CN107370329A - 一体化can总线闭环步进电机 - Google Patents

一体化can总线闭环步进电机 Download PDF

Info

Publication number
CN107370329A
CN107370329A CN201710820774.2A CN201710820774A CN107370329A CN 107370329 A CN107370329 A CN 107370329A CN 201710820774 A CN201710820774 A CN 201710820774A CN 107370329 A CN107370329 A CN 107370329A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stepper motor
circuit board
integrated
closed loop
system circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710820774.2A
Other languages
English (en)
Inventor
董春禄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Step Control Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Step Control Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Step Control Technology Co Ltd filed Critical Beijing Step Control Technology Co Ltd
Priority to CN201710820774.2A priority Critical patent/CN107370329A/zh
Publication of CN107370329A publication Critical patent/CN107370329A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种一体化CAN总线闭环步进电机，它包括步进电机、永久磁铁、系统电路板和罩壳，系统电路板通过金属螺钉安装在罩壳内，罩壳通过螺钉固定安装在步进电机的一端，步进电机的转轴靠近系统电路板的一端上安装有永久磁铁，步进电机通过电线连接系统电路板，系统电路板上集成安装有控制器、驱动器、磁编码器、数字量输出输入模块、CAN通讯模块和指示灯，控制器分别与驱动器、磁编码器、数字量输出输入模块、CAN通讯模块和指示灯相连接，驱动器与步进电机通过电线相连，磁编码器的位置与永久磁铁相对应。本发明结构紧凑、体积小巧，安装简单，无需过多的连接线缆，具有抗电磁干扰能力强、可靠性高、安装简洁和维护成本低的优点。

