CN114785048A

CN114785048A - 一种具有防护结构的伺服电机

Info

Publication number: CN114785048A
Application number: CN202210710652.9A
Authority: CN
Inventors: 董明海; 文益雪; 向红斌
Original assignee: Golden Age Motor Technology Co ltd; Foshan Dengqi Servo Technology Co ltd
Current assignee: Golden Age Motor Technology Co ltd; Foshan Dengqi Servo Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2042-06-22
Also published as: CN114785048B

Abstract

本发明公开了一种具有防护结构的伺服电机，涉及驱动电机技术领域，包括电机机身组件、散热降温组件和转速检测组件；散热降温组件包括后端内棘轮、后端外棘轮、前端内棘轮、前端外棘轮、后端齿轮组、外端齿环、大齿轮、后端散热扇，后端齿轮组、外端齿环、大齿轮均转动安装在后机座上，后端内棘轮和前端内棘轮层叠固定安装在电机轴上，后端内棘轮和后端外棘轮啮合，后端齿轮组的输入端与后端外棘轮形成齿轮配合，后端齿轮组的输出端与外端齿环形成齿轮配合；后端散热扇与外端齿环固定连接并可与外端齿环一同转动，后端散热扇转动降低电机在实际功率环境下的温度，提高退磁的阈值，减少退磁的发生。

Description

一种具有防护结构的伺服电机

技术领域

本发明涉及驱动电机技术领域，特别涉及一种具有防护结构的伺服电机。

背景技术

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可以控制速度，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、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机分为直流和交流伺服电机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时交流伺服电机无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

为了克服现有技术中电机本体防护薄弱的缺点，公开号为CN212163002U的中国实用新型专利公布了一种具有外壳防护机构的驱动电机，包括驱动电机本体，所述驱动电机本体的正面和背面均横向栓接有加固板，所述加固板正面和背面的两侧均栓接有导向筒，所述导向筒内腔的背面栓接有限位弹簧，所述限位弹簧远离导向筒的一端栓接有导向柱，所述导向柱远离限位弹簧的一端栓接有第一防护板。该装置虽然实现了弹性缓冲防护的效果，但是伺服电机在工作中温度会逐渐升高，伺服电机长时间处于高温状态会出现退磁，该装置并不能解决高温导致的退磁问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有防护结构的伺服电机，包括电机机身组件和散热降温组件，散热降温组件安装在电机机身组件的内部，电机机身组件包括电机轴和后机座，电机轴转动安装在后机座上。

散热降温组件包括后端内棘轮、后端外棘轮、前端内棘轮、前端外棘轮、后端齿轮组、外端齿环、大齿轮、后端散热扇，后端齿轮组、外端齿环、大齿轮均转动安装在后机座上，后端内棘轮和前端内棘轮层叠固定安装在电机轴上，后端内棘轮、后端外棘轮和后端齿轮组在同一层排布，大齿轮、前端外棘轮和前端内棘轮在同一层排布；后端内棘轮和后端外棘轮啮合，后端齿轮组的输入端与后端外棘轮形成齿轮配合，后端齿轮组的输出端与外端齿环形成齿轮配合，使后端外棘轮与外端齿环的转动方向相同；前端内棘轮与前端外棘轮啮合，前端外棘轮与大齿轮形成齿轮配合，大齿轮与外端齿环形成齿轮配合；后端散热扇与外端齿环固定连接并可与外端齿环一同转动。

进一步的，后机座上还固定安装有分隔架，分隔架将后端内棘轮和前端内棘轮分隔开。

进一步的，所述后机座上固定安装有内安装架，所述后端齿轮组包括小齿轮、皮带输入齿轮、皮带输出齿轮，小齿轮、皮带输入齿轮和皮带输出齿轮均转动安装在内安装架上，小齿轮与后端外棘轮形成齿轮配合，皮带输入齿轮与小齿轮形成齿轮配合，皮带输出齿轮与皮带输入齿轮通过皮带连接，皮带输出齿轮与外端齿环形成齿轮配合。

进一步的，后机座上转动安装有驱动齿轮，驱动齿轮与后端散热扇形成齿轮配合，后机座上转动安装有前端散热扇，前端散热扇与驱动齿轮形成齿轮配合，且前端散热扇与后端散热扇的扇叶布置方向相反，驱动齿轮位于前端散热扇和后端散热扇之间。

进一步的，电机机身组件还包括电机外壳，后机座固定安装在电机外壳上，电机外壳上固定安装有前端盖，电机轴与前端盖转动连接，后机座上固定安装有后端盖，电机外壳上固定安装有定子安装架，电机外壳上固定安装有通风环，外端齿环与通风环转动连接。

