CN110715637A - 一种高效节能型伺服电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效节能型伺服电机，属于伺服电机技术领域，其技术方案的要点是包括电机机体、MCU以及指示模块，电机机体包括定子、转子以及与定子同轴设置的输出轴；输出轴上固定有联轴器，联轴器远离电机机体的端面上设置有安装孔，安装孔处的联轴器周壁上设置有至少三个沿联轴器径向设置并且贯穿安装孔周壁的压力检测传感器；MCU对各个压力检测传感器检测的接触压力值进行比较，当各个压力检测传感器之间的压力值的偏差值大于设置值时，MCU向指示模块发出指示指令，指示模块响应于MCU发出的压力指示指令，向外界发出同轴度指示信息。本发明能够在伺服电机进行安装时，提高伺服电机的输出轴与安装轴的同轴度，从而减小伺服电机的运行耗能。

Description

一种高效节能型伺服电机
技术领域
本发明涉及伺服电机技术领域，尤其是涉及一种高效节能型伺服电机。
背景技术
伺服电机是在在自动控制系统中常用的一种执行元件。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，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。
伺服电机在进行安装和使用时，需要使驱动的安装轴与伺服电机的输出轴保持同轴，当伺服电机的输出轴安装轴的同轴度偏差较大时，会造成伺服电机的定子和转子之间的转动阻力增大，增加伺服电机的耗能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效节能型伺服电机，能够在伺服电机进行安装时，提高伺服电机的输出轴与安装轴的同轴度，从而减小伺服电机的运行耗能。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高效节能型伺服电机，包括电机机体以及对电机机体的输出参数进行监测控制的MCU，所述电机机体包括定子、转子以及与定子同轴设置的输出轴，还包括指示模块；所述输出轴上固定有与输出轴同轴设置的联轴器，所述联轴器远离电机机体的端面上设置有用于插入安装轴的安装孔，所述安装孔处的联轴器周壁上设置有至少三个沿联轴器径向设置并且贯穿安装孔周壁的压力检测传感器；所述压力检测传感器用于对安装轴的接触压力进行检测，并且将检测的接触压力值发送给MCU；所述MCU对各个压力检测传感器检测的接触压力值进行比较，当各个压力检测传感器之间的压力值的偏差值大于设置值时，所述MCU向指示模块发出指示指令，所述指示模块响应于MCU发出的压力指示指令，向外界发出同轴度指示信息。
通过采用上述技术方案，在对伺服电机进行安装时，将安装轴插入到安装孔中，此时压力检测传感器受到来自安装轴周面的压力，当安装轴与电机机体的输出轴同轴时，几个件压力检测传感器的受到的压力大小相一致；通过MCU对几个压力检测传感器的接触压力值进行比较，当各个压力检测传感器之间的压力值的偏差值大于设置值时，通过指示模块向外界发出同轴度指示信息，从而对工作人员进行提示，进而使工作人员对伺服电机的安装位置进行调整，直至指示模块不向外界发出同轴度指示信息，从而调高伺服电的输出轴和安装轴在安装时的同轴度，减小伺服电机定子与转子之间磨损，降低功耗，提高使用伺服电机的使用寿命。
本发明进一步设置为：还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器对电机机体的输出扭矩进行检测，并且将检测的检测扭矩值发送给MCU，所述MCU对扭矩传感器发送的检测扭矩值进行判断，当检测扭矩值与设置扭矩值的偏差值大于设置值时，所述MCU向指示模块发送扭矩指示指令，所述指示模块响应于MCU发出的扭矩指示指令，向外界发出扭矩指示信息。
