CN112003449A - 一种步进电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种步进电机，包括机壳和安装在机壳后端的插座，以及设置在机壳内的定子组件和转子组件，定子组件包括定子主体，以及套在定子主体外部的一体式的定子外壳，定子主体的外环面上并列设置有两个用于放置线圈的线圈槽，位于后侧的线圈槽的后侧壁顶部设置有与线圈相连的引脚；转子组件包括转子主体，以及采用螺纹啮合在转子主体轴孔内的传动丝杆，转子主体的外环面上设置有环形槽，环形槽的后侧设置有限位台阶，转子主体的后端设置有至少两个U型缺口，环形槽内安装有外圈与定子主体相连的轴承；插座内设置有上端与引脚硬连接的插针。本发明整体结构简单，降低了装配难度，减少故障发生，保证步进电机的正常使用。

Description

一种步进电机

技术领域

本发明属于步进电机技术领域，具体涉及一种步进电机。

背景技术

传统的步进电机如怠速步进电机，其定子外壳为分体式，两个线圈对应两个定子外壳，两个定子外壳相对安装，增加了整个定子部分结构的复杂性，以及安装步骤的繁琐性。

转子需要利用轴承与定子相连，其中轴承的内圈与转子固定，外圈与定子固定，传统的步进电机均是在转子主体上安装一个固定零件用于对轴承的位置的固定，进一步增加了步进电机结构的复杂程度以及使用成本，而且长期使用后易出现零件移位或脱落的情况，从而造成轴承的晃动问题。

另外，现有的步进电机的插座内的插针和与线圈相连的引脚一般采用导线软连接，并且需要保证导线的两端均连接良好，增加了安装难度，并且导线直接置于外壳内，而步进电机在工作过程中线圈会产生热量，导线长期处于高温度的环境内极易出现故障，继而造成插针与引脚接触不良的问题，直接影响步进电机的正常使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种步进电机，以解决步进电机结构复杂的问题。

本发明的一种步进电机是这样实现的：

一种步进电机，包括机壳和安装在机壳后端的插座，以及设置在所述机壳内的定子组件和转子组件，其中，

所述定子组件包括定子主体，以及套在所述定子主体外部的一体式的定子外壳，所述定子主体的外环面上并列设置有两个用于放置线圈的线圈槽，位于后侧的线圈槽的后侧壁顶部设置有与线圈相连的引脚；

所述转子组件包括转子主体，以及采用螺纹啮合在转子主体轴孔内的传动丝杆，所述转子主体的外环面上设置有环形槽，所述环形槽的后侧设置有限位台阶，所述转子主体的后端设置有至少两个U型缺口，所述环形槽内安装有外圈与所述定子主体相连的轴承；

所述插座内设置有上端与所述引脚硬连接的插针。

进一步的，位于两个线圈槽中间的侧壁顶部设置有过线槽。

进一步的，每个线圈槽的两侧侧壁内均设置有与定子主体一体注塑的极板，所述极板的外周边缘紧贴所述定子外壳的内壁。

进一步的，所述定子外壳的后侧边缘设置有与所述引脚安装位置对应的避让缺口。

进一步的，所述限位台阶的剖面为梯形结构，且其前端外径大于后端外径。

进一步的，所述U型缺口均匀分布在所述转子主体后端的环形面上，且呈轴向设置并延伸至所述限位台阶的前侧。

进一步的，所述定子主体的前端设置有导向头，所述导向头的外围设置有导向架。

进一步的，所述定子主体的后端设置有轴承安装环，所述轴承安装环的底部设置有定位凸块，所述插座前侧内壁底部设置有与所述定位凸块配合的定位缺口。

进一步的，所述插针的上端设置有U型扣，所述U型扣与所述引脚一一对应连接；

所述插针的下端伸入所述插座的插接口内。

进一步的，所述机壳的后端边缘设置有卡环，所述插座的前侧边缘设置有与所述卡环配合的环槽，所述卡环插入环槽内并相互连接。

采用了上述技术方案后，本发明具有的有益效果为：

（1）本发明采用一体式的定子外壳，简化了整个定子组件的结构，降低了定子组件装配的难度，提高了加工效率；

（2）本发明通过环形槽和U型缺口的设置，可以直接将轴承安装固定在环形槽内，安装方便，无需另外安装其他固定零件，降低使用成本，并且能够避免长期使用后因固定零件移位或脱落造成轴承晃动的情况，保证步进电机的正常使用；

