盒式安裝,一定程度上影響了升降桌的外觀。下一步,將系統研究電機+齒輪傳動結構,減小整體電機體積,在不降低電機各項功能效果的前提下,實現電機在升降桌機構中的隱藏式安裝,滿足市場對升降桌產品的簡約化需求。


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