进一步的，本发明还包括转速检测组件，转速检测组件包括磁感盒，磁感盒固定安装在后机座上，磁感盒上固定安装有磁感杆，后机座上固定安装有检测杆滑动架，检测杆滑动架上滑动安装有检测杆，磁感杆的两端通过导线分别与检测杆两端连接，后机座上还固定安装有内阻电源，后机座上固定安装有感应线圈，感应线圈的两个接触端点分别与内阻电源的正负极连接，电机轴上固定安装有磁片，磁片与后机座转动连接。

进一步的，磁感盒的横纵方向上各设有一个磁感杆。

进一步的，检测杆滑动架上固定安装有橡皮筋，检测杆与自然状态下橡皮筋的中点固定连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明设置有散热降温组件，可以降低电机工作时的温度，降低电机出现退磁的概率；（2）本发明的散热降温组件可以在电机正转反转时都具有散热的效果，不需人工辅助调控；（3）本发明的散热降温组件设置有两个相反布置的扇叶，加大散热效果的同时抵消了扭矩；（4）本发明设置有转速检测组件，可以对电机的转速进行实时检测；（5）本发明设置有转速检测组件，可以对电机轴的偏转进行检测，以方便伺服系统进行对齐补偿。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的散热降温组件示意图。

图3为本发明的散热降温组件局部结构示意图。

图4为本发明的散热降温组件的前端散热扇和后端散热扇安装示意图。

图5为本发明的电机机身组件内部示意图。

图6为本发明的转速检测组件示意图。

图7为本发明的转速检测组件安装示意图。

图8为本发明的磁感盒及磁片安装示意图。

附图标号：1-电机机身组件；2-散热降温组件；3-转速检测组件；101-电机外壳；102-电机轴；103-前端盖；104-后端盖；105-后机座；106-定子安装架；201-后端内棘轮；202-后端外棘轮；203-内安装架；204-小齿轮；205-皮带输入齿轮；206-皮带；207-皮带输出齿轮；208-外端齿环；209-大齿轮；210-前端外棘轮；211-分隔架；212-前端内棘轮；213-后端散热扇；214-驱动齿轮；215-前端散热扇；216-通风环；301-磁感盒；302-磁感杆；303-检测杆滑动架；304-检测杆；305-内阻电源；306-感应线圈；307-橡皮筋；308-磁片。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例：如图1-图8所示的一种具有防护结构的伺服电机，包括电机机身组件1和散热降温组件2，散热降温组件2安装在电机机身组件1的内部。

电机机身组件1包括电机轴102和后机座105，电机轴102转动安装在后机座105上；散热降温组件2包括后端内棘轮201、后端外棘轮202、前端内棘轮212、前端外棘轮210、后端齿轮组、外端齿环208、大齿轮209、后端散热扇213，后端齿轮组、外端齿环208、大齿轮209均转动安装在后机座105上，后端内棘轮201和前端内棘轮212层叠固定安装在电机轴102上，后端内棘轮201、后端外棘轮202和后端齿轮组在同一层排布，大齿轮209、前端外棘轮210和前端内棘轮212在同一层排布；后端内棘轮201和后端外棘轮202啮合，后端齿轮组的输入端与后端外棘轮202形成齿轮配合，后端齿轮组的输出端与外端齿环208形成齿轮配合，使后端外棘轮202与外端齿环208的转动方向相同；前端内棘轮212与前端外棘轮210啮合，前端外棘轮210与大齿轮209形成齿轮配合，大齿轮209与外端齿环208形成齿轮配合；后端散热扇213与外端齿环208固定连接并与外端齿环208一同转动。

