CN118826378B - 伺服电机减速一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种伺服电机减速一体机，涉及减速机领域，其中，伺服电机减速一体机包括：伺服电机；减速机包括外壳、第一减速组件和第二减速组件，且所述伺服电机的输出轴连接所述第一减速组件，所述第一减速组件的输出端与所述第二减速组件连接，所述第二减速组件的输出轴为所述伺服电机减速一体机的输出端，所述外壳设有容腔，所述第一减速组件和所述第二减速组件设于所述容腔内；以及散热组件，所述散热组件固定设于所述第一减速组件并延伸出所述壳体设置，所述散热组件用于产生散热气流，且所述散热组件还开设出风口，所述散热气流通过所述出风口而吹向所述外壳。本发明技术方案提供的伺服电机减速一体机能够提高散热效果，提高使用寿命。

Description

伺服电机减速一体机

技术领域

本发明涉及减速机设备技术领域，特别涉及一种伺服电机减速一体机。

背景技术

伺服电机以及减速机作为工业自动化领域中的关键部件，广泛应用于机器人、精密机床、自动化生产线等高精度控制场合。两者连接作为一体机应用，其核心优势在于能够实现高精度的位置控制和速度控制，同时具备较高的响应速度和扭矩输出。然而，随着工业自动化对设备性能要求的不断提高，伺服电机减速一体机在高负载、长时间运行时的散热问题日益凸显，成为限制其性能和寿命的关键因素。

传统的伺服电机减速一体机散热方式主要依赖于自然冷却，这种方式在高负载连续运行时，电机和减速器内部的温升显著，导致设备效率下降、噪音增加，严重时甚至会引发过热保护，影响设备的稳定性和使用寿命。此外，过高的温度还会影响减速器内部齿轮的精度和寿命，降低整体传动效率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种伺服电机减速一体机，旨在解决目前伺服电机减速一体机的散热效果不好，严重影响设备的稳定性和使用寿命。

为实现上述目的，本发明提出的伺服电机减速一体机，包括：

伺服电机；

减速机，所述减速机包括外壳、第一减速组件和第二减速组件，且所述伺服电机的输出轴连接所述第一减速组件，所述第一减速组件的输出端与所述第二减速组件连接，所述第二减速组件的输出轴为所述伺服电机减速一体机的输出端，所述外壳设有容腔，所述第一减速组件和所述第二减速组件设于所述容腔内；以及，

散热组件，所述散热组件固定设于所述第一减速组件并延伸出所述外壳设置，所述散热组件用于产生散热气流，且所述散热组件还开设出风口，所述散热气流通过所述出风口而吹向所述外壳。

在一实施例中，所述第一减速组件包括第一齿圈、第一行星轮和第一太阳轮，所述伺服电机的输出轴与所述第一齿圈连接并驱使所述第一齿圈转动，所述伺服电机的输出轴还固定连接所述第一太阳轮，所述第一行星轮转动啮合连接所述第一太阳轮和所述第一齿圈，所述第一行星轮连接有第一行星支架，所述第一行星支架与所述第二减速组件驱动连接。

在一实施例中，所述第二减速组件包括第二齿圈、第二行星轮和第二太阳轮，所述第二齿圈与所述外壳固定连接，所述第一行星支架与所述第二太阳轮连接并驱使所述第二太阳轮转动，所述第二行星轮啮合连接所述第二太阳轮和所述第二齿圈并绕所述第二太阳轮转动，所述第二行星轮连接有第二行星支架，所述第二行星支架与所述外壳之间设有轴承。

在一实施例中，所述散热组件包括固定圈和散热扇叶，所述固定圈固定套设在所述第一齿圈的外周，所述散热扇叶设于所述固定圈背离所述第一齿圈的一侧，所述第一齿圈驱使所述固定圈和所述扇叶转动以产生所述散热气流。

在一实施例中，所述外壳沿周向方向开设避让口，而使得所述外壳形成相对设置的第一壳体和第二壳体，所述固定圈转动设于所述避让口，且所述固定圈分别与所述第一壳体和所述第二壳体转动并密封连接。

在一实施例中，所述外壳设有若干散热片，所述散热片沿所述外壳的外周壁的周向方向间隔设置，相邻所述散热片之间形成散热通道，所述散热气流沿所述散热通道流动。

在一实施例中，所述伺服电机减速一体机还包括隔热板，所述隔热板设于所述伺服电机朝向所述减速机的一侧，所述隔热板设有导向斜面，所述导向斜面与所述隔热板的外周壁连接，并靠近边缘设置。