通过采用上述技术方案，通过扭矩传感器对电机机体的输出扭矩进行检测，进而通过MCU对输出转矩进行检测判断，当电机机体的输出扭矩出现故障时，通过向外界发出扭矩指示信息，从而提示工作人员对伺服电机进行及时检修。
本发明进一步设置为：所述输出轴处设置有对输出轴转速进行检测的转速传感器；所述定子响应于MCU发出的脉冲控制信号进行转动，所述转速传感器对电机机体的输出轴转速进行检测，并且将检测的转速信息发送给MCU，所述MCU根据转速信息对输出轴转速值进行判断，当输出轴转速值与MCU发出的脉冲控制信号的设置转速不一致时，所述MCU向指示模块发送速度指示指令，所述指示模块响应于MCU发出的速度指示指令，向外界发出速度指示信息。
通过采用上述技术方案，输出轴的输出转速通过MCU发出的脉冲控制信号进行控制，通过转速传感器对输出轴的输出转速进行检测，进而输出轴转速值与MCU发出的脉冲控制信号的设置转速不一致时，说明伺服电机出现故障，此时通过指示模块向外界发出速度指示信息，进而提示工作人员对伺服电机及时进行查看检修。
本发明进一步设置为：所述指示模块包括同轴度指示灯、扭矩指示灯以及转速指示灯；所述MCU向指示模块发出压力指示指令时，所述同轴度指示灯点亮；所述MCU向指示模块发出扭矩指示指令时，所述扭矩指示灯点亮；所述MCU向指示模块发送速度指示指令时，所述转速指示灯点亮。
通过采用上述技术方案，通过同轴度指示灯、扭矩指示灯以及转速指示灯的设置，进而同轴度指示灯、扭矩指示灯以及转速指示灯分别对伺服电机安装的同轴度、输出扭矩以及输出转速是否合格进行指示，进而方便工作人员进行直观的进行观测。
本发明进一步设置为：所述指示模块还包括蜂鸣器，当指示模块接收到压力指示指令、扭矩指示指令时或者速度指示指令时，所述蜂鸣器向外界发出蜂鸣警报。
通过采用上述技术方案，通过蜂鸣器的设置，在伺服电机的安装或者使用出现异常时，通过蜂鸣器向外界发出蜂鸣警报，进而使工作人员及时对伺服电机进行检修。
本发明进一步设置为：还包括设置在定子外壳上的显示屏，所述MCU对各个压力检测传感器的压力值信息发送给显示屏，所述显示屏对各个压力检测传感器的压力值信息进行显示输出。
通过采用上述技术方案，通过显示屏对各个压力检测传感器的压力值信息进行显示输出，进而方便工作人员在对伺服电机的安装时，根据各个压力检测传感器的压力值对伺服电机的安装位置进行调节。
本发明进一步设置为：所述定子内部设置有与定子固定连接的温度传感器，所述温度传感器对定子内部的温度进行检测，并且将检测的温度信号发送给MCU，所述MCU对温度信号进行识别，生成温度信息，并且将温度信息发送给显示屏，所述显示屏对温度信息进行显示输出。
通过采用上述技术方案，通过温度传感器对定子内部的温度进行检测，并且通过显示屏对检测温度进行显示输出，从而方便伺服电机在进行工作时，工作人员对伺服电机内部的温度进行监测，进而在温度过高时，及时进行降温或检修。
本发明进一步设置为：所述安装孔处的联轴器周壁上设置有至少三个沿联轴器径向设置并且贯穿安装孔周壁的固定螺纹孔；所述固定螺纹孔与压力检测传感器一一对应并且固定螺纹孔的轴线方向分别与压力检测传感器的长度方向平行；所述固定螺纹内分别设置有与固定螺纹孔螺纹啮合的固定螺钉。
通过采用上述技术方案，通过若干个轴线与压力检测传感器长度方向平行的固定螺钉将安装轴固定在安装孔中，从而根据压力检测传感器检测压力值的大小，能够通过调节固定螺钉的拧紧程度，对电机机体的输出轴与安装轴的同轴度进行微调，从而使输出轴与安装轴之间保持更高的同轴度。
本发明进一步设置为：定子外壳设置靠近输出轴的端部固定有端部安装板，所述定子外壳的中部设置有两个相互平行的中部安装板，所述中部安装板和端部安装板的端面上分别设置有若干个安装通孔。