（3）本发明由于将引脚设置在位于后侧的线圈槽的后侧壁上，缩短了与引脚之前的距离，并且通过插针直接与引脚进行硬连接，省去导线的安装，将两个连接点改为一个连接点，降低了装配难度，减少故障发生，保证步进电机的正常使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的步进电机的结构图；

图2是本发明的步进电机的轴向剖面图；

图3是本发明的步进电机的未安装外壳时的结构图；

图4是本发明的步进电机的定子组件的结构图；

图5是本发明的步进电机的定子主体的结构图；

图6是本发明的步进电机的定子外壳的结构图；

图7是本发明的步进电机的转子组件的结构图；

图8是本发明的步进电机的机壳的结构图；

图9是本发明的步进电机的插座的结构图；

图中：机壳1，卡环11，插座2，插针21，定位缺口22，U型扣23，插接口24，环槽25，定子组件3，定子主体31，定子外壳32，线圈槽33，引脚34，接线座35，安装槽36，过线槽37，避让缺口38，导向头39，导向架310，轴承安装环311，定位凸块312，挡圈313，转子组件4，转子主体41，传动丝杆42，环形槽43，限位台阶44，U型缺口45，环形磁体46，轴承5，锥头6，弹簧7。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1-9所示，一种步进电机，包括机壳1和安装在机壳1后端的插座2，以及设置在机壳1内的定子组件3和转子组件4，定子组件3包括定子主体31，以及套在定子主体31外部的一体式的定子外壳32，定子主体31的外环面上并列设置有两个用于放置线圈的线圈槽33，位于后侧的线圈槽33的后侧壁顶部设置有与线圈相连的引脚34；转子组件4包括转子主体41，以及采用螺纹啮合在转子主体41轴孔内的传动丝杆42，转子主体41的外环面上设置有环形槽43，环形槽43的后侧设置有限位台阶44，转子主体41的后端设置有至少两个U型缺口45，环形槽43内安装有外圈与定子主体31相连的轴承5；插座2内设置有上端与引脚34硬连接的插针21。

具体的，为了能够是定子组件3驱动转子组件4，转子主体41的外环面上设置有位于环形槽43前侧的环形磁体46。环形磁体46的转动带动转子主体41的转动，而为了保证环形磁体46与转子主体41连接的牢固性，从而实现两者转动的同步，环形磁体46一体注塑在转子主体41的外环面上。

为了能够将转子主体41的转动转换成传动丝杆42的直线运动，传送丝杆42安装在转子主体41的轴孔内。

具体的，轴孔内设置有内螺纹，传动丝杆42上设置有外螺纹，外螺纹与内螺纹啮合。转子主体41转动的时候，通过内螺纹孔与外螺纹的啮合，能够带动传送丝杆42在其轴向方向上移动，从而将转子主体41的角位移转换为传动丝杆42的线位移。

优选的，为了方便引脚34的安装，位于后侧的线圈槽33的后侧壁顶部设置有接线座35，接线座35上设置有安装槽36，引脚34安装在安装槽36内。

具体的，由于设置有两个线圈，每个线圈的两端均要单独连接一个引脚34，因此连接座上并列设置有四个安装槽36，而引脚34同样包括四个，对应设置在四个安装槽36内。

线圈需要接电才能产生电磁场，从而实现定子组件3内部的转子的转动，而为了方便将位于前侧的线圈与引脚34相连，避免线圈在绕过两个线圈槽33中间的侧壁时与定子外壳32产生接触，位于两个线圈槽33中间的侧壁顶部设置有过线槽37。