后机座105上还固定安装有分隔架211，分隔架211将后端内棘轮201和前端内棘轮212分隔开。

后机座105上固定安装有内安装架203，所述后端齿轮组包括小齿轮204、皮带输入齿轮205、皮带输出齿轮207，小齿轮204、皮带输入齿轮205和皮带输出齿轮207均转动安装在内安装架203上，小齿轮204与后端外棘轮202形成齿轮配合，皮带输入齿轮205与小齿轮204形成齿轮配合，皮带输出齿轮207与皮带输入齿轮205通过皮带206连接，皮带输出齿轮207与外端齿环208形成齿轮配合。电机轴102在后机座105上逆时针转动时，电机轴102转动带动后端内棘轮201逆时针转动，后端内棘轮201转动带动后端外棘轮202逆时针转动，后端外棘轮202逆时针转动带动小齿轮204顺时针转动，小齿轮204带动皮带输入齿轮205逆时针转动，皮带输入齿轮205带动皮带输出齿轮207逆时针转动，皮带输出齿轮207带动外端齿环208逆时针转动，外端齿环208逆时针转动带动后端散热扇213逆时针转动，后端散热扇213逆时针转动实现气体流动散热的目的，外端齿环208逆时针转动带动大齿轮209逆时针转动，大齿轮209逆时针转动带动前端外棘轮210顺时针转动，此时的前端内棘轮212为逆时针转动的状态，由于前端外棘轮210与前端内棘轮212的配合，前端外棘轮210在前端内棘轮212上打滑，前端外棘轮210并不影响前端内棘轮212的转动；电机轴102在后机座105上顺时针转动时，电机轴102转动带动前端内棘轮212顺时针转动，前端内棘轮212带动前端外棘轮210顺时针转动，前端外棘轮210带动大齿轮209逆时针转动，大齿轮209带动外端齿环208逆时针转动，外端齿环208带动后端散热扇213逆时针转动，即后端散热扇213无论电机轴102处于何种转动方向，后端散热扇213都为逆时针转动以实现散热的目的，外端齿环208逆时针转动带动皮带输出齿轮207逆时针转动，皮带输出齿轮207逆时针转动带动皮带输入齿轮205逆时针转动，皮带输入齿轮205逆时针转动带动小齿轮204顺时针转动，小齿轮204顺时针转动带动后端外棘轮202逆时针转动，此时的后端内棘轮201为顺时针转动的状态，由于后端内棘轮201与后端外棘轮202的配合，后端外棘轮202在后端内棘轮201上打滑，后端外棘轮202并不影响后端内棘轮201的转动；散热降温组件2可以降低电机工作时的温度，降低电机出现退磁的概率。

后机座105上转动安装有驱动齿轮214，驱动齿轮214与后端散热扇213形成齿轮配合，后机座105上转动安装有前端散热扇215，前端散热扇215与驱动齿轮214形成齿轮配合，且前端散热扇215与后端散热扇213的扇叶布置方向相反，驱动齿轮214位于前端散热扇215和后端散热扇213之间。后端散热扇213转动带动驱动齿轮214转动，驱动齿轮214转动带动前端散热扇215转动，前端散热扇215与后端散热扇213转动方向始终相反，但由于扇叶方向也相反，所以后端散热扇213与前端散热扇215对内部气体流动方向产生的作用相同，两组扇叶共同作用提高散热效果，通过电机的正反转，来驱动后端散热扇213与前端散热扇215转动，同时可以抵消后端散热扇213和前端散热扇215转动时产生的扭矩。

电机机身组件1还包括电机外壳101，后机座105固定安装在电机外壳101上，电机外壳101上固定安装有前端盖103，电机轴102与前端盖103转动连接，后机座105上固定安装有后端盖104，电机外壳101上固定安装有定子安装架106，电机外壳101上固定安装有通风环216，外端齿环208与通风环216转动连接。气流通过通风环216将内部的热量散发到外界。

本发明还包括转速检测组件3，转速检测组件3包括磁感盒301，磁感盒301固定安装在后机座105上，磁感盒301上固定安装有磁感杆302，后机座105上固定安装有检测杆滑动架303，检测杆滑动架303上滑动安装有检测杆304，磁感杆302的两端通过导线分别与检测杆304两端连接，后机座105上还固定安装有内阻电源305，后机座105上固定安装有感应线圈306，感应线圈306的两个接触端点分别与内阻电源305的正负极连接，电机轴102上固定安装有磁片308，磁片308与后机座105转动连接。内阻电源305启动，使感应线圈306内部产生电流，并在感应线圈306与磁片308间产生磁场，电机轴102转动带动磁片308转动，磁片308转动的时候，磁感线会相对于磁感杆302移动，磁感杆302切割磁感线，磁感杆302的两端产生感应电动势，并在检测杆304上产生电流，由于检测杆304也处于感应线圈306的磁场中，检测杆304通过电流后会受到安培力的作用，检测杆304在检测杆滑动架303上滑动，通过检测杆304在检测杆滑动架303上的滑动距离判断转速。

磁感盒301的横纵向方向上各设有一个磁感杆302。在磁片308高速转动的时候，磁片308横向切割磁感线，因此也会出现短时间的电流，通过检测可以判断磁片的位置变化，磁片位置变化说明电机轴102偏移轴心，电机运行有风险，因为磁场是固定朝向的，如果磁场径向方向发生了偏移，会在纵向布置的磁感杆302上产生感应电动势，影响闭环伺服的精度，通过伺服系统对齐进行补偿。