Description

一体化CAN总线闭环步进电机
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及一种一体化CAN总线闭环步进电机。
背景技术
在日常应用中，传统的闭环步进电机存在一些问题：第一，传统的闭环步进电机需要PLC(可编程逻辑控制器)、步进电机驱动器、编码器连接起来，实现控制系统中步进电机的闭环控制，而且这三者是分离的，造成了安装空间大，结构安装复杂，不能即插即用的问题；第二，独立性的编码器体积比较大，编码器与步进电机需要齿轮等机械器件组装在一起，并且组装过程复杂，需要考虑齿轮之间间隙，而且运行后会有嘈杂的机械传动声音；第三，PLC控制器与驱动器之间、驱动器与电机之间、PLC控制器与编码器器之间都需要连接线缆，而且这些都是高速低压信号传输，容易受到外界电磁干扰，对安装线缆的要求比较高，增加了成本，并且使用不方便、可靠性变差，不利于实现小型化高可靠性系统要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种一体化CAN总线闭环步进电机，结构紧凑、体积小巧，安装简单，无需过多的连接线缆，具有抗电磁干扰能力强、可靠性高、安装简洁和维护成本低的优点。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种一体化CAN总线闭环步进电机，它包括步进电机、永久磁铁、系统电路板和罩壳，所述系统电路板通过金属螺钉安装在罩壳内，所述罩壳通过螺钉固定安装在步进电机的一端，所述步进电机的转轴靠近系统电路板的一端上安装有永久磁铁，所述步进电机通过电线连接系统电路板，所述系统电路板上集成安装有控制器、驱动器、磁编码器、数字量输出输入模块、CAN通讯模块和指示灯，所述控制器分别与驱动器、磁编码器、数字量输出输入模块、CAN通讯模块和指示灯相连接，所述驱动器与步进电机通过电线相连，所述磁编码器的位置与永久磁铁的位置相对应。
进一步的，所述罩壳上设置有指示灯窗口。
进一步的，所述指示灯的导光柱安装在指示灯窗口中。
进一步的，所述转轴的一端上设有圆形凹槽，所述凹槽中装有永久磁铁。
进一步的，所述步进电机的驱动动力线从步进电机靠近罩壳的一端引出。
进一步的，所述步进电机驱动动力线呈倒U型。
进一步的，所述系统电路板与罩壳之间的间隙填充导热材料。便于导热。
进一步的，所述罩壳的外侧设置有散热片。
本发明为一体化CAN总线闭环步进电机，结构紧凑、体积小巧，安装简单，无需过多的连接线缆，具有抗电磁干扰能力强、可靠性高、安装简洁和维护成本低的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的系统电路板的部件连接结构示意图；
图中：步进电机1、永久磁铁2、系统电路板3、罩壳4、转轴11、凹槽12、步进电机驱动动力线13、控制器31、驱动器32、磁编码器33、数字量输出输入模块34、CAN通讯模块35、指示灯36、散热片41。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
如图所示：一种一体化CAN总线闭环步进电机，它包括步进电机1、永久磁铁2、系统电路板3和罩壳4，系统电路板3通过金属螺钉安装在罩壳4内，罩壳4通过螺钉安装固定安装在步进电机1的一端，所述步进电机1的转轴11靠近系统电路板3的一端上安装有永久磁铁2，步进电机1通过电线连接系统电路板3。
系统电路板3上集成安装有控制器31、驱动器32、磁编码器33、数字量输出输入模块34、CAN通讯模块35和指示灯36，磁编码器33用于检测永久磁体铁2旋转时的磁场变化并转换为数字量信号；控制器31与磁编码器33相连，用以采集旋转的位置信息；控制器31与驱动器32相连，用以控制处理驱动输出能力大小和方式；控制器31与CAN通讯模块35相连，用以接收或者发送CAN通讯信息；控制器31与数字量输出输入模块34相连，用以控制数字量输出和处理数字量输入的变化；控制器31与指示灯36相连，用以控制指示灯36的状态，展示电机的状态；控制器31中用以实现电机闭环控制算法等；驱动器32与步进电机1通过电线相连，使驱动器32给步进电机1提供变化的动力。
永久磁铁2用于产生磁场，永久磁铁2与系统电路板3上的磁编码器33位置相对应，它们之间设有一定的间隙，便于散热。
系统电路板3安装在金属罩壳4中，用金属螺钉固定，可以有效的稳固电路板，保护系统电路板受外界的电磁干扰，防尘，帮助系统电路板3散热。
金属罩壳4与步进电机1相连，用以固定金属外壳，并确保磁编码器33与转轴11上的永久磁铁2中心垂直，罩壳4上设置有指示灯窗口。
指示灯36的导光柱安装在金属罩壳的指示灯窗口中，使系统电路板3的指示灯36清晰可见。
步进电机1的转轴11上设有圆形凹槽12，凹槽12中装有永久磁铁12，步进电机驱动动力线13从步进电机1靠近罩壳4的一侧的底端引出。
系统电路板3中的驱动器32与步进电机驱动动力线13连接方式如图所示，步进电机驱动动力线13从步进电机1底端引出后，呈倒U型，连接在系统电路板3上，电路板3上开设有两个通孔，步进电机驱动动力线13穿过通孔，使得步进电机驱动动力线13与电路板3的焊接点位于电路板3的背面，这种连接方式这样延长了狭小空间下驱动动力线能够保留足够的长度，不仅能够方便驱动动力线的焊接和拆卸维护，为后期更换维护预留了足够的线缆，而且不会因为空间狭小导致线缆受到挤压和磨损。
永久磁铁2用于产生固定磁场，距离永磁体垂直方向靠近的电路板上有磁编码器33，磁编码器33感应永磁体的磁场变化并转换为数字量信号传递给控制器31。
系统电路板3紧贴金属外壳，二者之间的间隙使用导热材料填充，便于导热，罩壳4的外侧设置散热片41便于散热。
金属外罩1与系统电路板3组装在一起，整体与步进电机1的后端通过螺钉紧密组合在一起。
本发明的原理：CAN通讯模块35接收外界运动信息传递给控制器31，控制器31处理传递过来的运动信息，进行一系列的算法计算等，规划电机运行轨迹，并发送启动信号给驱动器32，驱动器32根据配置的电流、细分等参数开始驱动步进电机1开始运动，同时控制器31采集磁编码器33的位置信息进行一系列处理，反馈到控制器31中的闭环系统，控制器31根据反馈的位置信息变化，给定驱动器32下一次的运动命令。控制器31并且通过CAN通讯模块35反馈出当前电机的状态和位置信息等。数字量输出输入模块34由控制器31接收到CAN通讯模块35得到的信息进行输出端口变化，控制器31扫描输入变化后通过CAN通讯模块反馈给上位机。
指示灯36有两颜色灯，分别为绿灯和黄灯。
本发明的一体化CAN总线步进电机包含了控制器、驱动器和编码器的功能，结构紧凑、体积小巧，安装简单，无需过多的连接线缆，具有抗电磁干扰能力强、可靠性高、安装简洁和维护成本低。
采用CAN通讯模块，能够方便电机扩展，多台电机的同步运动，通信高速可靠，操作简单，易于实现运动功能。
本发明采用磁编码器体积比光电传感器要小得多，抗干扰性强，防粉尘，位置信息更加精确，无论低速还是高速运行都不会丢失位置信息，无需考虑齿轮等传动机械结构。
本发明集成了数字量输出输入模块，可在电机就近连接光电传感器、霍尔传感器和微动开关等，能够实现原点回归，电气限位等功能，避免了需要上位机的数字量输出输入模块的连接和设计。
本发明采用散热功能的金属外壳，与电机浑然一体，具有工业金属美感同时也不失实用效果，既对电路板起到了保护作用，能够良好的屏蔽外界的电磁干扰，提高了抗静电能力，也降低了电路本身对外界的电磁辐射。外壳具有散热的作用，有助于电路板散热和降低步进电机运动产生的热量，提高了产品的稳定性。电路板在外壳中并与电机本体大小一致，具有很好的密封性，也能够很好的防尘。有清晰的电机指示灯，能够容易区分电机的状态。
本发明采用了特殊处理了驱动动力线连接方式，这种连接方式这样延长了狭小空间下驱动动力线能够保留足够的长度，不仅能够方便驱动动力线的焊接和拆卸维护，为后期更换维护预留了足够的线缆，而且不会因为空间狭小导致线缆受到挤压和磨损。
本发明为一体化CAN总线闭环步进电机，结构紧凑、体积小巧，安装简单，无需过多的连接线缆，具有抗电磁干扰能力强、可靠性高、安装简洁和维护成本低的优点。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种一体化CAN总线闭环步进电机，其特征在于：它包括步进电机(1)、永久磁铁(2)、系统电路板(3)和罩壳(4)，所述系统电路板(3)通过金属螺钉安装在罩壳(4)内，所述罩壳(4)通过螺钉固定安装在步进电机(1)的一端，所述步进电机(1)的转轴(11)靠近系统电路板(3)的一端上安装有永久磁铁(2)，所述步进电机(1)通过电线连接系统电路板(3)，所述系统电路板(3)上集成安装有控制器(31)、驱动器(32)、磁编码器(33)、数字量输出输入模块(34)、CAN通讯模块(35)和指示灯(36)，所述控制器(31)分别与驱动器(32)、磁编码器(33)、数字量输出输入模块(34)、CAN通讯模块(35)和指示灯(36)相连接，所述驱动器(32)与步进电机(1)通过电线相连，所述磁编码器(33)的位置与永久磁铁(2)的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的一体化CAN总线闭环步进电机，其特征在于：所述罩壳(4)上设置有指示灯窗口。
3.根据权利要求1和2所述的一体化CAN总线闭环步进电机，其特征在于：所述指示灯(36)的导光柱安装在指示灯窗口中。
4.根据权利要求1所述的一体化CAN总线闭环步进电机，其特征在于：所述转轴(11)的一端上设有圆形凹槽(12)，所述凹槽(12)中安装有永久磁铁(12)。
5.根据权利要求1所述的一体化CAN总线闭环步进电机，其特征在于：所述步进电机(1)的驱动动力线(13)自步进电机(1)靠近罩壳(4)的一端引出。
6.根据权利要求5所述的一体化CAN总线闭环步进电机，其特征在于：所述步进电机驱动动力线(13)呈倒U型。
7.根据权利要求1所述的一体化CAN总线闭环步进电机，其特征在于：所述系统电路板(3)与罩壳(4)之间的间隙填充导热材料。
8.根据权利要求1所述的一体化CAN总线闭环步进电机，其特征在于：所述罩壳(4)的外侧设置有散热片(41)。
CN201710820774.2A 2017-09-13 2017-09-13 一体化can总线闭环步进电机 Pending CN107370329A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710820774.2A CN107370329A (zh) 2017-09-13 2017-09-13 一体化can总线闭环步进电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710820774.2A CN107370329A (zh) 2017-09-13 2017-09-13 一体化can总线闭环步进电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107370329A true CN107370329A (zh) 2017-11-21

