CN114362438A - 一种断电自锁式伺服电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断电自锁式伺服电机，包括电机主体、安装罩、外部输出轴和传动轴，所述电机主体的右侧设置有安装罩，且安装罩的右侧设置有外部输出轴，并且外部输出轴通过传动轴和电机主体相连接，通过传动轴将动力进行输出，所述传动轴的表面固定有第一齿轮，且第一齿轮的上啮合有第二齿轮，并且第二齿轮的左侧连接有转速检测器。该断电自锁式伺服电机设置有橡胶垫、锁定板和电磁铁，通过电磁铁和电机主体之间的串联电路连接可实现电路的同步接通，后续电机主体断电后电磁铁磁力消失锁定板可在第一复位弹簧的作用下进行移动，紧压贴附在橡胶垫上对传动轴进行锁定限位，且挤压板和柔性橡胶垫的贴合可减小锁定噪音。

Description

一种断电自锁式伺服电机

技术领域

本发明涉及伺服电机技术领域，具体为一种断电自锁式伺服电机。

背景技术

伺服电机是一种常见的动力输出设备，且通过程序控制可对其旋转方向以及旋转速度进行调整控制，具有较为广阔的应用范围，但现有的伺服电机在使用时还存在一些不足之处：

现有的伺服电机在断电后缺少一定的自锁能力，受外界影响其输出轴容易发生转动，从而影响后续电机输出轴的稳定性，且在伺服电机使用时，随着负载的变化以及线路电机内部电阻变化会导致电机的设定速度和实际输出速度出现偏差，导致后续伺服电机的输出转速与设定转速出现偏差，且现有电机不能够对其进行自动的校准调节，降低了后续电机的输出精度和适用范围。

针对上述问题，急需在原有伺服电机的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种断电自锁式伺服电机，以解决上述背景技术提出的目前市场上现有的伺服电机在断电后缺少一定的自锁能力，受外界影响其输出轴容易发生转动，从而影响后续电机输出轴的稳定性，且在伺服电机使用时，随着负载的变化以及线路电机内部电阻变化会导致电机的设定速度和实际输出速度出现偏差，导致后续伺服电机的输出转速与设定转速出现偏差，且现有电机不能够对其进行自动的校准调节的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种断电自锁式伺服电机，包括电机主体、安装罩、外部输出轴和传动轴，所述电机主体的右侧设置有安装罩，且安装罩的右侧设置有外部输出轴，并且外部输出轴通过传动轴和电机主体相连接，通过传动轴将动力进行输出，所述传动轴的表面固定有第一齿轮，且第一齿轮的上啮合有第二齿轮，并且第二齿轮的左侧连接有转速检测器，对传动轴的输出转速进行监测，所述传动轴的表面镶嵌有环形的橡胶垫，且橡胶垫的上方设置有安装壳，所述安装壳的内部固定有电磁铁，且电磁铁的下方设置有磁块，并且磁块的下方固定有活动杆，所述活动杆和安装壳之间为上下滑动结构，且活动杆的下端固定有锁定板，锁定板和橡胶垫挤压贴合对传动轴进行锁定限位，所述活动杆的外侧设置有第一复位弹簧，且第一复位弹簧的上端和安装壳连接，下端和活动杆相连接，为活动杆提供下推力，所述电机主体的内部设置有处理控制器，对转速检测器的输出数据进行处理分析，所述第一齿轮的下方啮合有第三齿轮，且第三齿轮通过活动轴和安装罩之间构成转动连接，所述活动轴的表面固定有扩大盘，且扩大盘的外侧设置有减速机构，控制活动轴的旋转阻力，所述活动轴的左侧设置有驱动轴，且驱动轴的左端连接有辅助电机，并且驱动轴通过可控对接机构和活动轴之间实现传动的连接和断开。

进一步优化本技术方案，所述第一齿轮的直径和第二齿轮的直径相同，使第二齿轮能保持和第一齿轮相同的转速。

进一步优化本技术方案，所述锁定板的下方呈圆弧状结构设计，且锁定板的下表面为橡胶材质构成，并且锁定板的下表面均匀固定有穿刺针，通过穿刺针插入到橡胶垫内提高锁定板对传动轴的限位效果。

