CN107968521A - 一种转子与丝杠一体化的伺服电机 - Google Patents

Abstract

本发明属于伺服电机技术领域，具体涉及一种转子与丝杠一体化的伺服电机。本发明中，外套螺母套在丝杠丝杆上，转子组件套在外套螺母外圆，端盖套在外套螺母上，并与壳体固定连接；转子组件通过轴承支承；转子组件通过锁紧螺母进行轴向预紧；壳体内部设有定子组件；外套螺母伸出端盖外，安装有传动机构，旋变安装在传动机构上，其内设有电机旋变转子。本发明既能满足使用性能要求又能在很大程度上减少结构空间和重量。

Description

一种转子与丝杠一体化的伺服电机

技术领域

本发明属于伺服电机技术领域，具体涉及一种转子与丝杠一体化的伺服电机。

背景技术

伺服电机是航天机电伺服系统的核心动力驱动元件，接受驱动器的指令输出转速和转矩，并通过滚珠丝杠实现运动形式转换，对外输出直线位移。

1、相关现有技术的内容

目前在带有滚珠丝杠的机电伺服系统中，伺服电机与滚珠丝杠为各自独立的元件，二者之间通过运动副连接，且一般为电机转子轴与丝杠外套螺母之间采用键连接，有的还需要在电机与丝杠之间增加齿轮变速机构以满足使用要求。

2、该现有技术所存在的问题和缺陷

由于伺服电机与滚珠丝杠分体且各自独立，系统重量、体积必然较大。对于一些对结构空间或重量要求严苛的场合，如航天领域机电伺服系统，分体式结构难以满足要求。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种转子与丝杠一体化的伺服电机，既能满足使用性能要求又能在很大程度上减少结构空间和重量。

本发明采用的技术方案：

一种转子与丝杠一体化的伺服电机，包括壳体、定子组件、转子组件、旋变、电连接器、传动机构、旋变转子、外套螺母、丝杠丝杆、端盖、锁紧螺母、防松螺钉；滚珠丝杆包括外套螺母和丝杠丝杆，外套螺母套在丝杠丝杆上；壳体套在滚珠丝杆上，壳体的顶端固定安装有电连接器，左端与端盖固定连接，壳体内部设有定子组件；转子套在滚珠丝杆上，并与壳体连接；端盖套在滚珠丝杆，并与壳体固定连接；转子组件通过锁紧螺母进行轴向预紧，锁紧螺母上设有防松螺钉；端盖外安装有传动机构，旋变安装在传动机构上，其内设有旋变转子。

所述转子组件包括外套螺母、磁钢、套筒、定位环、左轴承和右轴承，磁钢粘接在外套螺母外圆，磁钢的一端通过外套螺母的凸起限位，磁钢的另一端通过定位环限位；套筒套在磁钢外圆；左轴承和右轴承分别支撑端盖和壳体。

所述套筒与磁钢的配合方式为过盈配合，并采用热装配；转子组件通过左轴承和右轴承支承；右轴承支承于壳体上，左轴承支承于端盖上。

所述定子组件位于壳体与套筒之间；传动机构安装在外套螺母伸出端盖外上。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的一种转子与丝杠一体化的伺服电机，能够有效减少结构空间和系统重量，更好地满足总体在体积与重量方面的严格要求；

(2)本发明提供的一种转子与丝杠一体化的伺服电机，丝杠丝杆外套螺母为电机的一部分，消除了二者在分体式结构下的运动副连接，减少了中间环节，从而提高了系统的集成度和可靠度；

(3)本发明提供的一种转子与丝杠一体化的伺服电机，能够实现电机整体质量单元参与质心调节，电机既是驱动单元又是作动单元，无需或需要更少的专门用来进行质心调节的质量块，进一步降低了系统的重量；

(4)本发明提供的一种转子与丝杠一体化的伺服电机，通过两种不同的在系统上的安装与布置方案，可实现常规机电作动和调节质心位置两种不同的系统应用功能。

附图说明

图1为本发明提供的伺服电机内部剖视图；

图2为本发明提供的伺服电机外观图；

图3为电机在调节质心机电伺服系统上的安装示意图；

图中：1-壳体、2-定子组件、3-转子、4-旋变、5-电连接器、6-外套螺母、7-磁钢、8-套筒、9-传动机构、10-电机旋变转子、11-丝杠丝杆、12-定位环、13-左轴承、14-端盖、15-右轴承、16-锁紧螺母、17-防松螺钉、18-导轨、19-伺服电机、20-质量块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种转子与丝杠一体化的伺服电机作进一步详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本发明提供的一种转子与丝杠一体化的伺服电机，包括壳体1、定子组件2、转子组件3、旋变4、电连接器5、外套螺母6、磁钢7、套筒8、传动机构9、电机旋变转子10、丝杠丝杆11、定位环12、左轴承13、端盖14、右轴承15、锁紧螺母16、防松螺钉17；

