发明内容
本发明的主要目的是提供一种振镜电机,旨在提高光栅编码器的安装精度和安装便捷性。
为实现上述目的,本发明提出的一种振镜电机,包括:
导磁机壳,所述导磁机壳的一端具有唯一的完整安装面;
线圈组件,所述线圈组件包括导线和骨架,所述骨架固定于所述导磁机壳内,所述导线绕设于所述骨架以形成线圈;
转子组件,所述转子组件沿所述导磁机壳的高度方向贯穿所述骨架,并能够相对所述骨架摆动;以及
光栅编码器,所述光栅编码器包括码盘和接收器,所述码盘和所述接收器均定位于所述安装面。
可选地,所述安装面开设有连通至所述导磁机壳内的转轴孔,所述振镜电机还包括设于所述转轴孔内的后轴承,所述后轴承为法兰轴承,所述后轴承的法兰盘抵接于所述安装面,所述转子组件的一端穿设于所述后轴承,所述光栅编码器还包括码盘座,所述码盘座设于所述法兰盘的背离所述安装面的一侧并与所述后轴承的内圈抵接,所述码盘固定于所述码盘座;
或,所述转子组件可转动地插设于所述安装面,所述码盘定位于所述转子组件的插设于所述安装面的一端。
可选地,所述振镜电机设有所述后轴承时,所述转子组件包括:
磁轴,所述磁轴沿所述导磁机壳的高度方向延伸并贯穿所述骨架;和
后轴套,所述后轴套套设于所述磁轴的靠近所述后轴承的一端,且穿设于所述后轴承与所述码盘座连接。
可选地,所述导磁机壳还具有与所述安装面背对设置的顶面,所述顶面开设有连通所述导磁机壳内并与所述转轴孔相对设置的安装孔,所述振镜电机还包括前轴承,所述前轴承设于所述安装孔,所述磁轴的背离所述后轴承的一端套设有前轴套,所述前轴套穿设于所述前轴承。
可选地,所述导磁机壳包括机壳主体和前端盖,所述机壳主体呈一端敞口的筒状结构,所述机壳主体的底面形成所述安装面,所述前端盖罩盖于所述机壳主体的敞口,所述前端盖的背离所述机壳主体的一侧表面形成所述顶面;
且/或,所述前轴承为法兰轴承,所述前轴承的法兰盘与所述顶面抵接。
可选地,所述前轴套凸出所述前轴承设置,所述转子组件还包括:
连接件,所述连接件套设于所述前轴套的凸出所述前轴承的一端;和
锁紧件,所述锁紧件自所述连接件的侧壁穿设于所述连接件和所述前轴套以连接所述连接件和所述前轴套。
可选地,所述锁紧件凸出所述连接件的外侧壁设置以形成限位部,所述顶面凸设有两个限位销,两个所述限位销沿所述转子组件的周向间隔设置,所述限位部设于两所述限位销之间。
可选地,所述振镜电机还包括前罩壳,所述前罩壳罩设于所述顶面,并与所述顶面围合形成限位空间,所述限位销和所述限位部均设于所述限位空间,所述连接件穿设于所述前罩壳显露于外部。
可选地,所述骨架包括:
骨架主体,所述骨架主体为筒状结构,并沿所述导磁机壳的长度方向延伸设置;和
多个导线安装件,多个所述导线安装件沿所述骨架主体的周向间隔设置于所述骨架主体的外表面,所述导线绕设于所述导线安装件。
可选地,所述导磁机壳具有磁轭作用;
且/或,所述光栅编码器还包括垫块,所述垫块设于所述安装面,所述接收器固定于所述垫块的背离所述安装面的一侧;
且/或,所述振镜电机还包括后端盖,所述后端盖罩设于所述安装面并与所述安装面围合形成容置空间,所述光栅编码器设于所述容置空间。
本发明提出的振镜电机中,骨架与线圈一体化形成线圈组件安装固定在导磁机壳内,线圈通以交变电时产生感应磁场,并与转子组件形成的磁场相互作用产生力矩,驱动转子组件相对导磁机壳旋转摆动;同时,导磁机壳得以引导磁力线束集中在线圈组件周围,以提高感应效率。当转子组件带动光栅编码器的码盘旋转时,接收器将光电信号转化成位置信号,形成位置反馈提高振镜电机的控制精度;且光栅编码器的码盘和接收器均通过导磁机壳上唯一的完整安装面定位固定,得以提高光栅编码器的调校效率,提高了光栅编码器的安装精度和安装便捷性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种振镜电机100。
请参照图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述振镜电机100包括:
导磁机壳10,所述导磁机壳10的一端具有唯一的完整安装面112;
线圈组件20,所述线圈组件20包括导线和骨架21,所述骨架21固定于所述导磁机壳10内,所述导线绕设于所述骨架21以形成线圈;
转子组件40,所述转子组件40沿所述导磁机壳10的高度方向贯穿所述骨架21,并能够相对所述骨架21摆动;以及