优选的，过线槽37包括两个，方便位于前侧的其线圈的两端分别单独从一个过线槽37中穿过与对应的引脚34相连。

为了简化定子组件3安装难度，每个线圈槽33的两侧侧壁内均设置有与定子主体31一体注塑的极板，极板的外周边缘紧贴定子外壳32的内壁。

具体的，极板通过包覆成型的方式设置在线圈槽33的侧壁内，并且与定子主体31为一体注塑结构。

每个极板顶部设置有与过线槽37以及接线座35对应的弓形缺口，其除弓形缺口处的其余外周边缘处均从定子主体31中裸露出来，在定子外壳32套在线圈槽33的外部时直接与定子外壳32的内壁紧贴，使定子外壳32成为导磁环。

为了防止插针21和引脚34的连接处与定子外壳32相连，定子外壳32的后侧边缘设置有与引脚34安装位置对应的避让缺口38。

优选的，避让缺口38为U型结构，且其宽度与接线座35的宽度对应。

由于限位台阶44起到对轴承5固定限位的作用，因此限位台阶44的外径大于轴承5的内径，而为了方便轴承5的安装，限位台阶44的剖面为梯形结构，且其前端外径大于后端外径。

限位台阶44后端的外径小于轴承5的内径，可以方便轴承5的装入，而限位台阶44前端的外径大于轴承5的内径，则可以对轴承5起到一个良好的固定限位作用。限位台阶44的外环面为坡面，其外径从后向前逐渐增大，可以进一步增加轴承5安装过程中的顺畅性。

为了便于将轴承5从转子主体41的后端装入环形槽43内，U型缺口45均匀分布在转子主体41后端的环形面上，且呈轴向设置并延伸至限位台阶44的前侧。

转子主体41为注塑件，具有一定的弹性，在安装轴承5时，将其从转子主体41的后端装入并向前移动，当轴承5移动至限位台阶44处时，挤压转子主体41，从而压缩U型缺口45，此时轴承5即可穿过限位台阶44进入环形槽43内，转子主体41的后端恢复原状，利用限位台阶44将轴承5固定在环形槽43内。

为了方便定子外壳32的安装，定子主体31的前端设置有导向头39，导向头39的外围设置有导向架310。

具体的，导向头39和导向架310与定子主体31为同轴设置，在安装定子外壳32时，将其从定子主体31的前端套入，导向头39和导向架310两者依次穿入定子外壳32并定子外壳32前端中心的通孔中穿出，将定子外壳32套在两个线圈及其两侧侧壁的外部。

另外，导向头39的前端安装有锥头6，锥头6内侧设置有套在导向头39上的弹簧7。

为了方便轴承5外圈与定子主体31之间的连接，定子主体31的后端设置有轴承安装环311，轴承安装环311的底部设置有定位凸块312，插座2前侧内壁底部设置有与定位凸块312配合的定位缺口22。

轴承5的内圈与环形槽43的外环面固定，外圈与轴承安装环311的内环面固定，从而可以实现转子组件4在定子组件3内的转动。

而定位凸块312和定位缺口22的设置，可以在将插座2与定子主体31配合时，插座2套在轴承安装环311外，定位凸块卡入312定位缺口22中，防止插座2转动，避免插针21与引脚34分离。

定子外壳32从定子主体31的前端套入，安装在两个线圈槽33及线圈槽33的侧壁外部，为了方便对其后端进行定位，位于后侧的线圈槽33的后侧设置有挡圈313，挡圈313的外径大于线圈槽33的侧壁的外径，且大于插座2前侧的内径。挡圈313可以同时对定子外壳32的后端以及插座2的前端进行定位。

为了保证引脚34和插针21连接的稳定性，插针21的上端设置有U型扣23，U型扣23与引脚34一一对应连接。

具体的，插针21包括四个，且并列设置，每个引脚34从其对应的U型扣23中间的U型孔中穿过，并且利用焊锡将引脚34与U型扣23焊接在一起，从而防止引脚34与插针21的断开，保证两者连接的牢固性。

