CN104578560B - 一种伺服电机电子驱动机构 - Google Patents

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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters

Abstract

本发明属于一种伺服驱动机构，具体公开一种伺服电机电子驱动机构，该机构包括电机、控制驱动器、减速器，电机的输入端与控制驱动器连接，电机的输出端与减速器连接。本发明的机构将电机和控制器、减速器一体化组装，结构紧凑、体积小、重量轻。

Description

一种伺服电机电子驱动机构
技术领域
本发明属于一种伺服驱动机构，具体涉及一种伺服电机电子驱动机构。
背景技术
以稀土永磁同步伺服电机为动力的电子驱动机构凭借其良好的可靠性，目前已大量应用于航空航天等工程领域机电伺服系统中。随着科学技术的不断发展，使用的环境也日益严酷，产品复杂程度越来越高，体积也越做越大，给驱动机构的布置、安装都带来了一定的困难。
现有伺服驱动机构具有体积大、成本高、较笨重等缺点，且电机与驱动器分离，对安装空间的大小及布局要求较高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种伺服电机电子驱动机构，该机构将电机和控制器、减速器一体化组装，结构紧凑、体积小、重量轻。
实现本发明目的的技术方案：一种伺服电机电子驱动机构，其特征在于：该机构包括电机、控制驱动器、减速器，电机的输入端与控制驱动器连接，电机的输出端与减速器连接。
所述的电机包括转子轴、轴承、前端盖、电机壳体、后端盖、定子铁心、绕组、不锈钢套、永磁体、转子轭、霍尔电路板，电机壳体的前端设有前端盖，电机壳体的后端设有后端盖，固定在制驱动器的前端，电机壳体内套有缠绕绕组的定子铁心，定子铁心内套有不锈钢套，转子轴外套有转子轭；转子轴与前端盖、后端盖之间均设有轴承；转子轭外套有永磁体，永磁体套在不锈钢套内，霍尔电路板固定在后端盖的前端。
所述的转子轭和永磁体的前端设有转子长挡板，转子轭和永磁体的后端设有转子短挡板，转子长挡板和转子短挡板均套在转子轴外。
所述的定子铁心的前后两端均有绝缘端板。
所述的控制驱动器包括控制驱动器端盖、控制电路板、控制信号线、电机插座，控制驱动器端盖的前端与电机的后端盖之间固定连接，控制电路板嵌套在控制驱动器端盖内，绕组的引出线与控制电路板连通，控制信号线的一端与控制电路板连通，控制信号线的另一端与电机插座连通。
所述的减速器包括减速器壳体、中心轮、系杆Ⅰ、行星轮、系杆Ⅱ、减速器端盖、深沟球轴承、减速器输出轴，减速器壳体后端与电机壳体前端固定连接，减速器壳体前端设有减速器端盖；行星轮套在转子轴的前端外，系杆Ⅰ后端嵌在行星轮内，系杆Ⅰ前端嵌在中心轮内；系杆Ⅱ35后端的凸块嵌中心轮32内，系杆Ⅱ与减速器输出轴为一体结构；减速器输出轴与减速器端盖之间设有深沟球轴承。
本发明的有益技术效果在于：本发明的驱动机构具有轻型化、集成化、高密度的特点，够应用于小功率、大扭矩的场合。（1）、扭矩大：电子驱动机构的最大功率不到300W，最大输出扭矩达到13Nm。（2）安装体积小、集成度高：电子驱动机构采用直线式结构，控制驱动器、电机、减速器串行布置，节省很大的空间，具有很大的优势。（3）控制极其方便：电子驱动机构采用直流28V供电，当电流超过10A时电路会保护，重新给电则恢复正常；控制信号为两路电压信号，分别代表电机两个方向的动作，顺时针旋转和逆时针旋转。（4）发热量小：电机的最大电流限制为10A，电机的电密较低，工作时间长，发热量小。（5）结构具有通用性：电机、减速器、驱动控制器之间相互独立，在接口不变的前提下，一部分的单独修改不影响整体的使用。
附图说明
图1为本发明所提供的一种伺服电机电子驱动机构的结构示意图。
图中：
1.转子轴，2.轴承，3.前端盖，4.波形垫圈，5.电机壳体，6.固定销钉，7.后端盖，8.出线孔，9.引出线，10.波形垫圈，11.电机法兰孔，12.定子铁心，13.绝缘端板，14.绕组，15.不锈钢套，16.永磁体，17.转子轭，18.转子长挡板，19.转子短挡板，20.霍尔电路板，21.圆柱螺钉，22.霍尔板支撑柱，42.销钉，23.控制驱动器端盖，24.电机法兰盘定位孔，25.控制电路板支撑柱，26.控制电路板，27.控制信号线，28.电机插座，29.电机法兰盘定位螺钉，30.垫圈，31.减速器壳体，32.中心轮，33.系杆Ⅰ，34.行星轮，35.系杆Ⅱ，36.固定螺钉，37.定位电机壳体通孔，38.减速器端盖，39.深沟球轴承，40.孔用挡圈，41.轴用挡圈，43.减速器输出轴，44.连接螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所提供的一种伺服电机电子驱动机构，包括电机、控制驱动器、减速器。
