CN1628406A - 齿轮减速器和齿轮电动机连接器 - Google Patents

齿轮减速器和齿轮电动机连接器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动机减速齿轮装置(10)，其包括：一驱动传动轴轮流旋转的电动机(11)，一位于所述传动轴上的磁铁(24)，一接近所述磁铁(24)的霍尔效应传感器(14)。本发明还涉及一种包括霍尔效应传感器的连接器。本发明具有的优点是增强通过所述传感器对磁铁磁场的探测，以及电动机的操作，而不需要在所述磁铁和所述传感器之间应用任何中间部件。

Description

齿轮减速器和齿轮电动机连接器
技术领域
本发明涉及一种齿轮减速器和一种齿轮电动机连接器。
背景技术
适用于本发明的电动机或齿轮电动机被连到控制系统上，该控制系统利用电动机速度和/或位置参数。取决于所述传动轴的速度和/或位置，所述控制系统从连到磁铁上的霍尔效应传感器处接收这些参数，该磁铁被设计用来将磁场传送到所述传感器处。
曾提出一种解决方案，即将所述磁铁安装在齿轮电动机的驱动轴上，并将所述霍尔效应传感器固定在所述控制系统或连接器上；形成一通量集中器的磁通量导体被插入在所述磁铁和所述传感器之间，以允许磁通量被导向至所述传感器。
该解决方案存在缺陷，即通量的一部分损失，并且不能被导向至所述霍尔效应传感器，这将降低对电动机参数探测的质量。而且，通量集中器的安装将使得所述连接器的制造变得更加复杂。
发明内容
为了解决这个问题，本发明提出了一种齿轮减速器，其包括一驱动传动轴轮流旋转的电动机，一位于所述传动轴上的磁铁和一接近所述磁铁的霍尔效应传感器。
优选地，所述传感器和所述磁铁之间的距离是小于等于4mm。有利地，所述传感器和所述磁铁之间的距离是2mm。
根据一实施例，所述传感器由一将动力传送到所述电动机上的连接器支撑着。优选地，所述连接器是可移动的。
根据一实施例，所述连接器包括界定一平面的印刷电路板，其中所述传感器相对于所述平面被偏置。
本发明还涉及一种齿轮电动机连接器，其包括界定一平面的印刷电路板和一霍尔效应传感器，其中所述传感器相对于所述平面被偏置。例如，所述霍尔效应传感器位于所述连接器中的导孔内。有利地，所述连接器还包括电触点。
附图说明
下面通过参考附图，对本发明实施例的详细描述仅作为一个实例来对本发明的其它特性和优点进行描述，其中：
图1所示为齿轮减速器的剖视图；
图2和图3所示为通过传感器对磁铁磁场的探测。
具体实施方式
为了探测马达的操作参数，在本发明的一个实施例中提出了一种位于磁铁附近的霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器是连到马达操作参数上的磁场的来源。该霍尔效应传感器被设定在一定距离处，所以它可以探测到磁场，而不需要在磁铁和传感器之间应用中间装置。
图1所示为齿轮减速器9的示意图，其包括齿轮电动机10，连接器12连接到齿轮电动机10上。
齿轮电动机10包括电动机11，该电动机11借助于传动轴15驱动减速齿轮13轮流旋转。该电动机11包括形成一外壳的定子17，永久磁铁(未图示)内置于该外壳中，定子17借助于轴承18支撑着转子19的传动轴15的一端15a。后者包括以一种公知的方式缠绕在叠片上的绕组。集电极20电连接到转子19上，并且借助于电刷21接收用于电动机11的电源电流，该电源电流通过电源接线端22被传送到电动机11处。
齿轮电动机10还包括外套23，该外套23被刚性固定在定子17上，并且借助于一第二轴承装置，未图示，支撑着传动轴15的第二端。位于第二轴端一侧上的传动轴15的部分被设置成形成一蜗杆的螺杆，该蜗杆驱动减速齿轮13。
齿轮减速器10还包括位于传动轴15上的磁铁24。该磁铁24被固定在传动轴15上，所以它跟随着传动轴的移动。因此，由磁铁24产生的磁场表出轴和电动机11移动的特点。所以，磁铁24以轴15的旋转速度被驱动轮流旋转。
根据图1中的实施例，磁铁24是位于传动轴15上的磁环。磁铁24的极化横穿轴15的纵轴。
传感器14被设置在齿轮减速器10内，所以它可探测磁铁24的磁场，以传送轴15的速度和/或位置。因此，传感器14可提供关于传动轴15的运转的信息。传感器14被设置得离磁铁24较近，这是因为传感器14被设置在磁铁24的附近，所以传感器14不需要应用中间装置即可探测到磁铁24的磁场。传感器14离磁铁24越近，传感器对磁场的探测就越好。为了增加穿过传感器的有效通量和减少由于泄露而导致的磁场损失，传感器14和磁铁24的接近允许传感器14在磁场的起源处探测到磁场，磁场在磁场的起源处很强。其优点是可应用低灵敏度的霍尔效应传感器或者较弱的磁铁。另一个优点是可避免使用一种如磁通量集中器的装置，该装置使得齿轮减速器的制造变得复杂。
图2和图3所示为通过传感器14对磁铁24的磁场的探测。图2所示为具有两个磁极，南极和北极，的磁铁24，其中磁力线42从一个磁极延伸到另一个磁极。磁力线42被设置在磁铁24附近的传感器14探测到。图3所示为具有两个南极和两个北极的磁铁24，其中磁力线42从一个北极延伸到一个南极处。磁力线42被设置在磁铁24附近的传感器14探测到。
在图2和图3中可以看到，磁铁具有的北极和南极越多，磁场42就越弱。磁铁具有若干个磁极的优点在于传动轴15的操作参数可以被更准确地测量到。当磁场较弱时，由于存在传感器14接近磁铁24，这将使得传感器在没有中间装置的情况下探测到磁场。磁铁24产生等强度的磁场42，磁场的方向随着传动轴15的角位置的变化而变化，这意味着由霍尔效应传感器14探测到的磁场是传动轴15的角位置的函数。所以，由霍尔效应传感器14传送的电信号提供关于传动轴15的速度和/或角位置的信息，并且使得电动机的操作是可控的。
例如，传感器14和磁铁24之间的距离至多是4mm。当相隔距离是4mm时，可将20G的传感器应用于四极环。优选地，传感器14和磁铁24之间的距离是2mm。在这种情况下，当应用具有20G的灵敏度的相同传感器时，磁极的数目可增加到六个，因此，在位置的测量中可提供更高的准确度。在一种具有通量集中器、相同灵敏度的传感器和相同的磁铁近面电场的解决方案中，由于磁场太弱而不能将磁场传递到传感器，所以只有两极环可被用于正确的操作。
例如，传感器14可被固定到外套23上，电源接线端22或集电极20取决于磁铁24沿着传动轴15的轴线的位置。其优点是当齿轮减速器9被装配或者没被装配时，霍尔效应传感器都可以按照需要被安装在相同的标准齿轮减速器上。
优选地，霍尔效应传感器14被连接器12支撑着，用于将动力传递到电动机11处。为了这个目的，为了保持住具有导孔41的连接器1 2，外套23在电源接线端22的附近具有一孔25，传感器14位于上述导孔41内。连接器12可包括用在电动机11的控制装置上的印刷电路板26。印刷电路能将电源电流传送到电动机11上。由电子电路传送的电流穿过叉形电触点32，也就是，接触在由弹性夹组成的一端上，该弹性夹具有两个对称的向内弯曲的接触部件。
有利地，连接器12是可移动的。连接器12通过常规的可释放紧固件，未图示，被保持在适当的位置上。其优点是连接器12可被另一个具有不同的控制电子装置的连接器替换。另一个优点是传感器14并非一定被安装在齿轮电动机的外套23中。而且，当齿轮减速器被制造时，不必提供用于传感器的连接，这简化了它的制造。
传感器被可移动的动力传送连接器支撑着的事实允许校正传感器中的缺陷，或者用于通过移动连接器来改变传感器的类型。为了最优化传感器对磁场的探测，可移动支撑的形式还意味着传感器的位置在连接器上可被轻易地调整或者再次调整，而如果传感器在齿轮电动机中被永久地固定，那么上述的调整将变得更困难。
传感器14在连接器12中可被安装在印刷电路板26上。这使得用于通过传感器14进行磁场探测的处理电子装置(未图示)被固定在板26上。印刷电路板26界定平面P，其中传感器14相对于平面P偏置。这使得传感器14可被固定在板26上并且接近磁铁24。例如，通过图1中所示的被标记为35的长的连接组合件，传感器14被装配。组合件的长度由平面P和磁铁24之间的间距来选择。例如组合件35的长度可是30mm。
本发明还涉及这样一种连接器12。
优选地，连接器12包括外壳36，在外壳36上安装有可释放紧固件(未图示)。外壳36包含印刷电路板26，电触点32和霍尔效应传感器14。例如，外壳36可由模制获得。优选地，位于外壳36和孔口25的轮廓之间的连接被密封，所以齿轮电动机10的内部可保持防水；而且，优选地，也保持位于外壳36的内部和齿轮电动机10的内部之间的密封。
为了简化齿轮电动机的构造，可移动连接器支撑传感器的应用使得连接器的所有连接都从齿轮电动机处朝着连接器被偏置。
有利地，传感器14位于外壳36内的导孔41中，以确保外壳36和齿轮电动机10之间的密封。传感器14穿过外壳36探测磁场。外壳36保护传感器14。考虑到磁铁24和轴15的制造公差，以及在外壳36和磁铁24之间没有任何接触，传感器14和磁铁24之间的距离是可被选择的，所以传感器14可被设置在外壳36中，并且外壳36可被移近到磁铁24处。
根据本发明，连接器使得单个齿轮电动机的配置适用于多种应用场合。齿轮电动机的标准化通过改变连接器的可能性得到补偿，连接器的改变是通过改变印刷电路板上的电子装置和霍尔效应传感器的类型。这使得齿轮减速器的制造变得简化而且成本较低。

