CN201829334U - 旋转电动舵机及其无接触式旋转变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无接触式旋转变压器，以及使用该无接触式旋转变压器的旋转电动舵机。本实用新型无接触式旋转变压器包括轴承、定子铁心、转子、定子外壳以及转子支架，所述转子通过转子支架固定，所述定子铁心上开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心以定子外壳的左端台阶孔为定位孔粘在定子外壳内圆上，组成定子，并由轴承定位固定，所述定子外壳与定子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者可相对转动。本实用新型旋转电动舵机以及其无接触式旋转变压器的静止部分和转动部分之间没有接触连接，且二者可相对转动，具有结构简单、工作可靠性高、易维护等特点，具有较大实际使用价值。

Description

旋转电动舵机及其无接触式旋转变压器 

技术领域

本实用新型涉及一种无接触式旋转变压器，以及使用该无接触式旋转变压器的旋转电动舵机。 

背景技术

现有技术电动舵机主要使用接触式电位计与光盘编码器作为测量舵机旋转角度的部件。然而接触式电位计由于转子部分与定子部分相接触，会发生接触磨损，所以存在可靠性低、不易维护、温度影响大的问题。而光盘编码器受温度影响大，抗震能力弱，因此可靠性和精度较低。 

实用新型内容

本实用新型的目的是：为了解决现有技术电动舵机接触式电位计可靠性低、温差影响大的问题，本实用新型提供了一种应用于旋转电动舵机的可靠性高、温差影响小的无接触式旋转变压器。 

另外，本实用新型还提供一种使用该无接触式旋转变压器的旋转电动舵机。 

本实用新型的技术方案是：一种无接触式旋转变压器，其包括轴承、定子铁心、转子、定子外壳以及转子支架，所述转子通过转子支架固定，所述定子铁心上开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心以定子外壳的左端台阶孔为定位孔粘在定子外壳内圆上，组成定子，并由轴承定位固定，所述定子外壳与定子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者可相对转动。 

所述无接触式旋转变压器的定子和转子由铁镍软磁合金冲片叠压而成，定子的冲片厚度为0.2mm。 

一种旋转电动舵机，其包括：舵机输出轴、卡圈、无接触式旋转变压器、谐波减速器、无刷直流电动机、舵机前盖以及舵机壳体，其中，所述无接触旋转变压器环绕舵机输出轴设置，且由舵机前盖和舵机壳体包覆，其中，所述无接触式旋转变压器包括轴承、定子铁心、转子、定子外壳以及转子支架，所述转子通过转子支架套在舵机输出轴上，所述定子铁心上开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心以定子外壳的左端台阶孔为定位孔粘在定子外壳内圆上，组成定子，定子以轴承的右端面定位，靠向左端的舵机前盖，而轴承靠住舵机输出轴的台阶，所述装有轴承的舵机输出轴设置在舵机壳体内，并由右端的轴承的左端面压住定子，所述舵机输出轴末端通过谐波减速器和谐波减速器柔轮与无刷直流电动机相连，另外，所述定子外壳与定子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者可相对转动。 

所述定子和转子由铁镍软磁合金冲片叠压而成，定子的冲片厚度选择0.2mm。 

本实用新型的优点是：本实用新型旋转电动舵机由无刷直流电动机、无接触式旋转变压器和改良后的谐波减速器组成。无接触式旋转变压器结构主要分为：外壳、定子部件、转子部件、轴承等零部件，外壳与定、转子共同构成磁路。 

本实用新型转子上不放置绕组，转动部分不需要电功率，且静止部分和转动部分之间没有接触连接，结构简单，工作可靠。所述无接触式 旋转变压器通过利用转子和定子之间的相对转动产生交变磁场，并测量与转子旋转角度相关的感应电压，从而实现对转子转速的测量，并进一步得到旋转电动舵机输出轴的转动角度和转速。因此本实用新型无接触式旋转变压器结构简单、线性度好、工作可靠性高、无磨损、易维护、温漂小等优点。所应用的旋转电动舵机对应具有结构简单，可靠性高，精度高，易于维护的特点，因此具有较大的实际应用价值。 

附图说明

图1是本实用新型旋转电动舵机一较佳实施方式的结构示意图； 

其中，1-舵机输出轴、2-卡圈、3-轴承、4-定子铁心、5-转子、6-谐波减速器、7-谐波减速器柔轮、8-无刷直流电动机、9-舵机前盖、10-定子外壳、11-转子支架、12-舵机壳体。 

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步详细说明。 

参见图1，其是本实用新型旋转电动舵机一较佳实施方式的结构示意图。所述旋转电动舵机包括舵机输出轴1、卡圈2、无接触式旋转变压器、谐波减速器6、无刷直流电动机8、舵机前盖9以及舵机壳体12。所述无接触旋转变压器环绕舵机输出轴1设置，且由舵机前盖9和舵机壳体12包覆。所述舵机输出轴1末端通过谐波减速器刚轮和谐波减速器柔轮7与无刷直流电动机8相连。 

