CN107516962A - 一种新型伺服电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供散热效果好、成本合理、安全性高的一种新型伺服电机。一种新型伺服电机，包括电机转轴、电机支撑座、电机壳体、定子绕组、编码器、后端盖和连接器，后端盖在与电机壳体的连接部位设有主隔热垫片，后端盖设有若干第一固定孔，后端盖通过若干穿过第一固定孔的螺丝与电机壳体固定连接，每个螺丝在与第一固定孔端部的接触部位都设有辅助隔热垫片；编码器外部设有包裹编码器的散热装置，散热装置的一端设有导热桥，导热桥与编码器的外表面相接。本发明的散热效果好，保证编码器在合适的温度下正常工作，从而提高了伺服电机的工作寿命和工作精度，并具有成本合理和电机工作安全性高的优点。

Description

一种新型伺服电机
技术领域
本发明涉及一种电机，特别涉及一种新型伺服电机。
背景技术
传统的永磁同步伺服电机结构中采用电机壳体和后端盖直接连接的方式，如图1所示，这样的结构造成定子绕组（4）在持续工作中产生大量的热量，由于热传递原理导致编码器（5）的温度升高，编码器在高温的工作环境下，容易损坏编码器本身，并影响其精度，这对于伺服电机的性能和精度是起到决定性作用的。另外，传统的伺服电机结构不利于编码器自身的散热，影响编码器的使用寿命和精度。
综合以上情况，设计一种能够避免以上现有技术缺点，具有较佳散热效果的一种新型伺服电机很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供散热效果好、成本合理、安全性高的一种新型伺服电机，解决以上背景技术中提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种新型伺服电机，包括电机转轴、电机支撑座、电机壳体、定子绕组、编码器、后端盖和连接器，电机壳体与电机支撑座连接，定子绕组通过电机转轴固定在电机壳体内部，电机转轴的两端伸出电机壳体外部，电机转轴的一端连接编码器，编码器设于后端盖与电机壳体形成的腔体内，连接器设于后端盖外部，所述的后端盖在与电机壳体的连接部位设有主隔热垫片，主隔热垫片的形状与后端盖和电机壳体连接部位的截面形状匹配；所述的后端盖设有若干第一固定孔，后端盖通过若干穿过第一固定孔的螺丝与电机壳体固定连接，每个螺丝在与第一固定孔端部的接触部位都设有辅助隔热垫片；所述的编码器外部设有包裹编码器的散热装置，散热装置与后端盖连接，散热装置为外壁面设有散热翅片的圆筒体，散热装置的内壁与编码器相邻，散热装置的一端设有导热桥，导热桥与编码器的外表面相接。由于编码器自身非常小巧，表面积小，不利于编码器自身的热量向外扩散，因此在编码器周围安装上散热装置，利于编码器热量扩散，同时在编码器的端面安装有导热桥，导热桥和编码器以及散热装置均有接触，可以有效地增加编码器热量的传递。
作为优选，所述的散热装置的内壁与编码器表面的间距为0.3~0.5mm。散热装置和编码器的近距离安装有利于热量的扩散，但是，编码器在实际工作中存在一定的机械振动，因此在两者之间留有一定的间隙，较为适宜的间隙为0.3~0.5mm。
作为优选，所述的散热装置远离导热桥的端面设有凸起于散热装置端面并对称布置的加固块，每个加固块上都设有用于将散热装置固定在后端盖上的第二固定孔。
作为优选，所述的导热桥为长方形片状体, 导热桥的底面与散热装置的端面和编码器的外表面相接，导热桥上设有用于将导热桥固定在散热装置端面上的第三固定孔，导热桥与编码器相接的部位涂覆有散热硅脂。导热桥的这种结构使导热桥与散热装置的端面处在同一平面上，这样可以使导热桥与散热装置端面的接触面积最多，大接触面积的导热桥和散热硅脂有利于更有效率的将编码器的热量传递出去。
作为优选，所述的导热桥为弹性金属片。弹性金属片可以使编码器在轴向方向有一定的伸缩空间。
作为优选，所述的散热翅片为若干垂直于散热装置外壁面的长方形片状体，散热翅片的长度与散热装置圆筒体的高度相同。