进一步优化本技术方案，所述扩大盘的内部均匀开设有通口，方便扩大盘的散热，且扩大盘和活动轴之间构成一体化结构。

进一步优化本技术方案，所述减速机构包括安装块、摩擦板、连接杆、第二复位弹簧和推送机构；

安装块，固定在电机主体的内部，为摩擦板提供支撑；

摩擦板，关于扩大盘的中心线左右对称设置；

连接杆，固定在摩擦板的外侧，且摩擦板通过连接杆和安装块之间构成左右伸缩结构；

第二复位弹簧，设置在连接杆的外侧为连接杆提供外推复位力；

推送机构，设置在连接杆的外侧，控制连接杆的移动。

进一步优化本技术方案，所述推送机构包括第一气囊、第一连接管、第二气囊、推板和第一电动推杆；

第一气囊，设置在连接杆的外侧，膨胀时推动连接杆移动；

第一连接管，设置在第一气囊的下方，且第一气囊通过第一连接管和第二气囊相连接；

第二气囊，设置在安装块的内部；

推板，设置在第二气囊的下方，且推板的下方连接有第一电动推杆，通过第一电动推杆推动推板移动，对第二气囊进行挤压，通过对第二气囊的体积控制可实现对摩擦板的位置控制。

进一步优化本技术方案，所述可控对接机构包括第三气囊、摩擦垫、第二连接管、第四气囊、挤压块、控制板、控制块和第二电动推杆；

第三气囊，呈圆环状设置在驱动轴的右侧，且第三气囊位于活动轴的内部；

摩擦垫，设置在第三气囊的外侧，第三气囊体积膨胀可推动摩擦垫和活动轴接触；

第二连接管，设置在第三气囊的表面将第三气囊内的气体进行传输；

第四气囊，通过第二连接管和第三气囊相连通，且第四气囊的弹性收缩力小于第三气囊的弹性收缩力；

挤压块，设置在第四气囊的左侧，且挤压块的外侧固定有控制板，挤压块通过控制板和驱动轴之间构成左右滑动结构；

控制块，设置在控制板的外侧，且控制块的侧视截面呈圆环状结构设计，并且控制块通过第二电动推杆和电机主体相连接。

进一步优化本技术方案，所述活动轴的内部设置有辅助垫，且辅助垫为橡胶材质构成，并且辅助垫位于摩擦垫的外侧，提高活动轴和驱动轴的后续对接稳定性。

进一步优化本技术方案，所述控制块的内部设置有滚珠，且滚珠设置在控制板的左右两侧，减小控制板在控制块内受到的摩擦力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）该断电自锁式伺服电机设置有橡胶垫、锁定板和电磁铁，通过电磁铁和电机主体之间的串联电路连接可实现电路的同步接通，后续电机主体断电后电磁铁磁力消失锁定板可在第一复位弹簧的作用下进行移动，紧压贴附在橡胶垫上对传动轴进行锁定限位，且挤压板和柔性橡胶垫的贴合可减小锁定噪音，同时配合穿刺针可增加锁定板对橡胶垫的限位效果，可实现对传动轴任意位置的锁定，增加装置的功能性；

（2）该断电自锁式伺服电机设置有活动轴和减速机构，活动轴通过第二齿轮和第一齿轮的啮合与传动轴保持同步旋转，当检测到设定转速小于试剂输出转速时，可通过减速机构增加活动轴的旋转阻力，对传动轴进行降速，使其和设定转速相匹配；

（3）该断电自锁式伺服电机设置有驱动轴和辅助电机，当检测到设定转速大于实际输出转速时可通过辅助电机配合驱动轴为活动轴提供动力，减小传动轴的旋转负载，对传动轴进行提速，实现后续对电机主体输出转速的自动校准。

附图说明

图1为本发明主剖结构示意图；

图2为本发明主视结构示意图；

图3为本发明安装壳主剖结构示意图；

图4为本发明结锁定板侧剖构示意图；

图5为本发明安装块主剖结构示意图；

图6为本发明驱动轴主剖结构示意图；

图7为本发明第三气囊侧剖结构示意图；

图8为本发明控制块侧剖结构示意图。

图中：1、电机主体；2、安装罩；3、外部输出轴；4、传动轴；401、第一齿轮；5、橡胶垫；6、安装壳；7、电磁铁；8、活动杆；9、磁块；10、第一复位弹簧；11、锁定板；1101、穿刺针；12、处理控制器；13、第二齿轮；14、转速检测器；15、活动轴；16、第三齿轮；17、扩大盘；18、安装块；19、摩擦板；20、连接杆；21、第二复位弹簧；22、第一气囊；23、第一连接管；24、第二气囊；25、推板；26、第一电动推杆；27、驱动轴；28、辅助电机；29、第三气囊；30、摩擦垫；31、辅助垫；32、第二连接管；33、第四气囊；34、挤压块；35、控制板；36、控制块；3601、滚珠；37、第二电动推杆。