Family

ID=60302967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710820774.2A Pending CN107370329A (zh) 2017-09-13 2017-09-13 一体化can总线闭环步进电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107370329A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108177148A (zh) * 2018-02-01 2018-06-19 上海有个机器人有限公司 一种车轮驱动器、驱动轮及轮式机器人
CN109347266A (zh) * 2018-12-14 2019-02-15 北京七特科技有限公司 一种步进电机驱动装置及其驱动方法
CN109787520A (zh) * 2019-03-08 2019-05-21 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 驱动控制设备、一体化电机及自动化控制系统
CN109787428A (zh) * 2019-03-08 2019-05-21 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 一体化电机及自动化控制系统
CN109802608A (zh) * 2019-03-08 2019-05-24 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 驱动控制设备、一体化电机及自动化控制系统
CN110212697A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 电子科技大学 一种轮式机器人轮毂驱动一体式电机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1877970A (zh) * 2006-04-14 2006-12-13 宁波菲仕电机技术有限公司 集成电机
CN101150272A (zh) * 2007-11-09 2008-03-26 大连光洋科技工程有限公司 总线式智能电机
CN202231660U (zh) * 2011-09-24 2012-05-23 深圳众为兴技术股份有限公司 一种自驱式闭环步进电机
CN204993126U (zh) * 2015-09-29 2016-01-20 东风商用车有限公司 一种混合动力电动车用开关磁阻电机控制器
CN105425627A (zh) * 2015-11-13 2016-03-23 湖北开特汽车电子电器系统股份有限公司 基于lin通信驱动的汽车伺服步进电机
CN107070104A (zh) * 2016-11-25 2017-08-18 重庆谱思机器人控制系统有限公司 一体化步进电机、开环与闭环一体化步进电机的连接方法
CN207150388U (zh) * 2017-09-13 2018-03-27 北京立迈胜控制技术有限责任公司 一体化can总线闭环步进电机