光栅编码器50,所述光栅编码器50包括码盘51和接收器52,所述码盘51和所述接收器52均定位于所述安装面112。
具体地,本发明提出的振镜电机100是一种特殊的摆动电机,基本原理是线圈组件20通电时产生感应磁场,以对转子组件40施加转动力矩,但转子组件40上通过机械扭簧或电子的方法施加有复位力矩,复位力矩的大小与转子组件40偏离平衡位置的角度成正比,当线圈组件20中通有一定的电流而使转子组件40偏转到一定的角度时,转动力矩与复位力矩大小相等,使得转子组件40无法继续转动,只能在一定的范围内摆动。本实施例中,振镜电机100的线圈组件20和转子组件40均设于导磁机壳10内,常见的,导磁机壳10为环形筒状结构;其中,线圈组件包括骨架21和导线,骨架21为长筒状,并沿导磁机壳10的高度方向延伸,导线缠绕于骨架21上以形成线圈,继而将骨架21和导线形成的线圈组件20固定于导磁机壳10内,转子组件40贯穿骨架21设置,便得以使得线圈环绕转子组件40,以使得线圈通电时产生的磁场与转子组件40相互作用。本实施例中,通过将导线缠绕于骨架21的方式使得线圈组件20形成一单独的整体,提高了线圈组件20的拆装效率。进一步地,导磁机壳10的一端端面形成唯一的完整安装面112,转子组件40的一端穿设于安装面112,振镜电机100中还设置有光栅编码器50,光栅编码器50包括对应设置的码盘51和接收器52,其中,光栅编码器50的码盘51和接收器52分别通过安装面112定位,可以理解的,以同一表面为基准面安装码盘51和接收器52,得以提高光栅编码器50的调校效率,提高了光栅编码器50的安装便捷性。
需要说明的是,光栅编码器50可以是但不限于透射式光栅编码器50或反射型光栅编码器50,在此不做限定。
还需要说明的是,本实施例中,光栅编码器50的码盘51和接收器52均通过安装面112定位,可以是在转子组件40的凸出安装面112的一端外侧壁凸设有限位部,限位部与安装面112抵接,再使得码盘51固定于限位部或转子组件40的端面上;也可以如下实施例中所述通过后轴承30定位,或者是通过千分尺或其他工具调校固定码盘51。光栅编码器50的接收器52可以直接固定于安装面112,也可以如下实施例中通过垫块53或其他固定件固定于安装面52,码盘51和接收器52的定位固定方式在此均不做限定。
因此,可以理解的,本发明提出的振镜电机100中,骨架21与线圈一体化形成线圈组件安装固定在导磁机壳10内,线圈通以交变电时产生感应磁场,并与转子组件40形成的磁场相互作用产生力矩,驱动转子组件40相对导磁机壳10旋转摆动;同时,导磁机壳10得以引导磁力线束集中在线圈组件20周围,以提高感应效率,并起到磁屏蔽作用。当转子组件40带动光栅编码器50的码盘51旋转时,接收器52将光电信号转化成位置信号,形成位置反馈提高振镜电机100的控制精度;且光栅编码器50的码盘51和接收器52均通过导磁机壳10的唯一的完整安装面112定位固定,得以提高光栅编码器50的调校效率,提高了光栅编码器50的安装便捷性。
可选的实施例中,线圈组件20通过胶接或注塑固定于导磁机壳10的内壁,不仅可以保证线圈组件20的安装稳固性,还可以简化线圈组件20的安装,从而进一步有效地提高振镜电机100的装配效率。
在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述转子组件40可转动地插设于所述安装面112,所述码盘51定位于所述转子组件40的插设于所述安装面112的一端。
可选地,安装面112开设有连通至所述导磁机壳10内的转轴孔113,转子组件40直接插设于转轴孔113中,并在转子组件40和转轴孔113的孔壁之间填充润滑油或润滑脂等润滑物,以使转子组件40相对导磁机壳10转动且减少转子组件40与转轴孔113孔壁之间摩擦,此时,转子组件40的端面可以与安装面112平齐,并将光栅编码器50的码盘51定位于转子组件40的端面;或者转子组件40凸出安装面112设置,并在转子组件40的侧壁设置安装部,安装部设有与安装面平行的表面,使得码盘51安装于该安装部的表面上,转子组件40通过安装面113上的转轴孔113定位,而码盘51再通过转子组件40定位便使得码盘51间接地定位于导磁机壳10的安装面112上。