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做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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种断电自锁式伺服电机，包括电机主体1、安装罩2、外部输出轴3和传动轴4，电机主体1的右侧设置有安装罩2，且安装罩2的右侧设置有外部输出轴3，并且外部输出轴3通过传动轴4和电机主体1相连接，通过传动轴4将动力进行输出，传动轴4的表面固定有第一齿轮401，且第一齿轮401的上啮合有第二齿轮13，并且第二齿轮13的左侧连接有转速检测器14，对传动轴4的输出转速进行监测，传动轴4的表面镶嵌有环形的橡胶垫5，且橡胶垫5的上方设置有安装壳6，安装壳6的内部固定有电磁铁7，且电磁铁7的下方设置有磁块9，并且磁块9的下方固定有活动杆8，活动杆8和安装壳6之间为上下滑动结构，且活动杆8的下端固定有锁定板11，锁定板11和橡胶垫5挤压贴合对传动轴4进行锁定限位，活动杆8的外侧设置有第一复位弹簧10，且第一复位弹簧10的上端和安装壳6连接，下端和活动杆8相连接，为活动杆8提供下推力，电机主体1的内部设置有处理控制器12，对转速检测器14的输出数据进行处理分析，第一齿轮401的下方啮合有第三齿轮16，且第三齿轮16通过活动轴15和安装罩2之间构成转动连接，活动轴15的表面固定有扩大盘17，且扩大盘17的外侧设置有减速机构，控制活动轴15的旋转阻力，活动轴15的左侧设置有驱动轴27，且驱动轴27的左端连接有辅助电机28，并且驱动轴27通过可控对接机构和活动轴15之间实现传动的连接和断开；

第一齿轮401的直径和第二齿轮13的直径相同，使第二齿轮13能保持和第一齿轮401相同的转速，锁定板11的下方呈圆弧状结构设计，且锁定板11的下表面为橡胶材质构成，并且锁定板11的下表面均匀固定有穿刺针1101，通过穿刺针1101插入到橡胶垫5内提高锁定板11对传动轴4的限位效果；

在电机主体1启动时，电磁铁7也将被通电开启，产生磁力对磁块9进行吸引，拉动活动杆8进行移动，使锁定板11和穿刺针1101脱离和橡胶垫5的连接，传动轴4进行正常的旋转，当电机主体1断电后，电磁铁7同步断电，解除对磁块9的吸引，此时第一复位弹簧10将推动活动杆8进行移动，使锁定板11和橡胶垫5保持贴合，通过摩擦力对传动轴4进行锁定，同时穿刺针1101将刺入到橡胶垫5的内部，提高锁定板11对传动轴4的限位效果。

减速机构包括安装块18、摩擦板19、连接杆20、第二复位弹簧21和推送机构；

安装块18，固定在电机主体1的内部，为摩擦板19提供支撑；

摩擦板19，关于扩大盘17的中心线左右对称设置；

连接杆20，固定在摩擦板19的外侧，且摩擦板19通过连接杆20和安装块18之间构成左右伸缩结构；

第二复位弹簧21，设置在连接杆20的外侧为连接杆20提供外推复位力；

推送机构，设置在连接杆20的外侧，控制连接杆20的移动；

推送机构包括第一气囊22、第一连接管23、第二气囊24、推板25和第一电动推杆26；

第一气囊22，设置在连接杆20的外侧，膨胀时推动连接杆20移动；

第一连接管23，设置在第一气囊22的下方，且第一气囊22通过第一连接管23和第二气囊24相连接；

第二气囊24，设置在安装块18的内部；

推板25，设置在第二气囊24的下方，且推板25的下方连接有第一电动推杆26，通过第一电动推杆26推动推板25移动，对第二气囊24进行挤压；

当检测到传动轴4转速大于设定转速时，可通过处理控制器12对第一电动推杆26进行控制，第一电动推杆26推动推板25对第二气囊24进行挤压，使第二气囊24内的气体通过第一连接管23进入到第一气囊22内，第一气囊22将推动连接杆20进行移动，使摩擦板19和扩大盘17进行接触，增加活动轴15的旋转阻力，从而增加传动轴4的旋转负载，将其降速，使其速度和设定速度保持一致。

