CN200995328Y - 由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，因为将台面(2)直接固定于交流永磁同步外转子式力矩电机转子(5)的端部，而将转台的固定壳体(9)与力矩电机的定子冷却套(8)和力矩电机的定子(6)相连接，因此本实用新型由外转子式力矩电机驱动的单轴转台可以省略中间传动环节，从而提高了转台的运转精度和平稳性；同时电机可以输出较大的扭矩，提高了机械效益；此外，通过采用液压式刹车机构，简化了刹车机构，而且夹紧面积增加，刹车力较大，使得夹持平稳，对系统及传动影响小；在相同性能条件下，外转子力矩电机的体积更小，更加适于转台的驱动使用。

Description

由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台

技术领域

本实用新型涉及一种转台机构，更具体地说，涉及一种实现转台驱动的组合机构。

背景技术

如图1所示单轴转台的传统机械式传动方案，动力源通过传动机构实现转台的驱动。其中，动力源采用伺服电机，并将其作为一个独立的单元，无需考虑转台内部的冷却。中间传动环节采用齿轮式传动、齿轮齿条式传动或蜗轮蜗杆式传动。尽管在这种传统方案中，电气接线较少，整个产品的成本较低，但问题在于，对于齿轮、齿条或蜗轮蜗杆的加工精度通常要求较高；而且由于中间传动环节的存在，产生了转动惯量、弹性形变、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损，久而久之使得单轴转台系统的精度和稳定性下降，因此降低了加工质量。

图2给出了内、外转子式力矩电机分别驱动单轴转台的方案。在采用力矩电机直接驱动的单轴转台方案中，现有技术基本上采用内转子的力矩电机(如图2中内转子力矩电机连接单轴转台的方案)。内转子结构和外转子结构的力矩电机相比，在相同体积的条件下，内转子式的力矩电机产生的扭矩较小。从磁力线特性而言，内转子的转动平稳性差；此外，由于转子在内，定子在外，转子的直径较小，刹车结构设计较为复杂，并且相同的刹车力作用在较小的平面上，制动效果不明显。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，其目的在于解决在伺服电机通过传动机构实现转台驱动的现有技术中由于中间传动环节的存在而产生转动惯量、弹性形变、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损等问题，从而提高了单轴转台的运转精度和平稳性。本实用新型还解决了在内转子式力矩电机驱动单轴转台的现有技术中存在的输出扭矩小、刹车机构复杂、制动效果差的问题。

为了解决上述问题，本实用新型构造了一种由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，包括转台台面，该台面直接固定于交流永磁同步外转子式力矩电机转子的端部，转台的固定壳体与力矩电机的定子冷却套以及定子相连接。

上述交流永磁同步外转子式力矩电机，其转子由永磁体构成，位于环形定子的外部；转子外部设置有刹车机构。其中，定子由矽钢片和线圈绕组构成。此外，冷却套的内环设置有螺旋状的冷却槽或曲折式的冷却槽。而在转台台面与转台壳体之间设置有实现密封的唇式密封圈。

通过上述技术方案，本实用新型由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台省略了传统伺服电机驱动转台的方案中设置的中间传动环节，从而消除中间环节产生的转动惯量、弹性形变、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损，因此提高单轴转台的运转精度和平稳性。

同时本实用新型与内转子力矩电机实现转台驱动的方案相比，其有益效果在于，因为在设计力矩电机时，利用永磁体作为外转子可以使永磁体的磁场正切力作用在更大的直径上，从而比同体积的内转子力矩电机具有更高的扭矩，具有机械效益高的特点。由于转子环的直径较大可以放置更多的永磁体，就磁力线特性而言，更能实现平稳转动。另外，外转子采用液压式刹车机构，结构简单，夹紧作用面积大，具有更大的刹车力，而且夹持平稳，对系统及传动影响小。同时，相对相同扭矩的其他种类电机，外转子力矩电机的体积较小。在相同性能条件下，小体积的外转子力矩电机尤为适合用于驱动转台。

附图说明

图1是现有技术中设置中间传动环节驱动单轴转台的方案流程示意图；

图2是内、外转子式力矩电机分别驱动单轴转台方案的对比图；

图3是本实用新型由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台的剖视图。

其中，1、转台轴承；2、转台台面；3、唇式密封圈；4、外转子刹车机构；5、电机转子；6、电机定子；7、编码器；8、定子内冷却套；9、转台的壳体。

具体实施方式

参考图3说明本实用新型由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台。其中，电机的转子5直接和转台台面2相连，通常台面2利用螺栓固定于转子5的端部。同时，位于转子5内圈的定子6与定子6的冷却套和转台固定的壳体9通过螺栓相连接。转台的旋转角度为360°×n(n表示转数)。

在由永磁体构成的转子5外部，设置有刹车机构4。此外，为了有效地对电机发热源定子线圈绕组进行冷却，设计了外转子力矩电机的内冷套8，位于由矽钢片和线圈绕组构成的定子6的内部。冷却回路可以采用螺旋式冷却槽，也可以采用曲折式冷却槽。为了使得转台的高度降低，我们采用了转台专用的轴向/径向轴承1，该轴承选用INA公司的YRT系列轴向/径向轴承，该轴承能同时承受轴向和径向力以及倾斜力矩，轴承宽度非常小。为了保证密封性能，在转台与力矩电机壳体之间设置有唇式密封圈3。为了检测转子的位置，还设置有编码器7。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，包括转台台面(2)，其特征在于，所述台面(2)直接固定于力矩电机转子(5)的端部；转台的固定壳体(9)与力矩电机的定子冷却套(8)和力矩电机的定子(6)相连接。

2、根据权利要求1所述由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，其特征在于，所述转子(5)内壁为永磁体贴片，转子位于环形定子(6)的外部；所述转子(5)外部设置有刹车机构(4)。

3、根据权利要求2所述由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，其特征在于，所述定子(6)由矽钢片和线圈绕组构成。

4、根据权利要求3所述由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，其特征在于，所述冷却套(8)的内环设置有螺旋状的冷却槽。

5、根据权利要求3所述由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，其特征在于，所述冷却套(8)的内环设置有曲折式的冷却槽。

6、根据权利要求1-5任一所述由交流永磁同步外转子式力矩电机驱动的单轴转台，其特征在于，所述转台台面(2)与转台壳体(9)之间设置有实现密封的唇式密封圈(3)。

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