CN110417178B - 一种短轴距大磁力电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短轴距大磁力电机系统，转子轴的第二端设置有第一输出接口；转子绕组固定在转子轴的轴身上；转盘轴中心开设有第二通孔，转盘的内周壁同心包络在转子绕组的外周；定子绕组固定在转盘的内周壁上，内齿盘同轴设置在壳体第二端内周，行星轮啮合在内齿盘内周壁与转盘外周壁之间，内齿盘外端壁上设置有第二输出接口；外罩轴中心上轴向伸缩设置一第一插销，对应位置处的转子轴第一端壁上开设一卡口，第一插销内侧端选择性卡设固定在卡口中；壳体上径向伸缩设置有第二插销，第二插销内侧端设置有卡齿，卡齿选择性卡设固定在内齿槽中。为客户提供了转速可选性，使得伺服电机更加适用于应用场合，提高伺服控制精确度。

Description

一种短轴距大磁力电机系统

技术领域

本发明涉及伺服电机技术领域，更具体地说，本发明涉及一种短轴距大磁力电机系统。

背景技术

伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。因此，伺服电机可以广泛应用在各大技术领域。

但目前，伺服电机的输出转速需要通过励磁信号来控制，再通过减速器减速后输出，而无法直接通过一体的输出机构来进行转速调整，也无法提供不同转速输出比的选择性。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种短轴距大磁力电机系统，本发明在伺服电机的输出端一体设置一转速调整机构，使得伺服电机能够输出高速和低速两种转速，根据应用环境的需求来选择哪种转速输出，为客户提供了转速可选性，使得伺服电机更加适用于应用场合，提高伺服控制精确度。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种短轴距大磁力电机系统，包括：

壳体，其为两端开口式结构，所述壳体内设置有圆柱形空腔，所述壳体的第一端开口用一端盖封闭，所述端盖中心开设一第一通孔；

转子轴，其转动设置在所述壳体轴中心，所述转子轴凸出于所述壳体两端一定距离，所述转子轴的第一端外周通过第一轴承转动安装在所述第一通孔中，所述转子轴的第二端设置有第一输出接口；

转子绕组，其固定在所述转子轴的轴身上，所述转子绕组与所述转子轴同步转动于所述壳体内；

转盘，其轴中心开设有第二通孔，所述转盘通过所述第二通孔转动套设在所述转子轴上，且所述转子轴的第二端外周通过第二轴承转动安装在所述第二通孔轴向外侧，所述转盘的内周壁同心包络在所述转子绕组的外周；

定子绕组，其通过一第一同心滑块轴向滑动设置在所述转盘的内周壁上，所述第一同心滑块在所述转盘内周壁上的径向位置固定，且所述定子绕组与所述转子绕组同轴间隔设置；以及

内齿盘，其同轴设置在所述壳体第二端内周，所述内齿盘轴中心开设有第三通孔，所述转子轴第二端贯穿于所述第三通孔中，所述内齿盘底座外周间隔设置有若干行星轮，所述行星轮啮合在所述内齿盘内周壁与所述转盘外周壁之间，所述内齿盘外端壁上设置有第二输出接口；

其中，所述端盖外周用一外罩封闭，所述外罩轴中心上轴向伸缩设置一第一插销，对应位置处的所述转子轴第一端壁上开设一卡口，所述第一插销内侧端选择性卡设固定在所述卡口中；所述壳体外端壁上设置有第三输出接口，所述第二输出接口和第三输出接口通过一第二插销选择性锁定。

优选的，所述端盖外周、外罩外周依次通过螺栓固定在所述壳体的第一端开口端壁上，所述转子轴的第一端被包络在所述外罩内。

优选的，所述转子轴第一端的轴身上设置一第一限位台，所述转子轴第一端上固定套设一第一卡环，所述第一轴承被所述第一卡环限位在所述第一限位台上，且所述第一轴承被夹设在所述第一限位台和端盖内周壁之间；

所述端盖内侧壁上凸出设置一第二限位台，所述第二限位台上安装一第三轴承，且所述第三轴承被夹设在所述第二限位台和转盘端头内侧壁之间。

优选的，所述转盘内周壁上开设一凹槽，所述凹槽上沿轴向开设有若干第一直线导槽，所述第一同心滑块外周壁上沿轴线凸出设置有若干第一导块，所述第一同心滑块通过所述第一导块沿着所述第一直线导槽轴向贴合滑动在所述凹槽中，且所述凹槽两端凸出设置有限位凸起。