如图1所示，电机包括：转子轴1、轴承2、前端盖3、波形垫圈4、电机壳体5、电机壳体与端盖之间的固定销钉6、后端盖7、出线孔8、引出线9、波形垫圈10、电机法兰孔11、定子铁心12、绝缘端板13、绕组14、不锈钢套15、永磁体16、转子轭17、转子长挡板18、转子短挡板19、霍尔电路板20、圆柱螺钉21、霍尔板支撑柱22、销钉42。定子铁心12的前后两端各粘贴有一个绝缘端板13，绕组14缠绕在定子铁心12上。定子铁心12、绝缘端板13嵌套在电机壳体5内。转子轭17套在转子轴1外，转子轭17外侧面上粘贴有永磁体16，转子轭17的前端设有转子长挡板18，转子轭17的后端设有转子短挡板19，永磁体16、转子长挡板18、嵌套在不锈钢套15内，不锈钢套15嵌套在定子铁心12内。转子长挡板18、转子短挡板19、霍尔电路板20均套在转子轴1外，霍尔电路板20位于转子短挡板19与后端盖7之间。霍尔电路板20通过霍尔板支撑柱22和圆柱螺钉21安装在后端盖7前端上。电机壳体5的前端通过固定销钉6与前端盖3固定连接，电机壳体5的后端通过销钉42与后端盖7固定连接。转子轴1两端安装深沟球轴承2，转子轴1的前端安装在前端盖3内，转子轴1的后端安装在后端盖7内，转子轴1与前端盖3、后端盖7之间各设有一个深沟球轴承2。深沟球轴承2与后端盖7之间设有波形垫圈10，绕组14的引出线9通过后端盖7的出线孔8引出。
如图1所示，控制驱动器包括：控制驱动器端盖23、与电机法兰盘定位孔24、控制电路板支撑柱25、控制电路板26、控制信号线27、电机插座28、与电机法兰盘定位螺钉29、垫圈30。电机绕组14的引出线9和控制电路板26的驱动器引脚焊接，控制信号线27的输出端与控制电路板26的输出引脚焊接，控制信号线27的输入端与电机插座28连通。控制电路板26安装在控制驱动器端盖23内，且两者之间设有垫圈30。控制电路板26与电机壳体5之间设有控制电路板支撑柱25。电机法兰盘定位螺钉29安装在电机法兰孔11和电机法兰盘定位孔24内，电机法兰盘定位螺钉29将控制驱动器端盖23、控制电路板支撑柱25、电机壳体5、控制电路板26固定连接在一起。
如图1所示，减速器包括：减速器壳体31、中心轮32、系杆Ⅰ33、行星轮34、系杆Ⅱ35、中心轮固定螺钉36、定位电机壳体通孔37、减速器端盖38、深沟球轴承39、孔用挡圈40、轴用挡圈41、减速器输出轴43、连接螺钉44。电机壳体5前端安装有减速器壳体31，减速器壳体31前端安装有减速器端盖38，电机壳体5、减速器壳体31、减速器端盖38之间通过连接螺钉44固定连接。转子轴1的前端外套有行星轮34，转子轴1与行星轮34之间通过键连接。系杆Ⅰ33后端的凸块嵌在行星轮34内，系杆Ⅰ33前端的凸块嵌在中心轮32内，系杆Ⅰ33与中心轮32之间通过键连接。系杆Ⅱ35后端的凸块嵌中心轮32内，系杆Ⅱ35与减速器输出轴43为一体结构。中心轮固定螺钉36用于固定连接减速器壳体31和中心轮32。减速器输出轴43与减速器端盖38之间设有两个深沟球轴承39，两个深沟球轴承39之间设有孔用挡圈40。深沟球轴承39与减速器端盖38之间设有轴用挡圈41。
下面结合附图1，详细说明本发明所提供的一种伺服电机电子驱动机构的工作过程：电机插座28接通电源，电机启动，电机转子轴1开始旋转。电机转轴1依次带动行星轮34、系杆Ⅰ33、中心轮32、系杆Ⅱ35转动，从而带动减速器输出轴43转动。即在电机接收到动作信号后开始做旋转运动，通过减速器的一级变速（行星轮34）、二级变速（中心轮32），在减速器输出轴43输出一个旋转速度。该电机转子轴1的速度除以减速器输出轴43的旋转速度即为减速器的变比。
电机插座28接通直流28V电源，当电流超过10A时电路会保护，重新给电则恢复正常。
本发明所提供的一种伺服电机电子驱动机构电气部分的工作原理：电子驱动机构采用直流28V供电，保护电流为10A。控制信号为电压信号，分别代表电机两个方向的动作，顺时针旋转和逆时针旋转。电子驱动机构上电后，首先进行初始化工作，然后检测控制信号，判定控制信号有效时，控制器控制电子驱动机构开始旋转动作。当旋转到目标位置时，接收到停止信号，停机并锁死电机。当出现异常情况，电机堵转或过流，电机控制器检测到超时2秒之后，停机并锁死电子驱动机构。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (4)