Claims (7)

1、一种齿轮减速器(10)，其包括：
一驱动传动轴轮流旋转的电动机(11)，
一位于所述传动轴上的磁铁(24)，
一接近所述磁铁(24)的霍尔效应传感器(14)，
一将动力传送到所述电动机(11)处的可移动连接器(12)，其中传感器(14)被所述连接器(12)支撑着。
2、如权利要求1所述的齿轮减速器，其特征在于：所述传感器(14)和所述磁铁(24)之间的距离是小于等于4mm。
3、如权利要求1或2所述的齿轮减速器，其特征在于：所述传感器(14)和所述磁铁(24)之间的距离是2mm。
4、如上述权利要求中任一项所述的齿轮减速器，其特征在于：所述连接器(12)包括一印刷电路板(26)，该印刷电路板(26)界定一平面(P)，其中所述传感器(14)相对于所述平面(P)被偏置。
5、一种齿轮电动机连接器(12)，其包括一印刷电路板(26)和一霍尔效应传感器(14)，所述印刷电路板(26)界定一平面(P)，其中所述传感器(14)相对于所述平面(P)被偏置。
6、如权利要求5所述的连接器，其特征在于：所述霍尔效应传感器(14)位于所述连接器中的一导孔内。
7、如权利要求5或6所述的连接器，其特征在于：所述连接器还包括电触点(32)。
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