优选的，所述转盘的外侧壁上凸出设置一圆周壁，所述圆周壁与所述转盘同轴设置，所述转子轴第二端上固定套设一第二卡环，所述第二轴承被所述第二卡环限位在所述圆周壁内周壁与所述转子轴之间。

优选的，所述内齿盘安装在所述转盘的轴向第二端外侧，所述内齿盘外侧壁与所述壳体外端壁、转子轴外端壁齐平设置。

优选的，所述内齿盘底座外周间隔设置有若干转动轴，所述行星轮转动设置在所述转动轴上，所述圆周壁的外周壁上设置有外齿圈，所述内齿盘的内周壁上设置有内齿圈，所述行星轮啮合在所述外齿圈与内齿圈之间。

优选的，所述第一插销的内侧端头设置有第一齿牙，所述卡口中对应设置有第二齿牙，所述第一插销的内侧端头通过所述第一齿牙选择性卡设固定在所述卡口中的第二齿牙上；所述第一插销转动贯穿在所述外罩的中心，且所述第一插销在所述外罩中心可轴向伸缩。

优选的，所述壳体外周壁上径向对称开设一第一开口，所述第一开口沿着所述轴向延伸一定距离，所述第一开口的轴向延伸距离不小于所述第一同心滑块长度的一半；所述第一开口两端底部以及中心底部分别开设一第一贯穿孔，所述第一开口两端的第一贯穿孔之间的距离与所述第一同心滑块的一半长度一致；所述第一贯穿孔连通所述第一开口与所述壳体内部；所述第一开口外侧的所述壳体外周壁上轴向滑动设置有一第二同心滑块，所述第二同心滑块覆盖所述第一开口上端；

所述第一开口外周的所述壳体外周壁上沿轴向开设有若干第二直线导槽，所述第二同心滑块内周壁上沿轴线凸出设置有若干第二导块，所述第二同心滑块通过所述第二导块沿着所述第二直线导槽轴向贴合滑动在所述壳体外周壁上，且所述第二直线导槽的长度与所述第一同心滑块的一半长度一致。

优选的，所述第二同心滑块上径向贯穿开设一第二贯穿孔，所述第二贯穿孔的方向指向所述壳体轴心，所述第二贯穿孔外周的所述第二同心滑块上同轴开设有一腔体，所述腔体向外敞开；所述第二贯穿孔中伸缩设置一第三插销，且所述第三插销的横截面、所述第二贯穿孔的横截面以及所述第一贯穿孔的横截面对应一致，所述第三插销的宽度与所述第一开口的宽度一致，所述第三插销顶部外周设置一第一弹簧，所述第一弹簧底部抵靠在所述腔体底部，所述第一弹簧顶部抵靠所述第三插销顶部端头；所述第三插销的长度不小于所述定子绕组内周壁至所述第二同心滑块外周壁之间的距离，所述第一弹簧的伸缩距离不小于所述第一开口底部至所述第一同心滑块外周壁之间的距离。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明的伺服电机配置有高速和低速两种输出转速，适用范围更广；

2、可以根据使用环境的需求选择与高速轴或低速轴直接连接，安装使用方便，调速精确高。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1 为转子轴转动时的整体结构示意图；

图2为图1中局部A的放大结构示意图；

图3为定子转动时的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-3所示，本发明提供了一种短轴距大磁力电机系统，包括壳体100、转子轴300、转子绕组310、转盘200、定子绕组210和内齿盘400。

本方案中，壳体100为两端开口式结构，所述壳体100内设置有圆柱形空腔，为转子轴300的转动提供转动空间，所述壳体100的轴向第一端开口用一端盖110封闭，所述端盖110中心开设一第一通孔，为转子轴300的输出预留空间。

转子轴300转动设置在所述壳体100轴中心，转子轴300可以是实心结构也可以是空心结构，本实施例中，转子和定子都可以独立转动，以输出两种转速，但转子和定子同时只能有一个可以转动。具体的，所述转子轴300的轴向两端凸出于所述壳体100两端一定距离，也就是从壳体100的两侧开口向外凸出一定距离，以便于向外输出连接。

所述转子轴300的轴向第一端外周通过第一轴承111转动安装在所述第一通孔中，使得转子轴300的轴向第一端转动在第一通孔中，以稳定转子轴300，端盖110的安装就是为了起到稳定转子轴300的作用。