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1877970A (zh) * 2006-04-14 2006-12-13 宁波菲仕电机技术有限公司 集成电机
CN101150272A (zh) * 2007-11-09 2008-03-26 大连光洋科技工程有限公司 总线式智能电机
CN202231660U (zh) * 2011-09-24 2012-05-23 深圳众为兴技术股份有限公司 一种自驱式闭环步进电机
CN204993126U (zh) * 2015-09-29 2016-01-20 东风商用车有限公司 一种混合动力电动车用开关磁阻电机控制器
CN105425627A (zh) * 2015-11-13 2016-03-23 湖北开特汽车电子电器系统股份有限公司 基于lin通信驱动的汽车伺服步进电机
CN107070104A (zh) * 2016-11-25 2017-08-18 重庆谱思机器人控制系统有限公司 一体化步进电机、开环与闭环一体化步进电机的连接方法
CN207150388U (zh) * 2017-09-13 2018-03-27 北京立迈胜控制技术有限责任公司 一体化can总线闭环步进电机

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108177148A (zh) * 2018-02-01 2018-06-19 上海有个机器人有限公司 一种车轮驱动器、驱动轮及轮式机器人
CN109347266A (zh) * 2018-12-14 2019-02-15 北京七特科技有限公司 一种步进电机驱动装置及其驱动方法
CN109787520A (zh) * 2019-03-08 2019-05-21 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 驱动控制设备、一体化电机及自动化控制系统
CN109787428A (zh) * 2019-03-08 2019-05-21 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 一体化电机及自动化控制系统
CN109802608A (zh) * 2019-03-08 2019-05-24 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 驱动控制设备、一体化电机及自动化控制系统
CN109802608B (zh) * 2019-03-08 2024-02-23 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 驱动控制设备、一体化电机及自动化控制系统
CN109787520B (zh) * 2019-03-08 2024-02-23 深圳市雷赛智能控制股份有限公司 驱动控制设备、一体化电机及自动化控制系统
CN110212697A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 电子科技大学 一种轮式机器人轮毂驱动一体式电机
CN110212697B (zh) * 2019-06-19 2024-04-05 电子科技大学 一种轮式机器人轮毂驱动一体式电机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107370329A (zh) 一体化can总线闭环步进电机
US20180037290A1 (en) Human-computer interactive motion apparatus
CN207150388U (zh) 一体化can总线闭环步进电机
CN205623064U (zh) 一种高屏蔽效能的驱动单元
CN108214544A (zh) 一种集成式机器人关节装置
CN104460359B (zh) 具有对制动器和发送器的组合控制的驱动系统
US20200240194A1 (en) Linear motor for sliding door
CN207573215U (zh) 一种滑动门用直线电机
CN100479299C (zh) 集成电机
CN205716277U (zh) 一种基于交流伺服电机驱动的光电稳定平台
CN203224745U (zh) 模块化遥控智能电动执行控制器
CN109139520B (zh) 电风扇摇头摆角调节装置
CN204089676U (zh) 一种用于雷达伺服系统的驱动器
CN2938544Y (zh) 集成电机
CN215580861U (zh) 一种直线电机初级、直线电机和输送线
CN111255721A (zh) 电风扇摆角调节采样装置
CN202302213U (zh) 多段式电动执行器
CN204832965U (zh) 一种角行程限位开关
CN211089285U (zh) 一种电机后端盖结构
CN213125778U (zh) 一种集成式电动缸
CN110807995A (zh) 一种3d悬空屏及其供电机构
CN206164301U (zh) 一种集成式电机
CN214589608U (zh) 一种高可靠性导电滑环
CN218243206U (zh) 电机
CN107147270A (zh) 线路连接稳定的微型直线电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination