CN102437680A - 直驱伺服电动推杆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种直驱伺服电动推杆，包括：底座；固定在所述底座上的滑轨；沿所述滑轨滑动的滑块；丝杠，所述丝杠的一端与所述滑块相固定；中空伺服电机，所述中空伺服电机的转子心轴与螺接在所述丝杠上的螺母连接以作为转子，所述中空伺服电机的定子与所述底座相固定。本发明能够实现电机中心空间最大化，并且是不旋转的，有利于减小噪音和振动；而且结构上装有直线磁栅/光栅，可实现高精度定位。

Description

直驱伺服电动推杆
技术领域
本发明涉及一种防转直驱伺服电动推杆。
背景技术
传统的电动推杆结构包括：第一种，通过涡轮蜗杆的结构，来实现丝杠的直线运动；第二种，通过同步带，来实现丝杠做线性运动。这两种结构都比较复杂，占用空间大，而且受电机外形尺寸以及电机的中心空间的限制，丝杠细、推力小。此外，常规的推杆在工作时，丝杠是旋转的，较难实现高精度定位控制，电机在运行时铁损很大，而且产生较大热量可能会烧坏电机，所以通常需要增加水冷装置，增加了体积和成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种直驱伺服电动推杆，能够实现电机中心空间最大化，并且是不旋转的，有利于减小噪音和振动，提高精度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种直驱伺服电动推杆，包括：
底座；
固定在所述底座上的滑轨；
沿所述滑轨滑动的滑块；
丝杠，所述丝杠的一端与所述滑块相固定；
中空伺服电机，所述中空伺服电机的转子心轴与螺接在所述丝杠上的螺母连接以作为转子，所述中空伺服电机的定子与所述底座相固定。
可选地，所述直驱伺服电动推杆还包括：
固定在所述滑块上的第一丝杠固定台；
固定在所述第一丝杠固定台上的第二丝杠固定台，所述丝杠的一端固定在所述第二丝杠固定台上以实现与所述滑块的固定。
可选地，所述直驱伺服电动推杆还包括：
固定在所述底座上的与所述丝杠平行的磁栅/光栅尺；
固定在所述第一丝杠固定台上的磁栅/光栅读头安装架；
固定在所述磁栅/光栅读头安装架上的磁栅/光栅读头。
可选地，所述直驱伺服电动推杆还包括：
固定在所述底座上的光电传感器；
固定在所述第一丝杠固定台上的传感器档板，所述传感器档板与所述光电传感器配合使用。
可选地，所述直驱伺服电动推杆还包括：
固定在所述第一丝杠固定台上的拖链安装架；
拖链，其一端固定在所述拖链安装架上。
可选地，所述直驱伺服电动推杆还包括；
固定在所述底座上的电机安装底板；
固定在所述电机安装底板的、与所述电机安装底板垂直的电机安装面板，所述中空伺服电机的定子通过机壳安装在所述电机安装面板上以实现与所述底座的固定。
可选地，所述直驱伺服电动推杆还包括：
固定在所述中空伺服电机两侧的电机安装底板上的L型固定架，所述L型固定架包括相互垂直的两边，其中一边与所述电机安装底板固定，另一边与所述电机安装面板固定。
可选地，所述丝杠为T型丝杠，其上具有沿轴向的开槽，所述开槽内装有与所述中空伺服电机的机壳固定的、并可沿所述开槽滑动的键。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例的直驱伺服电动推杆中，将螺接在丝杠上的螺母与中空伺服电机的转子心轴连接构成转子，实现了电机中心空间的最大化，使得中空伺服电机中心可穿过更粗的丝杠以实现更大的推力。
此外，本发明实施例的直驱伺服电动推杆的丝杠在工作时丝杠仅沿轴向作线性运动，并不旋转，有利于减小噪音和振动，改善精度。
附图说明
图1是本发明实施例的直驱伺服电动推杆的立体结构示意图；
图2是本发明实施例的直驱伺服电动推杆的俯视图；
图3是本发明实施例的直驱伺服电动推杆的剖面图；
图4是本发明实施例的直驱伺服电动推杆的左视图；
图5是本发明实施例的直驱伺服电动推杆的分解结构图；
图6是本发明实施例的直驱伺服电动推杆中的中空伺服电机部分的剖面图；
图7是另一实施例的直驱伺服电动推杆中的中空伺服电机部分的剖面图。
具体实施方式
现有技术中的电动推杆结构受到电机中心空间的限制，丝杠较细、推力小，而且在工作时丝杠是旋转的，较难实现高精度定位控制。
本发明实施例的直驱伺服电动推杆中，将螺接在丝杠上的螺母与中空伺服电机的转子心轴连接构成转子，实现了电机中心空间的最大化，使得中空伺服电机中心可穿过更粗的丝杠以实现更大的推力。
此外，本发明实施例的直驱伺服电动推杆的丝杠在工作时丝杠仅沿轴向作线性运动，并不旋转，有利于减小噪音和振动，改善精度。
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
图1示出了本实施例的直驱伺服电动推杆的立体结构图，图2是俯视图，图3是剖面图，图4是左视图，图5是分解结构图，图6是中空伺服电机部分的局部结构图，下面结合图1至图6进行详细说明。
本实施例的直驱伺服电动推杆包括：底座1；固定在底座1上的滑轨2；沿滑轨2滑动的滑块3；丝杠10，其一端与滑块3相固定；中空伺服电机8，其转子心轴19与螺接在丝杠10上的螺母9连接以构成中空伺服电机8的转子，中空伺服电机8的定子与底座1相固定。