在一实施例中，所述外壳设有注油口，以通过所述注油孔向所述外壳内部加入润滑油。

在一实施例中，所述伺服电机包括机壳、转轴、控制主板和风扇，所述机壳开设出风口和进风口，所述控制主板设于所述机壳远离输出端的一侧，所述风扇与所述转轴连接，所述转轴驱使所述风扇转动而使得自所述进风口至所述出风口形成第二散热气流。

在一实施例中，所述伺服电机还包括转子组件，所述转子组件与所述转轴固定连接，所述风扇设于所述控制主板与所述转子组件之间，且所述出风口与所述进风口均设于所述伺服电机的侧壁，所述控制主板朝向所述风扇的一侧还设有导热件。

本发明技术方案通过采用伺服电机和减速机连接而形成一体机，所述减速机与伺服电机的输出轴连接，以起到减速的作用，具体的，减速机的第一减速组件连接伺服电机的输出轴，并对伺服电机的输出转速进行减速，第一减速组件的输出端连接第二减速组件，第二减速组件对第一减速组件的输出速度进一步减速，以达到所需速度。散热组件安装在减速机上，散热组件产生散热气流并吹向减速机的外壳，并对减速机起到散热的作用，与现有依靠自然冷却的方式相比，散热效率提高，进而提高使用寿命。并且，本发明提出的伺服电机减速一体机设计合理且结构简单紧凑，体积小，便于合理设计占用空间，输出精度高，输出扭矩大，噪声低，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的伺服电机减速一体机实施例减速机的结构示意图；

图2为本发明提供的伺服电机减速一体机实施例的传动示意图；

图3为本发明提供的伺服电机减速一体机实施例第一减速组件的结构示意图；

图4为本发明提供的伺服电机减速一体机实施例第二减速组件的结构示意图；

图5为本发明提供的伺服电机减速一体机实施例伺服电机的结构示意图；

图6为本发明提供的伺服电机减速一体机实施例伺服电机的剖视结构示意图。

附图标号说明：

100、伺服电机；110、机壳；111、进风口；112、出风口；120、控制主板；130、风扇；140、导热件；

200、减速机；210、外壳；211、散热片；212、散热通道；213、注油口；220、第一减速组件；221、第一齿圈；222、第一行星轮；223、第一太阳轮；224、第一行星支架；230、第二减速组件；231、第二齿圈；232、第二行星轮；233、第二太阳轮；234、第二行星支架；

300、散热组件；310、固定圈；320、散热扇叶；330、保护罩；331、格栅；

400、隔热板；410、导向斜面。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的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，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态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。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。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。

在现有技术中，传统的伺服电机减速一体机散热方式主要依赖于自然冷却，这种方式在高负载连续运行时，电机和减速器内部的温升显著，导致设备效率下降、噪音增加，严重时甚至会引发过热保护，影响设备的稳定性和使用寿命。此外，过高的温度还会影响减速器内部齿轮的精度和寿命，降低整体传动效率。

本发明提出一种伺服电机减速机体机。

请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，该伺服电机减速一体机包括：伺服电机100、减速机200以及散热组件300，其中，所述减速机200包括外壳210、第一减速组件220和第二减速组件230，且所述伺服电机100的输出轴连接第一减速组件220，第一减速组件220的输出端与第二减速组件230连接，第二减速组件230的输出轴为伺服电机减速一体机的输出端，外壳210设有容腔，第一减速组件220和第二减速组件230设于容腔内。在本实施例中，两个减速组件具有较大的传动比，传动稳定性高，延长使用寿命。具体的，第一减速组件220与伺服电机100的输出轴连接，第二减速组件230与第一减速组件220的输出端连接，第二减速组件230的输出轴为整个一体机的输出轴。

所述散热组件300固定设于所述第一减速组件220并延伸出外壳设置，散热组件300用于产生散热气流，且散热组件300还开设出风口112，散热气流通过出风口112而吹向外壳210。减速机200内部通过多级转动对伺服电机100的输出转速进行减速，会产生较大的热量，若不能及时冷却降温，可能影响传动进而影响稳定性和使用寿命。本实施例通过采用散热组件300产生散热气流并对减速机200进行散热，与传统自然冷却的方式相比，散热效率提高。具体的，第一减速组件220和第二减速组件230产生的热量传递至外壳210，散热组件300的出风口112产生散热气流，散热气流吹向外壳210，与外壳210进行热交换，带走外壳210的热量，达到散热的目的。

