CN101888137A - 一种伺服直驱模块 - Google Patents

Abstract

一种伺服直驱模块，包括：编码器组件(1)、制动器组件(2)、制动器固定座(3)、电机后端盖(4)、电机前端盖(5)、滚珠丝母组件(6)、丝杠电机轴(7)、端部支撑器(8)、制动器定位平键(9)、轴承锁紧螺母(10)、轴承座(11)、轴承(12)、轴承压盖(13)、轴承定位套(14)、电机定子/转子组件(15)。本发明将分别独立的电机轴、传动丝杠、编码器/制动器安装轴合三为一，设计为一体式的丝杠电机轴(7)，具有更高的集成度、更好的传动精度、更小的结构尺寸的伺服直驱模块。

Description

一种伺服直驱模块

技术领域

本发明涉及在机械设计领域内，一种与传统的伺服直驱模块相比较，具有更高的集成度、更好的传动精度、更小的结构尺寸的伺服直驱模块，适用于狭小空间的使用。

背景技术

传统的伺服直驱模块一般结构为：独立的伺服电机、独立的传动丝杠丝母机构、独立的控制机构及制动机构。装配时，以联轴器或键、销等联接装置将伺服电机与丝杠丝母机构相联接，并以适当方式安装控制机构和制动机构，形成伺服直驱模块。传统的伺服直驱模块主要缺点有三：一是传动误差较大，由于采用不同的联接方式来联接伺服电机与丝杠丝母机构，会带来不同的同轴度、端面跳动等传动误差；二是集成度低，结构尺寸较大，不适应较狭窄的空间使用；三是使用零部件较多，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理，具有更高的集成度、更好的传动精度、更小的结构尺寸的伺服直驱模块。

本发明的发明目的是这样实现的：一种伺服直驱模块，包括编码器组件、制动器组件、制动器固定座、电机后端盖、电机前端盖、滚珠丝母组件、丝杠电机轴、端部支撑器、制动器定位平键、轴承锁紧螺母、轴承座、轴承、轴承压盖、轴承定位套、电机定子/转子组件。结构特点为：

1、伺服直驱模块依据选定型号的伺服电机定子和转子参数，以及选定型号的编码器、制动器、滚珠丝母组件、端部支撑器的参数，设计制造丝杠电机轴、电机前端盖与电机后端盖。其中本发明的最大特点，是将分别独立的电机轴、传动丝杠、编码器/制动器安装轴合三为一，设计为一体式的丝杠电机轴。

2、电机前端盖与电机后端盖将伺服电机定/与转子组件包覆定位。在电机后端盖上，装有轴承座；轴承座内装有2个轴承，轴承定位套从上端顶住轴承内环，轴承锁紧螺母从下端顶住轴承内环；轴承座上端装有轴承压盖，压住轴承外环。

3、制动器安装座安装在电机后端盖上，以保证制动器组件安装后的轴向位置；制动器定位平键安装在丝杠电机轴和制动器组件上，用以确定制动器的旋转定位。

4、编码器组件安装位置在制动器组件的下方，以紧定螺钉固定在丝杠电机轴上。

5、滚珠丝母组件安装在丝杠电机轴的丝杠一端。

6、端部支撑器安装在丝杠端部支撑部位。

7、工作时，控制机构向伺服电机定子的线圈提供电流，产生交变磁场，使伺服电机转子带动丝杠电机轴旋转；滚珠丝母组件将丝杠电机轴的旋转运动转化为丝母上下的直线运动向外输出。同时，编码器根据丝杠电机轴的运转开始计数并向控制机构反馈信息，以控制伺服电机的运动。

8、在工作中意外断电时，制动器组件中的电磁线圈由于磁场突然消失而失去磁吸力，联接牙嵌离合器的衔铁在弹簧力的作用下被拉进牙嵌槽内而被强制停止转动。

本发明一种结构紧凑的伺服直驱模块相比传统直驱模块，具有如下优点：

1、在本发明的伺服直驱模块中，因电机轴与传动丝杠、编码器/制动器安装轴采用一体式结构，没有使用键、销、联轴器等联接装置所产生的同轴度误差和径向跳动误差，因此传动精度高。

2、由于采用一体式丝杠电机轴，所有的功能部件(制动器组件、编码器组件、滚珠丝母组件、端面支撑器等)都直接安装在丝杠电机轴上，可以取消分体式结构必须使用的联接机构(如键、销、联轴器、传动皮带、传动齿轮等)，使整个模块的结构尺寸较小，适用于使用空间狭窄的工作场合。