所述转子轴300第一端的轴身上设置一第一限位台，所述转子轴300第一端上固定套设一第一卡环340，第一轴承111安装在第一限位台上，之后在第一轴承111的轴向第一端的转子轴300上安装第一卡环340，使得所述第一轴承111被所述第一卡环340限位在所述第一限位台上，避免第一轴承111轴向窜动。

所述端盖110内侧壁上凸出设置一第二限位台112，所述第二限位台112上安装一第三轴承113，且所述第三轴承113被夹设在所述第二限位台112和转盘200端头内侧壁之间。

所述转子轴300的第二端设置有第一输出接口320，设备固定在第一输出接口320上，就可以将设备与转子轴300固定，设备与转子轴300同步转动，转子轴300输出的是高速转速。

转子绕组310固定在所述转子轴300的轴身上，所述转子绕组310与所述转子轴300同步转动于所述壳体100内，通过给转子绕组310励磁即可驱动转子绕组310与所述转子轴300同步转动，或者驱动定子转动。

转盘200轴中心开设有第二通孔，所述转盘200通过所述第二通孔转动套设在所述转子轴300上，且所述转子轴300的第二端外周通过第二轴承250转动安装在所述第二通孔轴向外侧，所述转盘200的内周壁同心包络在所述转子绕组310的外周。

定子绕组210固定在所述转盘200的内周壁上，且所述定子绕组210与所述转子绕组310同轴间隔设置，本实施例中，定子绕组210选用的永磁体，其包络在转子绕组310外周，当对转子绕组310励磁时，可以驱动转子绕组310本身转动，或驱动永磁体及整个转盘200转动。

内齿盘400同轴设置在所述壳体100第二端内周，内齿盘400包括底座和周壁410，所述内齿盘400轴中心开设有第三通孔，所述转子轴300第二端贯穿于所述第三通孔中，所述内齿盘400底座外周间隔设置有若干行星轮420，所述行星轮420啮合在所述内齿盘400内周壁与所述转盘200外周壁之间，所述内齿盘400外端壁上设置有第二输出接口401。

其中，所述端盖110外周用一外罩120封闭，所述外罩120轴中心上轴向伸缩设置一第一插销121，对应位置处的所述转子轴300第一端壁上开设一卡口330，所述第一插销121内侧端选择性卡设固定在所述卡口330中；所述壳体100外端壁上设置有第三输出接口150，如图1和3所示，所述第二输出接口401和第三输出接口150通过一第二插销411选择性锁定。通过第二插销411即可控制内齿盘400是否被锁定，以控制转盘200是否固定。

本发明在伺服电机的输出端一体设置一转速调整机构，使得伺服电机能够输出高速和低速两种转速，根据应用环境的需求来选择哪种转速输出，为客户提供了转速可选性，使得伺服电机更加适用于应用场合，提高伺服控制精确度。

上述技术方案中，所述端盖110外周、外罩120外周依次通过螺栓固定在所述壳体100的第一端开口端壁上，所述转子轴300的第一端被包络在所述外罩120内。

所述转盘200内周壁上开设一凹槽，所述凹槽上沿轴向开设有若干第一直线导槽，第一同心滑块220外周壁上沿轴线凸出设置有若干第一导块，所述第一同心滑块220通过所述第一导块沿着所述第一直线导槽轴向贴合滑动在所述凹槽中，且所述凹槽两端凸出设置有限位凸起。

所述转盘200的外侧壁上凸出设置一圆周壁240，所述圆周壁240与所述转盘200同轴设置，所述转子轴300第二端上固定套设一第二卡环260，所述第二轴承250被所述第二卡环260限位在所述圆周壁240内周壁与所述转子轴300之间。

所述内齿盘400底座外周间隔设置有若干转动轴430，所述行星轮420转动设置在所述转动轴430上，所述圆周壁240的外周壁上设置有外齿圈，所述内齿盘400的内周壁上设置有内齿圈，所述行星轮420啮合在所述外齿圈与内齿圈之间。

所述第一插销121的内侧端头设置有第一齿牙，所述卡口330中对应设置有第二齿牙，所述第一插销121的内侧端头通过所述第一齿牙选择性卡设固定在所述卡口330中的第二齿牙上，使得转子轴与外罩固定；所述第一插销121转动贯穿在所述外罩120的中心，且所述第一插销121在所述外罩120中心可轴向伸缩，通过轴向伸缩控制第一插销121，使得第一插销121的内侧端头插设在卡口330中。