本发明技术方案通过采用伺服电机100和减速机200连接而形成一体机，减速机200与伺服电机100的输出轴连接，以起到减速的作用，具体的，减速机200的第一减速组件220连接伺服电机100的输出轴，并对伺服电机100的输出转速进行减速，第一减速组件220的输出端连接第二减速组件230，第二减速组件230对第一减速组件220的输出速度进一步减速，以达到所需速度。散热组件300安装在减速机200上，散热组件300产生散热气流并吹向减速机200的外壳210，并对减速机200起到散热的作用，与现有依靠自然冷却的方式相比，散热效率提高，进而提高使用寿命。并且，本发明提出的伺服电机减速一体机设计合理且结构简单紧凑，体积小，便于合理设计占用空间，输出精度高，输出扭矩大，噪声低，使用寿命长。

参考图3所示，在一实施例中，第一减速组件220包括第一齿圈221、第一行星轮222和第一太阳轮223，伺服电机100的输出轴与第一齿圈221连接并驱使第一齿圈221转动，伺服电机100的输出轴还固定连接第一太阳轮223，第一行星轮222转动啮合连接第一太阳轮223和第一齿圈221，第一行星轮222连接有第一行星支架224，第一行星支架224与第二减速组件230驱动连接。

进一步地，参考图4所示，第二减速组件230包括第二齿圈231、第二行星轮232和第二太阳轮233，第二齿圈231与外壳固定连接，第一行星支架224与第二太阳轮233连接并驱使第二太阳轮233转动，第二行星轮232啮合连接第二太阳轮233和第二齿圈231并绕第二太阳轮233转动，第二行星轮232连接有第二行星支架234，第二行星支架234与外壳210之间设有轴承。

在具体实施过程中，第一减速组件220和第二减速组件230均采用星型齿轮结构，具体的，伺服电机100的输出轴穿过外壳210并连接第一齿圈221，并驱使第一齿圈221转动，第一齿圈221作为第一减速组件220的输入。第一行星轮222设有三个，并在第一齿圈221的驱动下沿太阳轮啮合转动，第一太阳轮223固定，成为静止件，提供定位和支撑作用，第一行星轮222连接有第一行星支架224，第一行星支架224绕第一太阳轮223转动，并作为第一减速组件220的输出。可以理解的，伺服电机100的输出轴与外壳210之间设有轴承，另外，伺服电机100的输出轴与第一太阳轮223之间设置轴承，对第一太阳轮223起到支撑的作用。

第二减速组件230的第二太阳轮233与第一行星支架224连接，第二太阳轮233作为第二减速组件230的输入，第二行星轮232设有三个，并在第二太阳轮233和第二齿圈231之间啮合转动，第二齿圈231与外壳210固定连接，成为静止件，提供定位和支撑作用，第二行星轮232连接有第二行星支架234，第二行星支架234作为第二减速组件230的输出，并作为整个一体机的输出。

本实施例两个减速组件均采用行星结构，可实现传动减速的目的，同时，还可以使得伺服电机减速一体机的整体体积较小，可减少体积过大导致适配性差的问题，进而可提高一体机的适用范围。并且双行星排减速机200的占用空间小，结构更加紧凑，还可以扩大双行星排的速比范围，进而可允许双行星排减速机200配置高转速低扭矩的轻量伺服电机100，有利于轻量化设计。

在一实施例中，散热组件300包括固定圈310和散热扇叶320，固定圈310固定套设在第一齿圈221的外周，散热扇叶320设于固定圈310背离第一齿圈221的一侧，第一齿圈221驱使固定圈310和扇叶转动以产生散热气流。

在具体实施过程中，固定圈310固定套设在第一齿圈221的外周，可以理解的，固定圈310与第一齿圈221之间可通过螺栓或过盈连接，使得固定圈310与第一齿圈221同步转动。散热扇叶320采用涡轮扇叶，并保证产生的散热气流沿轴线方向流动并与外壳210接触以带走外壳210的热量。本实施例中，散热扇叶320通过第一齿圈221驱动旋转，第一齿圈221直接连接伺服电机100的输出轴，具有一定的转速，进而保证散热气流具有一定的流速。而且，散热扇叶320不需要另外的动力源即可转动产生散热气流，一方面能够减少结构的数量，简化结构，便于组装，另一方面还可以节约成本和能源。

进一步地，外壳210沿周向方向开设避让口，而使得外壳210形成相对设置的第一壳体和第二壳体，固定圈310转动设于避让口，且固定圈310分别与第一壳体和第二壳体转动并密封连接。