通过采用上述技术方案，在定子外壳的端部和中部分别设置端部安装板和中部安装板，进而在对完成伺服电机的安装定位后，通过端部安装板和中部安装板对伺服电机进行固定，从而能够对减小伺服电机进行使用时，与伺服电机长度方向垂直的力矩对伺服电机安装的影响。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.在对伺服电机进行安装时，将安装轴插入到安装孔中，此时压力检测传感器受到来自安装轴周面的压力，当安装轴与电机机体的输出轴同轴时，几个件压力检测传感器的受到的压力大小相一致；通过MCU对几个压力检测传感器的接触压力值进行比较，当各个压力检测传感器之间的压力值的偏差值大于设置值时，通过指示模块向外界发出同轴度指示信息，从而对工作人员进行提示，进而使工作人员对伺服电机的安装位置进行调整，直至指示模块不向外界发出同轴度指示信息，从而调高伺服电的输出轴和安装轴在安装时的同轴度，减小伺服电机定子与转子之间磨损，降低功耗，提高使用伺服电机的使用寿命；
2.通过扭矩传感器、转速传感器以及温度传感器对伺服电机的运行进监测，进而在伺服电机运行发生故障时，及时向工作人员进行提示；
3.在定子外壳的端部和中部分别设置端部安装板和中部安装板，进而在对完成伺服电机的安装定位后，通过端部安装板和中部安装板对伺服电机进行固定，从而能够对减小伺服电机进行使用时，与伺服电机长度方向垂直的力矩对伺服电机安装的影响。
附图说明
图1为高效节能型伺服电机的结构示意图；
图2为高效节能型伺服电机的功能框图。
图中，1、电机机体；11、定子；12、转子；13、输出轴；14、端部安装板；15、中部安装板；16、安装通孔；2、MCU；3、指示模块；31、同轴度指示灯；32、扭矩指示灯；33、转速指示灯；34、蜂鸣器；4、联轴器；41、安装孔；42、固定螺纹孔；43、固定螺钉；5、压力检测传感器；6、扭矩传感器；7、转速传感器；8、显示屏；9、温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种高效节能型伺服电机，参照图1，以下简称伺服电机，包括电机机体1以及对电机机体1的输出参数进行监测控制的MCU2。电机机体1包括定子11、转子12以及与定子11同轴设置的输出轴13，伺服电机还包括指示模块3，指示模块3包括同轴度指示灯31、扭矩指示灯32、转速指示灯33以及蜂鸣器34，同轴度指示灯31、转速指示灯33以及蜂鸣器34分别设置在定子11的外壳上。定子11的外壳上还固定有显示屏8，
定子11外壳设置靠近输出轴13的端部固定有端部安装板14，定子11外壳的中部设置有两个相互平行的中部安装板15，中部安装板15和端部安装板14的端面上分别设置有若干个安装通孔16。在对伺服电机进行安装时，使用螺栓，通过端部安装板14以及中部安装板15将伺服电机固定在安装设备上，从而使用伺服电机安装稳固。
参照图，输出轴13上固定有与输出轴13同轴设置的联轴器4，联轴器4远离电机机体1的端面上设置有用于插入安装轴的安装孔41，安装孔41处的联轴器4周壁上设置有至少三个沿联轴器4径向设置并且贯穿安装孔41周壁的固定螺纹孔42；固定螺纹内分别设置有与固定螺纹孔42螺纹啮合的固定螺钉43。在使用伺服电机进行驱动控制时，将安装轴插入到安装孔41中，进而通过拧紧固定螺钉43，通过固定螺钉43端部对安装轴周面的抵接，进而将安装轴与输出轴13同轴设置。
参照图1和图2，安装孔41处的联轴器4周壁上设置有至少三个沿联轴器4径向设置并且贯穿安装孔41周壁的压力检测传感器5。固定螺纹孔42与压力检测传感器5一一对应并且固定螺纹孔42的轴线方向分别与压力检测传感器5的长度方向平行。在将安装轴插入到安装孔41时，安装轴的周面会对压力检测传感器5的进行抵触，进而对压力检测传感器5进行施压。当安装轴与输出轴13不同轴时，各个压力检测传感器5受到的解除压力不同，进而能够通过对各个压力检测传感器5的压力进行读取，从而对安装轴与输出轴13是否同轴，伺服电机偏移的方向进行判断。压力检测传感器5对安装轴的接触压力进行检测，并且将检测的接触压力值发送给MCU2。MCU2对各个压力检测传感器5检测的接触压力值进行比较，当各个压力检测传感器5之间的压力值的偏差值大于设置值时，MCU2向MCU2向指示模块3发出压力指示指令时，同轴度指示灯31点亮；同时蜂鸣器34向外界发出蜂鸣警报。通过蜂鸣器34的设置，从而在对伺服电机进行安装时，安装轴与输出轴13的偏离较大时对工作人员进行提示。