壳体1套在丝杠丝杆11上，壳体1的顶端固定安装有电连接器5，转子3套在丝杠丝杆11上，并与壳体1连接；

转子组件3包括外套螺母6、磁钢7、套筒8、定位环12、左轴承13和右轴承15；滚珠丝杠包括外套螺母6和丝杠丝杆11，外套螺母6套在丝杠丝杆11上，磁钢7粘接在外套螺母6外圆，磁钢7的一端通过外套螺母6的凸起限位，磁钢7的另一端通过定位环12限位；套筒8套在磁钢7外圆，配合方式为过盈配合，并采用热装配；端盖14套在外套螺母6上，并与壳体1固定连接；转子组件3通过左轴承13和右轴承15支承；右轴承15支承于壳体1上，左轴承13支承于端盖14上；转子组件3通过锁紧螺母16进行轴向预紧；锁紧螺母16上设有防松螺钉17；

壳体1与套筒8之间设有定子组件2；外套螺母6伸出端盖14外，安装有传动机构9，旋变4安装在传动机构9上，其内设有电机旋变转子10。

本发明的工作原理为：

将电机壳体1固定，同时限制丝杠丝杆11的周向旋转自由度，只允许其轴向运动自由度，电机运转时，系统将输出丝杠丝杆11的轴向位移，实现和常规机电伺服系统一致的作动功能。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

如图3所示，将伺服电机19的丝杠丝杆11固定于系统上，电机壳体1安装在限制其运动自由度的导轨18上，电机转子3转动时，通过滚珠丝杠的作用，伺服电机19整体将沿导轨18轴向运动，伺服电机19自身的质量和与其壳体1固连的专门质量块20的重量，在运动过程中实现系统质心位置的变化调节。

Claims (4)

1.一种转子与丝杠一体化的伺服电机，其特征在于：包括壳体(1)、定子组件(2)、转子组件(3)、旋变(4)、电连接器(5)、传动机构(9)、旋变转子(10)、外套螺母(6)、丝杠丝杆(11)、端盖(14)、锁紧螺母(16)、防松螺钉(17)；

滚珠丝杆包括外套螺母(6)和丝杠丝杆(11)，外套螺母(6)套在丝杠丝杆(11)上；壳体(1)套在滚珠丝杆上，壳体(1)的顶端固定安装有电连接器(5)，左端与端盖(14)固定连接，壳体(1)内部设有定子组件(2)；转子(3)套在滚珠丝杆上，并与壳体(1)连接；端盖(14)套在滚珠丝杆，并与壳体(1)固定连接；转子组件(3)通过锁紧螺母(16)进行轴向预紧，锁紧螺母(16)上设有防松螺钉(17)；端盖(14)外安装有传动机构(9)，旋变(4)安装在传动机构(9)上，其内设有旋变转子(10)。

2.根据权利要求1所述的一种转子与丝杠一体化的伺服电机，其特征在于：所述转子组件(3)包括外套螺母(6)、磁钢(7)、套筒(8)、定位环(12)、左轴承(13)和右轴承(15)，磁钢(7)粘接在外套螺母(6)外圆，磁钢(7)的一端通过外套螺母(6)的凸起限位，磁钢(7)的另一端通过定位环(12)限位；套筒(8)套在磁钢(7)外圆；左轴承(13)和右轴承(15)分别支撑端盖(14)和壳体(1)。

3.根据权利要求2所述的一种转子与丝杠一体化的伺服电机，其特征在于：所述套筒(8)与磁钢(7)的配合方式为过盈配合，并采用热装配；转子组件(3)通过左轴承(13)和右轴承(15)支承；右轴承(15)支承于壳体(1)上，左轴承(13)支承于端盖(14)上。

4.根据权利要求3所述的一种转子与丝杠一体化的伺服电机，其特征在于：所述定子组件(2)位于壳体(1)与套筒(8)之间；传动机构(9)安装在外套螺母(6)伸出端盖(14)外上。