为了方便插针21与外部电源相连，从而为线圈供电，插针21的下端伸入插座2的插接口24内。

具体的，插针21注塑在插座2内，插接口24位于插座2的后端且开口朝下。

现有的步进电机的机壳1在与插座2连接时，均是将机壳1的端部套在插座2的端部，然后从机壳1外部打入铆钉实现两者的固定，连接过程比较繁琐，铆钉影响整个步进电机的美观性，为了简化机壳1与插座2的连接，机壳1的后端边缘设置有卡环11，插座2的前侧边缘设置有与卡环11配合的环槽25，卡环11插入环槽25内并相互连接。

在卡环11卡入环槽25内后，利用超声波焊接实现卡环11端部与卡槽内部的焊接，从而使焊接面处于内部，保证机壳1和插座2连接稳定的同时，增加整个步进电机的美观性。

本发明将两个线圈的引脚34均设置在位于右侧的线圈槽33的后侧壁顶部，可以缩短其与插针21之间的距离，从而把插针21与引脚34直接进行硬连接，无需借助导线等结构，简化了安装步骤，并且减少了连接点，降低了故障几率。并且配合引脚34位置的设置，本发明还将定子外壳32设置为一体是式，进一步简化了定子组件3的结构，安装更加方便，提高了加工效率。另外通过环形槽43、限位台阶44以及U型缺口45的设置，可以直接将轴承5固定在转子主体41上，无需另外安装固定零件，简化转子组件4的结构以及安装步骤，进一步提高了加工效率。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种步进电机，其特征在于，包括机壳（1）和安装在机壳（1）后端的插座（2），以及设置在所述机壳（1）内的定子组件（3）和转子组件（4），其中，

所述定子组件（3）包括定子主体（31），以及套在所述定子主体（31）外部的一体式的定子外壳（32），所述定子主体（31）的外环面上并列设置有两个用于放置线圈的线圈槽（33），位于后侧的线圈槽（33）的后侧壁顶部设置有与线圈相连的引脚（34）；

所述转子组件（4）包括转子主体（41），以及采用螺纹啮合在转子主体（41）轴孔内的传动丝杆（42），所述转子主体（41）的外环面上设置有环形槽（43），所述环形槽（43）的后侧设置有限位台阶（44），所述转子主体（41）的后端设置有至少两个U型缺口（45），所述环形槽（43）内安装有外圈与所述定子主体（31）相连的轴承（5）；

所述插座（2）内设置有上端与所述引脚（34）硬连接的插针（21）。

2.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，位于两个线圈槽（33）中间的侧壁顶部设置有过线槽（37）。

3.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，每个线圈槽（33）的两侧侧壁内均设置有与定子主体（31）一体注塑的极板，所述极板的外周边缘紧贴所述定子外壳（32）的内壁。

4.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，所述定子外壳（32）的后侧边缘设置有与所述引脚（34）安装位置对应的避让缺口（38）。

5.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，所述限位台阶（44）的剖面为梯形结构，且其前端外径大于后端外径。

6.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，所述U型缺口（45）均匀分布在所述转子主体（41）后端的环形面上，且呈轴向设置并延伸至所述限位台阶（44）的前侧。

7.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，所述定子主体（31）的前端设置有导向头（39），所述导向头（39）的外围设置有导向架（310）。

8.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，所述定子主体（31）的后端设置有轴承安装环（311），所述轴承安装环（311）的底部设置有定位凸块（312），所述插座（2）前侧内壁底部设置有与所述定位凸块（312）配合的定位缺口（22）。

9.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，所述插针（21）的上端设置有U型扣（23），所述U型扣（23）与所述引脚（34）一一对应连接；

所述插针（21）的下端伸入所述插座（2）的插接口（24）内。

10.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于，所述机壳（1）的后端边缘设置有卡环（11），所述插座（2）的前侧边缘设置有与所述卡环（11）配合的环槽（25），所述卡环（11）插入环槽（25）内并相互连接。

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