3、由于结构特点，组成机构的零部件较少，从而有效的减少制造费用，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的伺服直驱模块的主视图；

图2为本发明的伺服直驱模块的剖视图。

在附图中，具体数字表示：1-编码器组件、2-制动器组件、3-制动器固定座、4-电机后端盖、5-电机前端盖、6-滚珠丝母组件、7-丝杠电机轴、8-端部支撑器、9-制动器定位平键、10-轴承锁紧螺母、11-轴承座、12-轴承、13-轴承压盖、14-电轴承定位套15-电机定子/转子组件。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1所示，一种结构紧凑的伺服直驱模块包括：编码器组件1、制动器组件2、制动器固定座3、电机后端盖4、电机前端盖5、滚珠丝母组件6、丝杠电机轴7、端部支撑器8、制动器定位平键9、轴承锁紧螺母10、轴承座11、轴承12、轴承压盖13、电轴承定位套14、电机定子/转子组件15。伺服直驱模块依据选定型号的伺服电机定子/伺服电机转子15参数，以及选定型号的编码器组件1、制动器组件2、滚珠丝母组件6、端部支撑器8的参数，设计制造丝杠电机轴7、电机前端盖5与电机后端盖4。其中本发明的最大特点，是将分别独立的电机轴、传动丝杠、编码器/制动器安装轴合三为一，设计为一体式的丝杠电机轴7。

电机前端盖5与电机后端盖4将伺服电机定子/电机转子组件15包覆定位。在电机后端盖4上，装有轴承座11；轴承座11内装有2个轴承12，轴承定位套14从上端顶住轴承12内环，轴承锁紧螺母10从下端顶住轴承12内环；轴承座11上端装有轴承压盖13，压住轴承12外环。

制动器安装座3安装在电机后端盖4上，以保证制动器组件2安装后的轴向位置；制动器定位平键9安装在丝杠电机轴7和制动器组件2上，用以确定制动器组件2的旋转定位。

编码器组件1安装位置在制动器组件2的下方，以紧定螺钉固定在丝杠电机轴7上；滚珠丝母组件6从丝杠电机轴7的丝杠端旋入，安装在丝杠电机轴7的丝杠一端；端部支撑器8安装在丝杠电机轴7端部支撑部位。

工作时，伺服电机定子/电机转子组件15带动丝杠电机轴7旋转；滚珠丝母组件6将丝杠电机轴7的旋转运动转化为丝母上下的直线运动向外输出。同时，编码器组件1根据丝杠电机轴7的运转开始计数并向控制机构反馈信息，以控制伺服电机的运动。意外断电时，制动器组件2中的电磁线圈由于磁场突然消失而失去磁吸力，联接牙嵌离合器的衔铁在弹簧力的作用下被拉进牙嵌槽内而被强制停止转动。

Claims (2)

1.一种伺服直驱模块，包括：编码器组件(1)、制动器组件(2)、制动器固定座(3)、电机后端盖(4)、电机前端盖(5)、滚珠丝母组件(6)、丝杠电机轴(7)、端部支撑器(8)、制动器定位平键(9)、轴承锁紧螺母(10)、轴承座(11)、轴承(12)、轴承压盖(13)、轴承定位套(14)、电机定子/转子组件(15)；其特征在于：所述丝杠电机轴同时用作电机轴、传动丝杠、编码器/制动器安装轴，所述电机前端盖(5)与电机后端盖(4)将伺服电机定子/电机转子组件(15)包覆定位；在电机后端盖(4)上装有轴承座(11)；轴承座(11)内装有2个轴承(12)，轴承定位套(14)从上端顶住轴承(12)内环，轴承锁紧螺母(10)从下端顶住轴承(12)内环；轴承座(11)上端装有轴承压盖(13)，压住轴承(12)外环；所述制动器安装座(3)安装在电机后端盖(4)上；制动器定位平键(9)安装在丝杠电机轴(7)和制动器组件(2)上，用以确定制动器组件(2)的旋转定位；所述编码器组件(1)安装在制动器组件(2)的下方，以紧定螺钉固定在丝杠电机轴(7)上；滚珠丝母组件(6)从丝杠电机轴(7)的丝杠端旋入，安装在丝杠电机轴(7)的丝杠一端；端部支撑器(8)安装在丝杠电机轴(7)端部支撑部位。

2.根据权利要求1所述的伺服直驱模块，其特征在于：电机轴在电机后端延伸成为用以装配制动器、编码器的辅助轴。

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