可控对接机构包括第三气囊29、摩擦垫30、第二连接管32、第四气囊33、挤压块34、控制板35、控制块36和第二电动推杆37；

第三气囊29，呈圆环状设置在驱动轴27的右侧，且第三气囊29位于活动轴15的内部；

摩擦垫30，设置在第三气囊29的外侧，第三气囊29体积膨胀可推动摩擦垫30和活动轴15接触；

第二连接管32，设置在第三气囊29的表面将第三气囊29内的气体进行传输；

第四气囊33，通过第二连接管32和第三气囊29相连通，且第四气囊33的弹性收缩力小于第三气囊29的弹性收缩力；

挤压块34，设置在第四气囊33的左侧，且挤压块34的外侧固定有控制板35，挤压块34通过控制板35和驱动轴27之间构成左右滑动结构；

控制块36，设置在控制板35的外侧，且控制块36的侧视截面呈圆环状结构设计，并且控制块36通过第二电动推杆37和电机主体1相连接，控制块36的内部设置有滚珠3601，且滚珠3601设置在控制板35的左右两侧，减小控制板35在控制块36内受到的摩擦力；

活动轴15的内部设置有辅助垫31，且辅助垫31为橡胶材质构成，并且辅助垫31位于摩擦垫30的外侧；

默认状态下驱动轴27和活动轴15不进行连接，当检测到传动轴4转速小于设定转速时，可启动辅助电机28，使其带动驱动轴27旋转，同时控制第二电动推杆37推动控制块36进行移动，使控制块36带动控制板35进行移动，对第四气囊33进行挤压，使第四气囊33内的气体通过第二连接管32进入到第三气囊29内，第三气囊29推动摩擦垫30向外移动，和活动轴15进行接触，实现驱动轴27和活动轴15之间的连接，为活动轴15提供驱动力，减小传动轴4的旋转负载，将其提速，使其达到设定速度，实现对输出转速的自动校准调节。

工作原理：在传动轴4旋转时可通过转速检测器14对传动轴4的输出转速进行检测，配合处理控制器12对比传动轴4的实际转速和设定转速，后续配合减速机构和辅助电机28的驱动可对传动轴4的实际转速进行调整，将其输出转速进行校准，且在电机主体1断电后通过锁定板11和橡胶垫5的配合实现对传动轴4的自动限位锁定，避免后续传动轴4发生旋转。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种断电自锁式伺服电机，包括电机主体（1）、安装罩（2）、外部输出轴（3）和传动轴（4），所述电机主体（1）的右侧设置有安装罩（2），且安装罩（2）的右侧设置有外部输出轴（3），并且外部输出轴（3）通过传动轴（4）和电机主体（1）相连接，通过传动轴（4）将动力进行输出；

其特征在于：所述传动轴（4）的表面固定有第一齿轮（401），且第一齿轮（401）的上啮合有第二齿轮（13），并且第二齿轮（13）的左侧连接有转速检测器（14），对传动轴（4）的输出转速进行监测，所述传动轴（4）的表面镶嵌有环形的橡胶垫（5），且橡胶垫（5）的上方设置有安装壳（6），所述安装壳（6）的内部固定有电磁铁（7），且电磁铁（7）的下方设置有磁块（9），并且磁块（9）的下方固定有活动杆（8），所述活动杆（8）和安装壳（6）之间为上下滑动结构，且活动杆（8）的下端固定有锁定板（11），锁定板（11）和橡胶垫（5）挤压贴合对传动轴（4）进行锁定限位，所述活动杆（8）的外侧设置有第一复位弹簧（10），且第一复位弹簧（10）的上端和安装壳（6）连接，下端和活动杆（8）相连接，为活动杆（8）提供下推力，所述电机主体（1）的内部设置有处理控制器（12），对转速检测器（14）的输出数据进行处理分析，所述第一齿轮（401）的下方啮合有第三齿轮（16），且第三齿轮（16）通过活动轴（15）和安装罩（2）之间构成转动连接，所述活动轴（15）的表面固定有扩大盘（17），且扩大盘（17）的外侧设置有减速机构，控制活动轴（15）的旋转阻力，所述活动轴（15）的左侧设置有驱动轴（27），且驱动轴（27）的左端连接有辅助电机（28），并且驱动轴（27）通过可控对接机构和活动轴（15）之间实现传动的连接和断开。