1.一种伺服电机电子驱动机构，其特征在于：该机构包括电机、控制驱动器、减速器，电机的输入端与控制驱动器连接，电机的输出端与减速器连接；
所述的电机包括转子轴(1)、轴承(2)、前端盖(3)、电机壳体(5)、后端盖(7)、定子铁心(12)、绕组(14)、不锈钢套(15)、永磁体(16)、转子轭(17)、霍尔电路板(20)，电机壳体(5)的前端设有前端盖(3)，电机壳体(5)的后端设有后端盖(7)，电机壳体(5)内套有缠绕绕组(14)的定子铁心(12)，定子铁心(12)内套有不锈钢套(15)，转子轴(1)外套有转子轭(17)；转子轴(1)与前端盖(3)、后端盖(7)之间均设有轴承(2)；转子轭(17)外套有永磁体(16)，永磁体(16)套在不锈钢套(15)内，霍尔电路板(20)固定在后端盖(7)的前端；
所述的减速器包括减速器壳体(31)、中心轮(32)、系杆Ⅰ(33)、行星轮(34)、系杆Ⅱ(35)、减速器端盖(38)、深沟球轴承(39)、减速器输出轴(43)，减速器壳体(31)后端与电机壳体(5)前端固定连接，减速器壳体(31)前端设有减速器端盖(38)；行星轮(34)套在转子轴(1)的前端外，系杆Ⅰ(33)后端嵌在行星轮(34)内，系杆Ⅰ(33)前端嵌在中心轮(32)内；系杆Ⅱ(35)后端的凸块嵌在中心轮(32)内，系杆Ⅱ(35)与减速器输出轴(43)为一体结构；减速器输出轴(43)与减速器端盖(38)之间设有深沟球轴承(39)。
2.根据权利要求1所述的一种伺服电机电子驱动机构，其特征在于：所述的转子轭(17)和永磁体(16)的前端设有转子长挡板(18)，转子轭(17)和永磁体(16)的后端设有转子短挡板(19)，转子长挡板(18)和转子短挡板(19)均套在转子轴(1)外。
3.根据权利要求2所述的一种伺服电机电子驱动机构，其特征在于：所述的定子铁心(12)的前后两端均有绝缘端板(13)。
4.根据权利要求3所述的一种伺服电机电子驱动机构，其特征在于：所述的控制驱动器包括控制驱动器端盖(23)、控制电路板(26)、控制信号线(27)、电机插座(28)，控制驱动器端盖(23)的前端与电机的后端盖(7)之间固定连接，控制电路板(26)嵌套在控制驱动器端盖(23)内，绕组(14)的引出线(9)与控制电路板(26)连通，控制信号线(27)的一端与控制电路板(26)连通，控制信号线(27)的另一端与电机插座(28)连通。
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