请参照图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述安装面112开设有连通至所述导磁机壳10内的转轴孔113,所述振镜电机100还包括设于所述转轴孔113内的后轴承30,所述后轴承30为法兰轴承,所述后轴承30的法兰盘抵接于所述安装面112,所述转子组件40的一端穿设于所述后轴承30;
所述光栅编码器50还包括码盘座54,所述码盘座54设于所述法兰盘的背离所述安装面112的一侧并与所述后轴承30抵接,且连接于所述转子组件40的穿设于所述后轴承30的一端,所述码盘51固定于所述码盘座54。
前述实施例的技术方案,转子组件40可转动地贯穿于导磁机壳10,同时使得光栅编码器50的码盘51连接于转子组件40的凸出安装面112的一端,使得码盘51随转子组件40一同偏转。本实施例中,安装面112开设有连通至导磁机壳10内部的转轴孔113,转轴孔113内设有后轴承30,转子组件40的一端穿设于后轴承30以与导磁机壳10转动连接,后轴承30的设置,得以降低转子组件40转动时与导磁机壳10的摩擦。进一步地,后轴承30为法兰轴承,且后轴承30的法兰盘位于导磁机壳10外并抵持于安装面112,通过安装面112和法兰盘之间的限位作用,得以避免转子组件40偏转时产生机械振动,降低光栅定位误差,且得以减少因机械振动带来的磨损,提高转子组件40、码盘51以及关联零件的机械寿命和振镜电机100的产品精度。同时,光栅编码器50还包括用于固定码盘51的码盘座54,码盘座54设于导磁机壳10外侧并与转子组件40的穿设于后轴承30的一端连接,码盘51固定于码盘座54上以使得码盘51与转子组件40同步转动;进一步地,码盘座54抵接于后轴承30的内圈,如此设置,在后轴承30通过法兰盘与安装面112抵接限位之后,使得码盘座54与后轴承30抵接,便得以使得码盘51间接地定位于安装面112;而码盘51和码盘座54需要与转子组件40同步转动,转子组件40通过后轴承30与导磁机壳10转动连接,使得码盘座54抵接于后轴承30的内圈,便不会使得码盘座54与后轴承30之间存在摩擦。
请参照图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述转子组件40包括:
磁轴41,所述磁轴41沿所述导磁机壳10的高度方向延伸并贯穿所述骨架21;和
后轴套42,所述后轴套42套设于所述磁轴41的靠近所述后轴承30的一端,且穿设于所述后轴承30与所述码盘51连接。
前述实施例的技术方案,转子组件40的一端插设于后轴承30中,以与导磁机壳10转动连接,同时使得光栅编码器50的码盘51连接于转子组件40的插设于法兰轴承的一端,使得码盘51随转子组件40一同偏转。本实施例中,转子组件40包括磁轴41和后轴套42,磁轴41沿导磁机壳10的高度方向延伸并贯穿骨架21,后轴套42套设于磁轴41的靠近后轴承30的一端,并插设于后轴承30中,码盘51与后轴套42连接;磁轴41具有磁力,在线圈组件20的磁场力作用下得以产生偏转,后轴套42的设置得以对磁轴41起保护作用,通过后轴套42承受转子组件40转动时的径向载荷和轴向载荷,得以避免磁轴41磨损,提高磁轴41的使用寿命和稳定性。
请参照图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述导磁机壳10还具有与所述安装面112背对设置的顶面,所述顶面开设有连通所述导磁机壳10内并与所述转轴孔113相对设置的安装孔121,所述振镜电机100还包括前轴承60,所述前轴承60设于所述安装孔121,所述转子组件40的背离所述法兰轴承的一端插设于所述前轴承60。
前述实施例的技术方案,转子组件40的一端插设于后轴承30中,以与导磁机壳10转动连接。本实施例中,振镜电机100还包括前轴承60,前轴承60装设于导磁机壳10的与转轴孔113相对设置的安装孔121中,此时,转子组件40的两端分别插设于前轴承60和后轴承30,如此设置,提高了转子组件40与导磁机壳10的连接强度,提高了转子组件40的转动稳定性,避免转子组件40偏转时产生机械振动,减少光栅定位误差,提高了光栅定位精度。
请参照图2和图3,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述前轴承60为法兰轴承,所述前轴承60的法兰盘与所述顶面抵接。