参照图1和图2，MCU2对各个压力检测传感器5的压力值信息发送给显示屏8，显示屏8对各个压力检测传感器5的压力值信息进行显示输出。工作人员在对伺服电机进行安装时，同轴度指示灯31点亮时，通过对显示屏8进行查看，进而根据各个压力检测传感器5的大小，对伺服电机的安装位置进行微调，或者对固定螺钉43的松紧程度进行微调。
伺服电机还包括扭矩传感器6、转速传感器7以及温度传感器9。温度传感器9设置在定子11内部并且与定子11固定连接。温度传感器9对定子11内部的温度进行检测，并且将检测的温度信号发送给MCU2，MCU2对温度信号进行识别，生成温度信息，并且将温度信息发送给显示屏8，显示屏8对温度信息进行显示输出。通过显示屏8上显示的温度信息，进而方便工作人员对伺服工作过程中，定子11内部的温度进行监测，定子11内部温度过高，说明伺服电机的内部存在故障，需要及时对伺服电机进行检修。
扭矩传感器6对电机机体1的输出扭矩进行检测，并且将检测的检测扭矩值发送给MCU2，MCU2对扭矩传感器6发送的检测扭矩值进行判断，当检测扭矩值与设置扭矩值的偏差值大于设置值时，MCU2向指示模块3发送扭矩指示指令，指示模块3响应于MCU2发出的扭矩指示指令，向外界发出扭矩指示信息。MCU2向指示模块3发出扭矩指示指令时，扭矩指示灯32点亮；蜂鸣器34向外界发出蜂鸣警报。
输出轴13处设置有对输出轴13转速进行检测的转速传感器7。定子11响应于MCU2发出的脉冲控制信号进行转动，转速传感器7对电机机体1的输出轴13转速进行检测，并且将检测的转速信息发送给MCU2，所述MCU2根据转速信息对输出轴13转速值进行判断，当输出轴13转速值与MCU2发出的脉冲控制信号的设置转速不一致时，MCU2向指示模块3发送速度指示指令，指示模块3响应于MCU2发出的速度指示指令，向外界发出速度指示信息。MCU2向指示模块3发送速度指示指令时，转速指示灯33点亮，蜂鸣器34向外界发出蜂鸣警报。
本实施例的实施原理为：
在对伺服电机进行安装时，将安装轴插入到安装孔41中，当同轴度指示灯31点亮时，说明伺服电机的输出轴13与安装轴的同轴度较差。通过对显示屏8上的各个压力检测传感器5的压力值信息进行查看，进而根据各个压力检测传感器5的压力值对伺服电机位置进行调节。在伺服电机进行运行过程中，通过转速传感器7对伺服电机的输出转速进行检测，通过扭矩传感器6对伺服电机的输出扭矩进行检测，通过温度传感器9对定子11内部的温度进行检测，进而在伺服电机运行异常时，通过指示模块3向工作人员进行提示。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高效节能型伺服电机，包括电机机体(1)以及对电机机体(1)的输出参数进行监测控制的MCU(2)，所述电机机体(1)包括定子(11)、转子(12)以及与定子(11)同轴设置的输出轴(13)，其特征在于：还包括指示模块(3)；所述输出轴(13)上固定有与输出轴(13)同轴设置的联轴器(4)，所述联轴器(4)远离电机机体(1)的端面上设置有用于插入安装轴的安装孔(41)，所述安装孔(41)处的联轴器(4)周壁上设置有至少三个沿联轴器(4)径向设置并且贯穿安装孔(41)周壁的压力检测传感器(5)；所述压力检测传感器(5)用于对安装轴的接触压力进行检测，并且将检测的接触压力值发送给MCU(2)；所述MCU(2)对各个压力检测传感器(5)检测的接触压力值进行比较，当各个压力检测传感器(5)之间的压力值的偏差值大于设置值时，所述MCU(2)向指示模块(3)发出指示指令，所述指示模块(3)响应于MCU(2)发出的压力指示指令，向外界发出同轴度指示信息。