检测杆滑动架303上固定安装有橡皮筋307，检测杆304与自然状态下橡皮筋307的中点固定连接。橡皮筋307用于检测杆304在检测杆滑动架303上滑动的回位。

Claims

1.一种具有防护结构的伺服电机，包括电机机身组件（1）和散热降温组件（2），散热降温组件（2）安装在电机机身组件（1）的内部，其特征在于：

电机机身组件（1）包括电机轴（102）和后机座（105），电机轴（102）转动安装在后机座（105）上；

散热降温组件（2）包括后端内棘轮（201）、后端外棘轮（202）、前端内棘轮（212）、前端外棘轮（210）、后端齿轮组、外端齿环（208）、大齿轮（209）、后端散热扇（213），后端齿轮组、外端齿环（208）、大齿轮（209）均转动安装在后机座（105）上，后端内棘轮（201）和前端内棘轮（212）层叠固定安装在电机轴（102）上，后端内棘轮（201）、后端外棘轮（202）和后端齿轮组在同一层排布，大齿轮（209）、前端外棘轮（210）和前端内棘轮（212）在同一层排布；后端内棘轮（201）和后端外棘轮（202）啮合，后端齿轮组的输入端与后端外棘轮（202）形成齿轮配合，后端齿轮组的输出端与外端齿环（208）形成齿轮配合，使后端外棘轮（202）与外端齿环（208）的转动方向相同；前端内棘轮（212）与前端外棘轮（210）啮合，前端外棘轮（210）与大齿轮（209）形成齿轮配合，大齿轮（209）与外端齿环（208）形成齿轮配合；后端散热扇（213）与外端齿环（208）固定连接并可与外端齿环（208）一同转动。

2.根据权利要求1所述的一种具有防护结构的伺服电机，其特征在于：后机座（105）上还固定安装有分隔架（211），分隔架（211）将后端内棘轮（201）和前端内棘轮（212）分隔开。

3.根据权利要求2所述的一种具有防护结构的伺服电机，其特征在于：所述后机座（105）上固定安装有内安装架（203），所述后端齿轮组包括小齿轮（204）、皮带输入齿轮（205）、皮带输出齿轮（207），小齿轮（204）、皮带输入齿轮（205）和皮带输出齿轮（207）均转动安装在内安装架（203）上，小齿轮（204）与后端外棘轮（202）形成齿轮配合，皮带输入齿轮（205）与小齿轮（204）形成齿轮配合，皮带输出齿轮（207）与皮带输入齿轮（205）通过皮带（206）连接，皮带输出齿轮（207）与外端齿环（208）形成齿轮配合。

4.根据权利要求3所述的一种具有防护结构的伺服电机，其特征在于：后机座（105）上转动安装有驱动齿轮（214），驱动齿轮（214）与后端散热扇（213）形成齿轮配合，后机座（105）上转动安装有前端散热扇（215），前端散热扇（215）与驱动齿轮（214）形成齿轮配合，且前端散热扇（215）与后端散热扇（213）的扇叶布置方向相反，驱动齿轮（214）位于前端散热扇（215）和后端散热扇（213）之间。

5.根据权利要求4所述的一种具有防护结构的伺服电机，其特征在于：电机机身组件（1）还包括电机外壳（101），后机座（105）固定安装在电机外壳（101）上，电机外壳（101）上固定安装有前端盖（103），电机轴（102）与前端盖（103）转动连接，后机座（105）上固定安装有后端盖（104），电机外壳（101）上固定安装有定子安装架（106），电机外壳（101）上固定安装有通风环（216），外端齿环（208）与通风环（216）转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有防护结构的伺服电机，其特征在于：还包括转速检测组件（3），转速检测组件（3）包括磁感盒（301），磁感盒（301）固定安装在后机座（105）上，磁感盒（301）上固定安装有磁感杆（302），后机座（105）上固定安装有检测杆滑动架（303），检测杆滑动架（303）上滑动安装有检测杆（304），磁感杆（302）的两端通过导线分别与检测杆（304）两端连接，后机座（105）上还固定安装有内阻电源（305），后机座（105）上固定安装有感应线圈（306），感应线圈（306）的两个接触端点分别与内阻电源（305）的正负极连接，电机轴（102）上固定安装有磁片（308），磁片（308）与后机座（105）转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有防护结构的伺服电机，其特征在于：磁感盒（301）的横纵方向上各设有一个磁感杆（302）。

8.根据权利要求7所述的一种具有防护结构的伺服电机，其特征在于：检测杆滑动架（303）上固定安装有橡皮筋（307），检测杆（304）与自然状态下橡皮筋（307）的中点固定连接。