前述实施例的技术方案,通过将转子组件40的两端分别插设于前轴承60和后轴承30中,以提高转子组件40的转动稳定性。本实施例中,前轴承60为法兰轴承,且法兰轴承的法兰盘位于导磁机壳10外,抵接于导磁机壳10的顶面;如此设置,无需再导磁机壳10中设置轴承端盖即可对前轴承60限位,将法兰盘设于导磁机壳10外,也便于拆装前轴承60。
请参照图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述导磁机壳10包括:
机壳主体11,所述机壳主体11呈一端敞口的筒状结构,所述机壳主体11的底面形成所述安装面112;和
前端盖12,所述前端盖12罩盖于所述机壳主体11的敞口,所述前端盖12的背离所述机壳主体11的一侧表面形成所述顶面。
前述实施例的技术方案,通过将转子组件40的两端分别插设于安装孔121的前轴承60和转轴孔113的法兰轴承中,以提高转子组件40偏转时的稳定性。本实施例中,导磁机壳10包括机壳主体11和前端盖12,机壳主体11呈一端敞口的筒状结构,前端盖12可拆卸地盖设于机壳主体11的敞口以与机壳主体11围合形成安装腔,前端盖12开设有前述安装孔121,前轴承60装设于前端盖12的安装孔121中,如此设置,只需将前端盖12移除,即可拆除安装腔中的转子组件40和线圈组件20,拆装维护较为便捷。
请参照图1和图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述前轴套43的一端凸出所述前轴承60设置,所述转子组件40还包括连接件44,所述连接件44套设于所述前轴套43的凸出所述前轴承60的一端。
本申请的技术方案,振镜电机100中设置有转子组件40和线圈组件20,在线圈组件20通电时产生磁场与转子组件40相互作用驱使转子组件40偏转。本实施例中,振镜电机100还包括连接件44,连接件44套设于前轴套43的凸出前轴承60的一端,用于与其他组件连接以带动其他组件摆动。
请参照图4,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述转子组件40还包括锁紧件45,所述锁紧件45自所述连接件44的侧壁穿设于所述连接件44和所述前轴套43以连接所述连接件44和所述前轴套43,所述锁紧件45凸出所述连接件44的外侧壁设置以形成限位部451,所述顶面凸设有两个限位销14,两个所述限位销14沿所述转子组件40的周向间隔设置,所述限位部451设于两所述限位销14之间。
本申请的技术方案中,振镜电机100中设置有转子组件40和线圈组件20,在线圈组件20通电时产生磁场与转子组件40相互作用驱使转子组件40偏转,且设置有连接件44用于与外部结构连接。本实施例中,转子组件40还包括锁紧件45,锁紧件45自连接件44的侧壁穿设于连接件44和前轴套43以连接连接件44和前轴套43;如此设置,得以通过锁紧件45提高连接件44和前轴套43之间的连接强度,提高转子组件40的结构稳定性。进一步地,锁紧件45凸出连接件44的外侧壁设置以形成限位部451,顶面凸设有两个限位销14,两个限位销14沿转子组件40的周向间隔设置,限位部451设于两限位销14之间;容易理解的,振镜电机100中通过机械扭簧或电子的方式施加复位力矩以使转子组件40只能在一定的角度范围进行偏转,本实施例中通过限位销14的设置,进一步限定转子组件40的偏转范围,避免在外部施加的复位力矩失效时转子组件40偏转超范围而出现意外导致损毁,限位销14的设置,得以确保振镜电机100的运行安全性。
在一些实施例中,锁紧件45的两端均凸出连接件44的外侧壁设置以形成两限位部451,此时,顶面凸设有两组限位销14,每一组限位销14包括两相邻的限位销14以容纳一限位部451。
请参照图1和图4,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述振镜电机100还包括前罩壳13,所述前罩壳13罩设于所述顶面,并与所述顶面围合形成限位空间,所述限位销14和所述限位部451均设于所述限位空间,所述连接件44穿设于所述前罩壳13显露于外部。