作为优选，所述的散热翅片上设有若干均布的凹形齿，相邻散热翅片的凹形齿错开形成环绕散热装置表面散热翅片的螺旋凹形齿组结构。
作为优选，所述的辅助隔热垫片为导电垫片。为了保证伺服电机的工作精度，需要将电机壳体和后端盖接地，避免出现电压不稳定的现象和产生电磁噪声；接地还能保证电机工作的安全，防止出现漏电现象从而引发电机损坏和人员受伤等后果，导电垫片的设计实现了后端盖连接电机壳体后通过电机支撑座接地。
作为优选，所述的主隔热垫片为ATO纳米材质的隔热垫片，所述的辅助隔热垫片为单面导电铝箔胶带材质的隔热垫片。
作为优选，所述的主隔热垫片和辅助隔热垫片均为单面导电铝箔胶带材质的隔热垫片。
本发明的有益效果是：
本发明的一种新型伺服电机，采取隔热垫片结合散热装置加速散热的形式，散热效果好，保证编码器在合适的温度下正常工作，从而提高了伺服电机的工作寿命和工作精度，并具有成本合理和电机工作安全性高的优点。
附图说明
图1是传统永磁同步伺服电机的示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的局部立体示意图；
图4是本发明中散热装置的立体示意图；
图5是本发明中散热翅片的结构示意图。
图中：1、电机转轴，2、电机支承座，3、电机壳体，4、定子绕组，5、编码器，6、后端盖，7、连接器，8、主隔热垫片，9、第一固定孔，10、辅助隔热垫片，11、散热装置，12、散热翅片，13、导热桥，14、加固块，15、第二固定孔，16、第三固定孔，17、凹形齿，18、螺丝。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
实施例1：
如图1所示，传统的永磁同步伺服电机包括电机转轴1、电机支撑座2、电机壳体3、定子绕组4、编码器5、后端盖6和连接器7。其降温方式采用电机壳体进行散热，热量沿图1中波浪线箭头方向传递。
如图2和图3所示的一种新型伺服电机，包括电机转轴1、电机支撑座2、电机壳体3、定子绕组4、编码器5、后端盖6和连接器7，电机壳体与电机支撑座连接，定子绕组通过电机转轴固定在电机壳体内部，电机转轴的两端伸出电机壳体外部，电机转轴的一端连接编码器，编码器设于后端盖与电机壳体形成的腔体内，连接器设于后端盖外部，后端盖在与电机壳体的连接部位设有主隔热垫片8，主隔热垫片的形状与后端盖和电机壳体连接部位的截面形状匹配。主隔热垫片将本新型伺服电机产生的高温和后端盖隔绝开，热量沿图2波浪线箭头方向传递，保证编码器在合适的温度下正常工作，从而提高伺服电机工作寿命和保障工作精度。
后端盖设有若干第一固定孔9，后端盖通过若干穿过第一固定孔的螺丝18与电机壳体固定连接，每个螺丝在与第一固定孔端部的接触部位都设有辅助隔热垫片10，编码器外部设有包裹编码器的散热装置11，散热装置与后端盖连接。
如图4所示，散热装置为外壁面设有散热翅片12的圆筒体，散热装置的内壁与编码器相邻，散热装置的一端设有导热桥13，导热桥与编码器的外表面相接。由于编码器自身非常小巧，表面积小，不利于编码器自身的热量向外扩散，因此在编码器周围安装上散热装置，利于编码器热量扩散，同时在编码器的端面安装有导热桥，导热桥和编码器以及散热装置均有接触，可以有效地增加编码器热量的传递。
散热装置的内壁与编码器表面的间距为0.5mm。散热装置和编码器的近距离安装有利于热量的扩散，但是，编码器在实际工作中存在一定的机械振动，因此在两者之间留有一定的间隙。
散热装置远离导热桥的端面设有凸起于散热装置端面并对称布置的加固块14，每个加固块上都设有用于将散热装置固定在后端盖上的第二固定孔15。
导热桥为长方形片状体, 导热桥的底面与散热装置的端面和编码器的外表面相接，导热桥上设有用于将导热桥固定在散热装置端面上的第三固定孔16，导热桥与编码器相接的部位涂覆有散热硅脂。导热桥的这种结构使导热桥与散热装置的端面处在同一平面上，这样可以使导热桥与散热装置端面的接触面积最多，大接触面积的导热桥和散热硅脂有利于更有效率的将编码器的热量传递出去。