2.根据权利要求1所述的一种断电自锁式伺服电机，其特征在于：所述第一齿轮（401）的直径和第二齿轮（13）的直径相同，使第二齿轮（13）能保持和第一齿轮（401）相同的转速。

3.根据权利要求1所述的一种断电自锁式伺服电机，其特征在于：所述锁定板（11）的下方呈圆弧状结构设计，且锁定板（11）的下表面为橡胶材质构成，并且锁定板（11）的下表面均匀固定有穿刺针（1101），通过穿刺针（1101）插入到橡胶垫（5）内提高锁定板（11）对传动轴（4）的限位效果。

4.根据权利要求1所述的一种断电自锁式伺服电机，其特征在于：所述扩大盘（17）的内部均匀开设有通口，方便扩大盘（17）的散热，且扩大盘（17）和活动轴（15）之间构成一体化结构。

5.根据权利要求1或4所述的一种断电自锁式伺服电机，其特征在于：所述减速机构包括安装块（18）、摩擦板（19）、连接杆（20）、第二复位弹簧（21）和推送机构；

安装块（18），固定在电机主体（1）的内部，为摩擦板（19）提供支撑；

摩擦板（19），关于扩大盘（17）的中心线左右对称设置；

连接杆（20），固定在摩擦板（19）的外侧，且摩擦板（19）通过连接杆（20）和安装块（18）之间构成左右伸缩结构；

第二复位弹簧（21），设置在连接杆（20）的外侧为连接杆（20）提供外推复位力；

推送机构，设置在连接杆（20）的外侧，控制连接杆（20）的移动。

6.根据权利要求5所述的一种断电自锁式伺服电机，其特征在于：所述推送机构包括第一气囊（22）、第一连接管（23）、第二气囊（24）、推板（25）和第一电动推杆（26）；

第一气囊（22），设置在连接杆（20）的外侧，膨胀时推动连接杆（20）移动；

第一连接管（23），设置在第一气囊（22）的下方，且第一气囊（22）通过第一连接管（23）和第二气囊（24）相连接；

第二气囊（24），设置在安装块（18）的内部；

推板（25），设置在第二气囊（24）的下方，且推板（25）的下方连接有第一电动推杆（26），通过第一电动推杆（26）推动推板（25）移动，对第二气囊（24）进行挤压。

7.根据权利要求1所述的一种断电自锁式伺服电机，其特征在于：所述可控对接机构包括第三气囊（29）、摩擦垫（30）、第二连接管（32）、第四气囊（33）、挤压块（34）、控制板（35）、控制块（36）和第二电动推杆（37）；

第三气囊（29），呈圆环状设置在驱动轴（27）的右侧，且第三气囊（29）位于活动轴（15）的内部；

摩擦垫（30），设置在第三气囊（29）的外侧，第三气囊（29）体积膨胀可推动摩擦垫（30）和活动轴（15）接触；

第二连接管（32），设置在第三气囊（29）的表面将第三气囊（29）内的气体进行传输；

第四气囊（33），通过第二连接管（32）和第三气囊（29）相连通，且第四气囊（33）的弹性收缩力小于第三气囊（29）的弹性收缩力；

挤压块（34），设置在第四气囊（33）的左侧，且挤压块（34）的外侧固定有控制板（35），挤压块（34）通过控制板（35）和驱动轴（27）之间构成左右滑动结构；

控制块（36），设置在控制板（35）的外侧，且控制块（36）的侧视截面呈圆环状结构设计，并且控制块（36）通过第二电动推杆（37）和电机主体（1）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种断电自锁式伺服电机，其特征在于：所述活动轴（15）的内部设置有辅助垫（31），且辅助垫（31）为橡胶材质构成，并且辅助垫（31）位于摩擦垫（30）的外侧。

9.根据权利要求7所述的一种断电自锁式伺服电机，其特征在于：所述控制块（36）的内部设置有滚珠（3601），且滚珠（3601）设置在控制板（35）的左右两侧，减小控制板（35）在控制块（36）内受到的摩擦力。

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