需要说明的是，为了保证第一减速组件220的密封性，固定圈310与第一壳体和第二壳体通过推力球轴承转动连接，并且，固定圈310的两端还沿轴线方向延伸，形成筒状结构，并套接有油封和密封圈，相应的油封与第一壳体和第二壳体接触，进而保证第一减速组件220的密封性。

另外，在本实施例中，散热组件300还包括保护罩330，保护罩330安装在外壳210上，并罩设在散热扇叶320上，保护罩330的侧壁镂空设置并形成格栅331结构，以保护扇叶，同时还便于散热扇叶320的进风和出风。

在一实施例中，外壳210设有若干散热片211，散热片211沿外壳210的外周壁的周向方向间隔设置，相邻散热片211之间形成散热通道212，散热气流沿散热通道212流动。

具体的，散热片211沿外壳210的径向方向和轴向方向延伸，相邻散热片211之间形成散热通道212，散热通道212沿轴向延伸。散热组件300位于减速机200的一端，并向另一端吹风，散热片211使得第一散热气流沿散热通道212流通，能够快速带走散热片211的热量，提高散热效果。散热扇叶320转动形成的散热气流尽可能多的沿轴向方向流动，以保证散热气流沿外壳流动，并且能够保证流动顺畅，并且，散热片211还可以增大散热面积，提高散热效率。

在一实施例中，参考图5和图6所示，伺服电机减速一体机还包括隔热板400，隔热板400设于伺服电机100朝向减速机200的一侧，隔热板400设有导向斜面410，导向斜面410与隔热板400的外周壁连接，并靠近边缘设置。

需要说明的是，减速机200与伺服电机100在同轴方向上，并且，散热组件300靠近伺服电机100设置，散热组件300朝向伺服电机100的一侧为进风侧，伺服电机100也会产生热量，伺服电机100实现散热效果的进风口111和出风口112均为位于伺服电机100的侧壁，这样，伺服电机100和散热组件300可能会产生干涉影响。本实施例通过设置隔热板400，一方面可以减少干涉的作用，另一方面，还可以避免伺服电机100与减速机200两者产生的热量会影响彼此。

在具体实施过程中，隔热板400连接在伺服电机100的机壳110上，并与散热组件300形成一定的间隔距离，以保证散热组件300顺利进风。进一步地，隔热板400朝向散热组件300的一侧且靠近边缘的位置设置导向斜面410，引导气流流入散热组件300，对气流起到导向的作用，提高散热效果。

在一实施例中，外壳210设有注油口213，以通过注油孔向外壳210内部加入润滑油。可以理解的，在不需要加入或更换润滑油时，注油孔通过橡胶塞或螺栓等实现密封，避免润滑油泄漏。在另一实施例中，伺服电机减速一体机还连接有循环机构，并且外壳210还设置出油口，循环机构与出油口和注油口213连接，使得减速机200内的润滑油能够循环，还可以起到散热的作用。需要说明的是，减速机200采用星型齿轮啮合传动的方式进行传动，齿轮的传动会因局部摩擦而产生热量，导致内部的润滑油的温度上升，进而对传动效率和润滑效果都会产生影响。本实施例中通过设置循环机构对减速机200内部的润滑油进行循环供油处理，从而能够大大降低装置内部润滑油的工作温度。具体的，循环机构包括导流管和冷却装置，导流管与出油口和注油口213连接，使得润滑油流出外壳210后经冷却装置降温冷却再流回外壳210内，还可以更新润滑，另外，还可以起到对外壳210内部降温的作用，提高行星轮转动的稳定性，减少摩擦损耗的产生。

在一实施例中，伺服电机100包括机壳110、转轴、控制主板120和风扇130，机壳110开设出风口112和进风口111，控制主板120设于机壳110远离输出端的一侧，风扇130与转轴连接，转轴驱使风扇130转动而使得自进风口111至出风口112形成第二散热气流。

在具体实施过程中，机壳110内部形成容腔，并且容腔内具有转子组件和定子组件，转子组件与转轴连接，实现转轴的转动。在本实施例中，风扇130设于机壳110内部的容腔内，并与转轴连接，转轴驱使风扇130转动，使得机壳110外界冷气流自进风口111进入机壳110内部，并与机壳110内部产生热量的部件进行热交换，形成热气流，热气流自出风口112排出，进而达到散热的目的。