导热桥为弹性金属片。弹性金属片可以使编码器在轴向方向有一定的伸缩空间。
散热翅片为若干垂直于散热装置外壁面的长方形片状体，散热翅片的长度与散热装置圆筒体的高度相同。如图5所示，散热翅片上设有若干均布的凹形齿，相邻散热翅片的凹形齿错开形成环绕散热装置表面散热翅片的螺旋凹形齿组结构。这种结构成本稍高，但是散热面积更大，散热效果更好。
辅助隔热垫片为导电垫片。为了保证伺服电机的工作精度，需要将电机壳体和后端盖接地，避免出现电压不稳定的现象和产生电磁噪声；接地还能保证电机工作的安全，防止出现漏电现象从而引发电机损坏和人员受伤等后果，导电垫片的设计实现了后端盖连接电机壳体后通过电机支撑座接地。本实施例的新型伺服电机通过后端盖、辅助隔热垫片和螺丝、电机壳体和电机支撑座构成一个回路与大地相连。
主隔热垫片和辅助隔热垫片均为单面导电铝箔胶带材质的隔热垫片。单面导电铝箔胶带，基材是铝箔，油性压克力胶，粘性好，附着力强；具有保温，隔热，防水，粘力佳，耐寒性好，易撕为消除电磁干扰（EMI），隔离电磁波对人体的危害，避免电压或电流影响功能。主要用于电脑显示器、电脑周边线材与变压器制造，中央空调管线、抽烟机、冰箱、热水器等的管线接缝，电线、电缆、精密电子产品、电脑设备等；高频传输时隔离电磁波干扰，耐高温防止自燃；另外对于接地后之静电泄放有良好效果。
实施例2：
如图2和图3所示的一种新型伺服电机，包括电机转轴1、电机支撑座2、电机壳体3、定子绕组4、编码器5、后端盖6和连接器7，电机壳体与电机支撑座连接，定子绕组通过电机转轴固定在电机壳体内部，电机转轴的两端伸出电机壳体外部，电机转轴的一端连接编码器，编码器设于后端盖与电机壳体形成的腔体内，连接器设于后端盖外部，后端盖在与电机壳体的连接部位设有主隔热垫片8，主隔热垫片的形状与后端盖和电机壳体连接部位的截面形状匹配。主隔热垫片将本新型伺服电机产生的高温和后端盖隔绝开，热量沿图2波浪线箭头方向传递，保证编码器在合适的温度下正常工作，从而提高伺服电机工作寿命和保障工作精度。
后端盖设有若干第一固定孔9，后端盖通过若干穿过第一固定孔的螺丝18与电机壳体固定连接，每个螺丝在与第一固定孔端部的接触部位都设有辅助隔热垫片10，编码器外部设有包裹编码器的散热装置11，散热装置与后端盖连接。
如图4所示，散热装置为外壁面设有散热翅片12的圆筒体，散热装置的内壁与编码器相邻，散热装置的一端设有导热桥13，导热桥与编码器的外表面相接。由于编码器自身非常小巧，表面积小，不利于编码器自身的热量向外扩散，因此在编码器周围安装上散热装置，利于编码器热量扩散，同时在编码器的端面安装有导热桥，导热桥和编码器以及散热装置均有接触，可以有效地增加编码器热量的传递。
散热装置的内壁与编码器表面的间距为0.5mm。散热装置和编码器的近距离安装有利于热量的扩散，但是，编码器在实际工作中存在一定的机械振动，因此在两者之间留有一定的间隙。
散热装置远离导热桥的端面设有凸起于散热装置端面并对称布置的加固块14，每个加固块上都设有用于将散热装置固定在后端盖上的第二固定孔15。
导热桥为长方形片状体, 导热桥的底面与散热装置的端面和编码器的外表面相接，导热桥上设有用于将导热桥固定在散热装置端面上的第三固定孔16，导热桥与编码器相接的部位涂覆有散热硅脂。导热桥的这种结构使导热桥与散热装置的端面处在同一平面上，这样可以使导热桥与散热装置端面的接触面积最多，大接触面积的导热桥和散热硅脂有利于更有效率的将编码器的热量传递出去。导热桥为弹性金属片。弹性金属片可以使编码器在轴向方向有一定的伸缩空间。
散热翅片为若干垂直于散热装置外壁面的长方形片状体，散热翅片的长度与散热装置圆筒体的高度相同。这种结构成本对比实施例1较低，具有适宜的散热面积和散热效果，适合批量使用的情况。
辅助隔热垫片为导电垫片。为了保证伺服电机的工作精度，需要将电机壳体和后端盖接地，避免出现电压不稳定的现象和产生电磁噪声；接地还能保证电机工作的安全，防止出现漏电现象从而引发电机损坏和人员受伤等后果，导电垫片的设计实现了后端盖连接电机壳体后通过电机支撑座接地。本实施例的新型伺服电机通过后端盖、辅助隔热垫片和螺丝、电机壳体和电机支撑座构成一个回路与大地相连。