具体的，丝杠10通过如下方式与滑块3固定：滑块3上固定有第一丝杠固定台12，第一丝杠固定台12上固定有第二丝杠固定台14，丝杠10具体是固定在第二丝杠固定台14上的。
此外，中空伺服电机8的更具体的结构和连接关系如下：螺母9螺接在丝杠10上，螺母9的外圈可以用导磁材料，此外还可以贴上磁条并与中空伺服电机8的转子心轴连接构成转子。底座1上固定有电机安装底板5，电机安装底板5上固定有与电机安装底板5垂直的电机安装面板7，中空伺服电机8的定子具体是通过电机的机壳安装在电机安装面板7上的，从而实现了中空伺服电机8的定子与底座1的固定连接。中空伺服电机8内还可以包括环绕丝杠10的电机轴承20-1、20-2。转子旋转时，螺母9的旋转可以带动丝杠10，使得滑块3可以沿滑轨2滑动，同时丝杠10的一端固定在第二丝杠固定台14上，并不随转子一同旋转。
本实施例的中空电机8优选采用内外磁轭同步旋转的结构，能够有效解决电机铁损，实现高效率，降低运行时电机自身的发热，不需要水冷却装置，有利于设备的小型化并有利于降低成本。此外，丝杠10可以贯穿中空伺服电机8，使得工作行程不受限制，可根据实际需要自由设计。
另外，中空伺服电机8两侧的电机安装底板5上还可以分别固定有L型固定架6，L型固定架6包括相互垂直的两边，其中一边与电机安装底板5固定，另一边与电机安装面板7固定。
此外，底座1上可以固定有与丝杠10平行的磁栅/光栅尺4，第一丝杠固定台12上可以固定有磁栅/光栅读头安装架11，磁栅/光栅读头安装架11上可以固定有磁栅/光栅读头13，磁栅/光栅尺4和磁栅/光栅读头13可以用于高精确定位。
进一步地，底座1上可以固定有光电传感器18，第一丝杠固定台12上可以固定有传感器档板16，传感器档板16与光电传感器配合使用，在滑块3滑动时，传感器档板16进入光电传感器18的感应区域时可以触发感应信号，以便于进行复位、限位等。
本实施例中，第一丝杠固定台12上还固定有拖链安装架15，拖链17的一端固定在拖链安装架15上。直驱伺服电动推杆的信号线、供电线等可以通过拖链17来走线。
图7示出了另一实施例的直驱伺服电动推杆的中空伺服电机部分的剖面结构，其中的丝杠10为T型丝杠，即T型螺纹丝杠，丝杠10上具有沿其轴向的开槽，开槽内装有与中空伺服电机8固定的(如与中空伺服电机8的机壳固定)、可以沿开槽滑动的键21，从而保证了丝杠10仅能沿轴向做线性运动，并不会发生旋转。
综上，本实施例的直驱伺服电动推杆中，采用与转子心轴连接的螺母来构成转子，该螺母螺接在丝杠上，从而实现了中空伺服电机中心空间的最大化，可以采用更粗的丝杠，提供更大的推力。此外，当螺母受力时，可以通过转子心轴分解到中空伺服电机的机座上，使得电机不受轴向力。
另外，本实施例的直驱伺服电动推杆采用磁栅/光栅尺和磁栅/光栅读头相配合，能够实现对位置精度的良好控制。当然，在其他对定位精度要求不高或安装空间受限的场合，也可以使用中空圆栅来实现定位。
总之，本实施例的直驱伺服电动推杆具有结构简单稳定、响应速度快、精度高、推力大、振动小、故障少的特点。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种直驱伺服电动推杆，其特征在于，包括：
底座；
固定在所述底座上的滑轨；
沿所述滑轨滑动的滑块；
丝杠，所述丝杠的一端与所述滑块相固定；
中空伺服电机，所述中空伺服电机的转子心轴与螺接在所述丝杠上的螺母连接以作为转子，所述中空伺服电机的定子与所述底座相固定。
2.根据权利要求1所述的直驱伺服电动推杆，其特征在于，还包括：
固定在所述滑块上的第一丝杠固定台；
固定在所述第一丝杠固定台上的第二丝杠固定台，所述丝杠的一端固定在所述第二丝杠固定台上以实现与所述滑块的固定。
3.根据权利要求2所述的直驱伺服电动推杆，其特征在于，还包括：
固定在所述底座上的与所述丝杠平行的磁栅/光栅尺；
固定在所述第一丝杠固定台上的磁栅/光栅读头安装架；
固定在所述磁栅/光栅读头安装架上的磁栅/光栅读头。
4.根据权利要求2所述的直驱伺服电动推杆，其特征在于，还包括：
固定在所述底座上的光电传感器；
固定在所述第一丝杠固定台上的传感器档板，所述传感器档板与所述光电传感器配合使用。
5.根据权利要求2所述的直驱伺服电动推杆，其特征在于，还包括：
固定在所述第一丝杠固定台上的拖链安装架；
拖链，其一端固定在所述拖链安装架上。
6.根据权利要求1所述的直驱伺服电动推杆，其特征在于，还包括；
固定在所述底座上的电机安装底板；
固定在所述电机安装底板的、与所述电机安装底板垂直的电机安装面板，所述中空伺服电机的定子通过机壳安装在所述电机安装面板上以实现与所述底座的固定。
7.根据权利要求6所述的直驱伺服电动推杆，其特征在于，还包括：
固定在所述中空伺服电机两侧的电机安装底板上的L型固定架，所述L型固定架包括相互垂直的两边，其中一边与所述电机安装底板固定，另一边与所述电机安装面板固定。
8.根据权利要求1所述的直驱伺服电动推杆，其特征在于，所述丝杠为T型丝杠，其上具有沿轴向的开槽，所述开槽内装有与所述中空伺服电机的机壳固定的、并可沿所述开槽滑动的键。
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