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能型伺服电机，其特征在于：还包括扭矩传感器(6)，所述扭矩传感器(6)对电机机体(1)的输出扭矩进行检测，并且将检测的检测扭矩值发送给MCU(2)，所述MCU(2)对扭矩传感器(6)发送的检测扭矩值进行判断，当检测扭矩值与设置扭矩值的偏差值大于设置值时，所述MCU(2)向指示模块(3)发送扭矩指示指令，所述指示模块(3)响应于MCU(2)发出的扭矩指示指令，向外界发出扭矩指示信息。
3.根据权利要求2所述的一种高效节能型伺服电机，其特征在于：所述输出轴(13)处设置有对输出轴(13)转速进行检测的转速传感器(7)；所述定子(11)响应于MCU(2)发出的脉冲控制信号进行转动，所述转速传感器(7)对电机机体(1)的输出轴(13)转速进行检测，并且将检测的转速信息发送给MCU(2)，所述MCU(2)根据转速信息对输出轴(13)转速值进行判断，当输出轴(13)转速值与MCU(2)发出的脉冲控制信号的设置转速不一致时，所述MCU(2)向指示模块(3)发送速度指示指令，所述指示模块(3)响应于MCU(2)发出的速度指示指令，向外界发出速度指示信息。
4.根据权利要求3所述的一种高效节能型伺服电机，其特征在于：所述指示模块(3)包括同轴度指示灯(31)、扭矩指示灯(32)以及转速指示灯(33)；所述MCU(2)向指示模块(3)发出压力指示指令时，所述同轴度指示灯(31)点亮；所述MCU(2)向指示模块(3)发出扭矩指示指令时，所述扭矩指示灯(32)点亮；所述MCU(2)向指示模块(3)发送速度指示指令时，所述转速指示灯(33)点亮。
5.根据权利要求4所述的一种高效节能型伺服电机，其特征在于：所述指示模块(3)还包括蜂鸣器(34)，当指示模块(3)接收到压力指示指令、扭矩指示指令时或者速度指示指令时，所述蜂鸣器(34)向外界发出蜂鸣警报。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能型伺服电机，其特征在于：还包括设置在定子(11)外壳上的显示屏(8)，所述MCU(2)对各个压力检测传感器(5)的压力值信息发送给显示屏(8)，所述显示屏(8)对各个压力检测传感器(5)的压力值信息进行显示输出。
7.根据权利要求1所述的一种高效节能型伺服电机，其特征在于：所述定子(11)内部设置有与定子(11)固定连接的温度传感器(9)，所述温度传感器(9)对定子(11)内部的温度进行检测，并且将检测的温度信号发送给MCU(2)，所述MCU(2)对温度信号进行识别，生成温度信息，并且将温度信息发送给显示屏(8)，所述显示屏(8)对温度信息进行显示输出。
8.根据权利要求1所述的一种高效节能型伺服电机，其特征在于：所述安装孔(41)处的联轴器(4)周壁上设置有至少三个沿联轴器(4)径向设置并且贯穿安装孔(41)周壁的固定螺纹孔(42)；所述固定螺纹孔(42)与压力检测传感器(5)一一对应并且固定螺纹孔(42)的轴线方向分别与压力检测传感器(5)的长度方向平行；所述固定螺纹内分别设置有与固定螺纹孔(42)螺纹啮合的固定螺钉(43)。
9.根据权利要求1所述的一种高效节能型伺服电机，其特征在于：定子(11)外壳设置靠近输出轴(13)的端部固定有端部安装板(14)，所述定子(11)外壳的中部设置有两个相互平行的中部安装板(15)，所述中部安装板(15)和端部安装板(14)的端面上分别设置有若干个安装通孔(16)。
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