主隔热垫片为ATO纳米材质的隔热垫片，辅助隔热垫片为单面导电铝箔胶带材质的隔热垫片。ATO（Antimony Tin Oxide）纳米材料是由氧化锑和氧化锡配制而成的金属氧化物纳米超微粒子粉体，具有透明导电性、隔热性、防紫外线功能的纳米材料，可应用于各种玻璃、塑料中起到透明隔热、防紫外线、防静电，防辐射等作用。ATO纳米材料对比单面导电铝箔胶带成本较低，用其制作面积较大的主隔热垫片具有成本优势，适合批量使用的情况。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种新型伺服电机，包括电机转轴（1）、电机支撑座（2）、电机壳体（3）、定子绕组（4）、编码器（5）、后端盖（6）和连接器（7），电机壳体与电机支撑座连接，定子绕组通过电机转轴固定在电机壳体内部，电机转轴的两端伸出电机壳体外部，电机转轴的一端连接编码器，编码器设于后端盖与电机壳体形成的腔体内，连接器设于后端盖外部，其特征在于：所述的后端盖在与电机壳体的连接部位设有主隔热垫片（8），主隔热垫片的形状与后端盖和电机壳体连接部位的截面形状匹配；所述的后端盖设有若干第一固定孔（9），后端盖通过若干穿过第一固定孔的螺丝（18）与电机壳体固定连接，每个螺丝在与第一固定孔端部的接触部位都设有辅助隔热垫片（10）；所述的编码器外部设有包裹编码器的散热装置（11），散热装置与后端盖连接，散热装置为外壁面设有散热翅片（12）的圆筒体，散热装置的内壁与编码器相邻，散热装置的一端设有导热桥（13），导热桥与编码器的外表面相接。
2.根据权利要求1所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的散热装置的内壁与编码器表面的间距为0.3~0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的散热装置远离导热桥的端面设有凸起于散热装置端面并对称布置的加固块（14），每个加固块上都设有用于将散热装置固定在后端盖上的第二固定孔（15）。
4.根据权利要求1所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的导热桥为长方形片状体, 导热桥的底面与散热装置的端面和编码器的外表面相接，导热桥上设有用于将导热桥固定在散热装置端面上的第三固定孔（16），导热桥与编码器相接的部位涂覆有散热硅脂。
5.根据权利要求1或4所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的导热桥为弹性金属片。
6.根据权利要求1所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的散热翅片为若干垂直于散热装置外壁面的长方形片状体，散热翅片的长度与散热装置圆筒体的高度相同。
7.根据权利要求1所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的散热翅片上设有若干均布的凹形齿（17），相邻散热翅片的凹形齿错开形成环绕散热装置表面散热翅片的螺旋凹形齿组结构。
8.根据权利要求1所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的辅助隔热垫片为导电垫片。
9.根据权利要求1或8所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的主隔热垫片为ATO纳米材质的隔热垫片，所述的辅助隔热垫片为单面导电铝箔胶带材质的隔热垫片。
10.根据权利要求1或8所述的一种新型伺服电机，其特征在于：所述的主隔热垫片和辅助隔热垫片均为单面导电铝箔胶带材质的隔热垫片。
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