进一步地，在具体实施过程中，出风口112与进风口111均设于伺服电机100的侧壁，且伺服电机100的外周壁包括两两相对的四个侧面，其中两个相对的侧面均开设进风口111，另两个侧面开设出风口112。伺服电机100还包括转子组件，转子组件与转轴固定连接，风扇130设于控制主板与转子组件之间，控制主板朝向风扇130的一侧还设有导热件140。

其中，进风口111靠近转子组件，出风口112与风扇130相对设置，进而保证风扇130转动使得热气流及时通过出风口112排出，减少热气流的滞留时间，提高散热效果。具体的，风扇130位于控制主板120和转子之间，冷气流自进风口111经过转子组件和定子组件，并对两者进行冷却，控制主板还通过导热件140导热，导热件140靠近风扇130，进一步提高机壳110内的构件散热的效果。在具体实施过程中，导热件140通过导热硅胶连接控制主板，另外，控制主板位于机壳110的背离转轴的一端，可直接与外界进行热交换而达到散热的目的。

以上所述仅为本发明的示例性的实施方式，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。

Claims (5)

1.一种伺服电机减速一体机，其特征在于，包括：

伺服电机；

减速机，所述减速机包括外壳、第一减速组件和第二减速组件，且所述伺服电机的输出轴连接所述第一减速组件，所述第一减速组件的输出端与所述第二减速组件连接，所述第二减速组件的输出轴为所述伺服电机减速一体机的输出端，所述外壳设有容腔，所述第一减速组件和所述第二减速组件设于所述容腔内；以及，

散热组件，所述散热组件固定设于所述第一减速组件并延伸出所述外壳设置，所述散热组件用于产生散热气流，且所述散热组件还开设出风口，所述散热气流通过所述出风口而吹向所述外壳；

所述第一减速组件包括第一齿圈、第一行星轮和第一太阳轮，所述伺服电机的输出轴与所述第一齿圈连接并驱使所述第一齿圈转动，所述伺服电机的输出轴还固定连接所述第一太阳轮，所述第一行星轮转动啮合连接所述第一太阳轮和所述第一齿圈，所述第一行星轮连接有第一行星支架，所述第一行星支架与所述第二减速组件驱动连接；

所述散热组件包括固定圈和散热扇叶，所述固定圈固定套设在所述第一齿圈的外周，所述散热扇叶设于所述固定圈背离所述第一齿圈的一侧，所述第一齿圈驱使所述固定圈和所述扇叶转动以产生所述散热气流；

所述外壳沿周向方向开设避让口，而使得所述外壳形成相对设置的第一壳体和第二壳体，所述固定圈转动设于所述避让口，且所述固定圈分别与所述第一壳体和所述第二壳体转动并密封连接；

所述外壳设有若干散热片，所述散热片沿所述外壳的外周壁的周向方向间隔设置，相邻所述散热片之间形成散热通道，所述散热气流沿所述散热通道流动；

所述伺服电机减速一体机还包括隔热板，所述隔热板设于所述伺服电机朝向所述减速机的一侧，所述隔热板设有导向斜面，所述导向斜面与所述隔热板的外周壁连接，并靠近边缘设置。

2.如权利要求1所述的伺服电机减速一体机，其特征在于，所述第二减速组件包括第二齿圈、第二行星轮和第二太阳轮，所述第二齿圈与所述外壳固定连接，所述第一行星支架与所述第二太阳轮连接并驱使所述第二太阳轮转动，所述第二行星轮啮合连接所述第二太阳轮和所述第二齿圈并绕所述第二太阳轮转动，所述第二行星轮连接有第二行星支架，所述第二行星支架与所述外壳之间设有轴承。

3.如权利要求1所述的伺服电机减速一体机，其特征在于，所述外壳设有注油口，以通过所述注油口向所述外壳内部加入润滑油。

4.如权利要求1所述的伺服电机减速一体机，其特征在于，所述伺服电机包括机壳、转轴、控制主板和风扇，所述机壳开设出风口和进风口，所述控制主板设于所述机壳远离输出端的一侧，所述风扇与所述转轴连接，所述转轴驱使所述风扇转动而使得自所述进风口至所述出风口形成第二散热气流。

5.如权利要求4所述的伺服电机减速一体机，其特征在于，所述伺服电机还包括转子组件，所述转子组件与所述转轴固定连接，所述风扇设于所述控制主板与所述转子组件之间，且所述出风口与所述进风口均设于所述伺服电机的侧壁，所述控制主板朝向所述风扇的一侧还设有导热件。