所述转子轴300的轴向第二端壁与所述内齿盘400外端壁齐平且向外凸出于所述壳体100第二端一定距离，以便于向外连接输出。

所述壳体外周壁上径向对称开设一第一开口130，所述第一开口130沿着所述轴向延伸一定距离，所述第一开口130的轴向延伸距离不小于所述第一同心滑块220长度的一半；所述第一开口130两端底部以及中心底部分别开设一第一贯穿孔140，所述第一开口130两端的第一贯穿孔140之间的距离与所述第一同心滑块220的一半长度一致；所述第一贯穿孔140连通所述第一开口130与所述壳体内部；所述第一开口130外侧的所述壳体外周壁上轴向滑动设置有一第二同心滑块500，所述第二同心滑块500覆盖所述第一开口130上端；

所述第一开口130外周的所述壳体外周壁上沿轴向开设有若干第二直线导槽，所述第二同心滑块500内周壁上沿轴线凸出设置有若干第二导块，所述第二同心滑块500通过所述第二导块沿着所述第二直线导槽轴向贴合滑动在所述壳体外周壁上，且所述第二直线导槽的长度与所述第一同心滑块220的一半长度一致。

所述第一开口130沿着所述轴向延伸一定距离，所述第一开口130的轴向延伸距离不小于所述第一同心滑块220长度的一半；所述第一开口130两端底部以及中心底部分别开设一第一贯穿孔140，所述第一开口130两端的第一贯穿孔140之间的距离与所述第一同心滑块220的一半长度一致；所述第一贯穿孔140连通所述第一开口130与所述壳体内部；所述第一开口130外侧的所述壳体外周壁上轴向滑动设置有一第二同心滑块500，所述第二同心滑块500覆盖所述第一开口130上端。

所述第二同心滑块500上径向贯穿开设一第二贯穿孔，所述第二贯穿孔的方向指向所述壳体轴心，所述第二贯穿孔外周的所述第二同心滑块500上同轴开设有一腔体510，所述腔体510向外敞开；所述第二贯穿孔中伸缩设置一第三插销520，第三插销520选择性插设在卡接口223中。且所述第三插销520的横截面、所述第二贯穿孔的横截面以及所述第一贯穿孔140的横截面对应一致，所述第三插销520的宽度与所述第一开口130的宽度一致，所述第三插销520顶部外周设置一第一弹簧530，所述第一弹簧530底部抵靠在所述腔体510底部，所述第一弹簧530顶部抵靠所述第三插销520顶部端头；所述第三插销520的长度不小于所述定子绕组内周壁至所述第二同心滑块500外周壁之间的距离，所述第一弹簧530的伸缩距离不小于所述第一开口130底部至所述第一同心滑块220外周壁之间的距离。

由上所述，本发明的伺服电机配置有高速和低速两种输出转速，适用范围更广，同时，可以根据使用环境的需求选择与高速轴或低速轴直接连接，安装使用方便，调速精确高。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种短轴距大磁力电机系统，其特征在于，包括：

壳体，其为两端开口式结构，所述壳体内设置有圆柱形空腔，所述壳体的第一端开口用一端盖封闭，所述端盖中心开设一第一通孔；

转子轴，其转动设置在所述壳体轴中心，所述转子轴凸出于所述壳体两端一定距离，所述转子轴的第一端外周通过第一轴承转动安装在所述第一通孔中，所述转子轴的第二端设置有第一输出接口；

转子绕组，其固定在所述转子轴的轴身上，所述转子绕组与所述转子轴同步转动于所述壳体内；

转盘，其轴中心开设有第二通孔，所述转盘通过所述第二通孔转动套设在所述转子轴上，且所述转子轴的第二端外周通过第二轴承转动安装在所述第二通孔轴向外侧，所述转盘的内周壁同心包络在所述转子绕组的外周；

定子绕组，其通过一第一同心滑块轴向滑动设置在所述转盘的内周壁上，所述第一同心滑块在所述转盘内周壁上的径向位置固定，且所述定子绕组与所述转子绕组同轴间隔设置；以及

内齿盘，其同轴设置在所述壳体第二端内周，所述内齿盘轴中心开设有第三通孔，所述转子轴第二端贯穿于所述第三通孔中，所述内齿盘底座外周间隔设置有若干行星轮，所述行星轮啮合在所述内齿盘内周壁与所述转盘外周壁之间，所述内齿盘外端壁上设置有第二输出接口；

其中，所述端盖外周用一外罩封闭，所述外罩轴中心上轴向伸缩设置一第一插销，对应位置处的所述转子轴第一端壁上开设一卡口，所述第一插销内侧端选择性卡设固定在所述卡口中；所述壳体外端壁上设置有第三输出接口，所述第二输出接口和第三输出接口通过一第二插销选择性锁定；