所述无接触式旋转变压器包括轴承3、定子铁心4、转子5、定子外壳10以及转子支架11。无接触式旋转变压器的转子5通过转子支架11套在舵机输出轴1上。所述定子铁心4上开槽放置激磁绕组和输出绕组， 定子铁心4以定子外壳10的左端台阶孔为定位孔粘在定子外壳10内圆上，组成定子。然后将定子以轴承3的右端面定位，靠向左端的舵机前盖9，再将轴承3靠住舵机输出轴1的台阶，将装有轴承3的舵机输出轴1装进舵机壳体12，用右端的轴承3的左端面压住定子。 

所述无接触式旋转变压器的定子外壳10与定子、转子共同构成磁路，其中，定子由高饱和磁密的铁镍软磁合金冲片叠压而成，冲片厚度选择0.2mm，以有效减小涡流损耗。所述转子5也选用同种材料，也采用冲片叠压的方式，然而转子5上不放置绕组，也就是说转动部分不需要电功率。因此静止部分和转动部分之间没有接触连接，结构简单，工作可靠。 

本实用新型的工作原理是：利用无刷直流电动机带动谐波减速器的凸轮转动产生谐波，柔轮的部分齿与刚轮的部分齿进行啮合，从而使柔轮与凸轮转动方向相反。柔轮与舵机输出轴1连接实现减速，同时带动无接触式旋转变压器的转子5转动，从而在无接触式旋转变压器的定子和转子5之间的气隙中产生交变磁场，因为激磁绕组和输出绕组之间存在互感，所以在输出绕组中感应出一个与转子5旋转角度成比例的电信号。当转子5的对称轴线与激磁绕组或输出绕组的中心重合时，输出绕组的感应电压为零。如果转子5向一个方向转动，输出电压与转子的旋转角度成比例增加，从而可测量出当前旋转电动舵机输出轴的转动角度。 

因此本实用新型无接触式旋转变压器通过利用转子和定子之间的相对转动产生交变磁场，并测量与转子旋转角度相关的感应电压，从而实现对转子转速的测量，并进一步得到旋转电动舵机输出轴的转动角度和转速。因此本实用新型无接触式旋转变压器结构简单、线性度好、工作 可靠性高、无磨损、易维护、温漂小等优点。相应的，所应用的旋转电动舵机具有结构简单、可靠性高、测量精度高、易于维护的特点，因此具有较大的实际使用价值。 

Claims (6)

1.一种无接触式旋转变压器，其特征在于：包括轴承(3)、定子铁心(4)、转子(5)、定子外壳(10)以及转子支架(11)，所述转子(5)通过转子支架(11)固定，所述定子铁心(4)上开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心(4)以定子外壳(10)的左端台阶孔为定位孔粘在定子外壳(10)内圆上，组成定子，并由轴承(3)定位固定，所述定子外壳(10)与定子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者可相对转动。

2.如权利要求1所述的无接触式旋转变压器，其特征在于：所述定子和转子由铁镍软磁合金冲片叠压而成。

3.如权利要求2所述的无接触式旋转变压器，其特征在于：所述定子冲片厚度选择0.2mm。

4.一种旋转电动舵机，其特征在于包括：舵机输出轴(1)、卡圈(2)、无接触式旋转变压器、谐波减速器(6)、无刷直流电动机(8)、舵机前盖(9)以及舵机壳体(12)，其中，所述无接触旋转变压器环绕舵机输出轴(1)设置，且由舵机前盖(9)和舵机壳体(12)包覆，其中，所述无接触式旋转变压器包括轴承(3)、定子铁心(4)、转子(5)、定子外壳(10)以及转子支架(11)，所述转子(5)通过转子支架(11)套在舵机输出轴(1)上，所述定子铁心(4)上开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心(4)以定子外壳(10)的左端台阶孔为定位孔粘在定子外壳(10)内圆上，组成定子，定子以轴承(3)的右端面定位，靠向左端的舵机前盖(9)，而轴承(3)靠住舵机输出轴(1)的台阶，所述装有轴承(3)的舵机输出轴(1)设置在舵机壳体(12)内，并由右端的轴承(3)的左端面压住定子，所述舵机输出轴(1)末端通 过谐波减速器(6)和谐波减速器柔轮(7)与无刷直流电动机(8)相连，另外，所述定子外壳(10)与定子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者可相对转动。

5.如权利要求4所述的旋转电动舵机，其特征在于：所述定子和转子由铁镍软磁合金冲片叠压而成。

6.如权利要求5所述的旋转电动舵机，其特征在于：所述定子冲片厚度选择0.2mm。 

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