前述实施例的技术方案,通过在转子组件40中设置连接件44便于与外部部件连接,避免前轴套43和磁轴41受损,同时设置限位销14和锁紧件45以对转子的偏转角度限位。本实施例中,振镜电机100还包括前罩壳13,前罩壳13罩设于导磁机壳10的顶面,前罩壳13的朝向顶面的一侧表面凹设有限位槽,限位槽沿转子组件40的部分周向环绕设置,前罩壳13罩设于顶面时,顶面封闭限位槽以围合形成限位空间,此时使得限位销14和限位部451均设于限位空间中,以通过前罩壳13遮蔽前轴套43、限位销14和限位部451以对前轴套43、限位销14和限位部451起保护作用,此时,连接件44的背离前轴套43的一端穿设于前罩壳13显露于外部,用于与外部部件连接。
请参照图3,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述骨架21包括:
骨架主体211,所述骨架主体211为筒状结构,并沿所述导磁机壳10的长度方向延伸设置;和
多个导线安装件212,多个所述导线安装件212沿所述骨架主体211的周向间隔设置于所述骨架主体211的外表面,所述导线绕设于所述导线安装件212。
前述实施例的技术方案,通过在骨架21上绕设导线形成线圈,以使得线圈组件20形成独立结构,便于拆装。本实施例中,骨架21包括骨架主体211和至少两个导线安装件212,骨架主体211为筒状结构,并沿导磁机壳10的长度方向延伸,多个导线安装件212沿骨架主体211的周向间隔分布于骨架主体211的外表面,导线分别绕设于每一导线安装件212上形成多个导线绕组,相邻的两个导线绕组之间电性连接,如此设置,得以使得线圈更加规整,提高线圈组件20的可靠性。
在本发明振镜电机100的一些实施例中,导磁机壳10具有磁轭作用。具体的,导磁机壳10多采用导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁合金制成,其本身不生产磁场(磁力线)、在磁路中只起磁力线传输的作用,以约束线圈组件20产生的磁力线向外散放,使磁力线束集中在线圈组件20周围,以提高感应效率,并起到磁屏蔽作用。
请参照图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述光栅编码器还包括垫块53,所述垫块53设于所述安装面112,所述接收器52固定于所述垫块53的背离所述安装面112的一侧。
前述实施例的技术方案中,光栅编码器50的接收器52通过安装面112定位固定并与码盘51对应设置。本实施例中,光栅编码器50还包括垫块53,垫块53设于安装面112,接收器52设于垫块53以垫高接收器52,使得接收器52位于码盘51的背离安装面112的一侧,便于安装调校光栅编码器50。
请参照图1和图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述振镜电机100还包括后端盖70,所述后端盖70罩设于所述安装面112并与所述安装面112围合形成容置空间71,所述光栅编码器50设于所述容置空间71。
前述实施例的技术方案,光栅编码器50的接收器52和码盘51分别直接或间接地通过导磁机壳10的安装面112定位,以提高光栅编码器50的安装和调校,提高光栅定位精度。本实施例中,振镜电机100还包括后端盖70,后端盖70罩设于安装面112,并与安装面112围合形成容置空间71,此时,光栅编码器50设于容置空间71中,后端盖70的设置,得以对光栅编码器50起保护作用,避免光栅编码器50直接显露于外界,如此设置,得以降低光栅编码器50的损坏风险。
请参照图2,在本发明振镜电机100的一些实施例中,所述振镜电机100还包括主板80,所述主板80设于所述容置空间71,并与所述光栅编码器50电连接。
前述实施例的技术方案,在即可的安装面112上罩设后端盖70,以围合形成容置空间71,用于安装光栅编码器50,以降低光栅编码器50的损坏风险。本实施例中,振镜电机100还包括主板80,主板80设置于容置空间71中,光栅编码器50与主板80电性连接,主板80得以向光栅编码器50提供能源和控制信号,光栅编码器50也得以将获取的位置信息反馈至主板80进行分析处理。同样的,容置空间71也得以为主板80提供保护作用。
进一步的,振镜电机100还包括与主板80电连接的信号线和电源线,主板80通过信号线与外部进行数据交换,通过电源线接收能源以分配至光栅编码器50和线圈组件20。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。