所述转盘内周壁上开设一凹槽，所述凹槽上沿轴向开设有若干第一直线导槽，所述第一同心滑块外周壁上沿轴线凸出设置有若干第一导块，所述第一同心滑块通过所述第一导块沿着所述第一直线导槽轴向贴合滑动在所述凹槽中，且所述凹槽两端凸出设置有限位凸起；

所述壳体外周壁上径向对称开设一第一开口，所述第一开口沿着所述轴向延伸一定距离，所述第一开口的轴向延伸距离不小于所述第一同心滑块长度的一半；所述第一开口两端底部以及中心底部分别开设一第一贯穿孔，所述第一开口两端的第一贯穿孔之间的距离与所述第一同心滑块的一半长度一致；所述第一贯穿孔连通所述第一开口与所述壳体内部；所述第一开口外侧的所述壳体外周壁上轴向滑动设置有一第二同心滑块，所述第二同心滑块覆盖所述第一开口上端；

所述第一开口外周的所述壳体外周壁上沿轴向开设有若干第二直线导槽，所述第二同心滑块内周壁上沿轴线凸出设置有若干第二导块，所述第二同心滑块通过所述第二导块沿着所述第二直线导槽轴向贴合滑动在所述壳体外周壁上，且所述第二直线导槽的长度与所述第一同心滑块的一半长度一致；

所述第二同心滑块上径向贯穿开设一第二贯穿孔，所述第二贯穿孔的方向指向所述壳体轴心，所述第二贯穿孔外周的所述第二同心滑块上同轴开设有一腔体，所述腔体向外敞开；所述第二贯穿孔中伸缩设置一第三插销，且所述第三插销的横截面、所述第二贯穿孔的横截面以及所述第一贯穿孔的横截面对应一致，所述第三插销的宽度与所述第一开口的宽度一致，所述第三插销顶部外周设置一第一弹簧，所述第一弹簧底部抵靠在所述腔体底部，所述第一弹簧顶部抵靠所述第三插销顶部端头；所述第三插销的长度不小于所述定子绕组内周壁至所述第二同心滑块外周壁之间的距离，所述第一弹簧的伸缩距离不小于所述第一开口底部至所述第一同心滑块外周壁之间的距离。

2.如权利要求1所述的短轴距大磁力电机系统，其特征在于，所述端盖外周、外罩外周依次通过螺栓固定在所述壳体的第一端开口端壁上，所述转子轴的第一端被包络在所述外罩内。

3.如权利要求2所述的短轴距大磁力电机系统，其特征在于，所述转子轴第一端的轴身上设置一第一限位台，所述转子轴第一端上固定套设一第一卡环，所述第一轴承被所述第一卡环限位在所述第一限位台上，且所述第一轴承被夹设在所述第一限位台和端盖内周壁之间；

所述端盖内侧壁上凸出设置一第二限位台，所述第二限位台上安装一第三轴承，且所述第三轴承被夹设在所述第二限位台和转盘端头内侧壁之间。

4.如权利要求3所述的短轴距大磁力电机系统，其特征在于，所述转盘的外侧壁上凸出设置一圆周壁，所述圆周壁与所述转盘同轴设置，所述转子轴第二端上固定套设一第二卡环，所述第二轴承被所述第二卡环限位在所述圆周壁内周壁与所述转子轴之间。

5.如权利要求4所述的短轴距大磁力电机系统，其特征在于，所述内齿盘安装在所述转盘的轴向第二端外侧，所述内齿盘外侧壁与所述壳体外端壁、转子轴外端壁齐平设置。

6.如权利要求5所述的短轴距大磁力电机系统，其特征在于，所述内齿盘底座外周间隔设置有若干转动轴，所述行星轮转动设置在所述转动轴上，所述圆周壁的外周壁上设置有外齿圈，所述内齿盘的内周壁上设置有内齿圈，所述行星轮啮合在所述外齿圈与内齿圈之间。

7.如权利要求6所述的短轴距大磁力电机系统，其特征在于，所述第一插销的内侧端头设置有第一齿牙，所述卡口中对应设置有第二齿牙，所述第一插销的内侧端头通过所述第一齿牙选择性卡设固定在所述卡口中的第二齿牙上；所述第一插销转动贯穿在所述外罩的中心，且所述第一插销在所述外罩中心可轴向伸缩。

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