CN203324707U - 基于单电缆的集成式伺服电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，旨在提供一种采用单电缆连接的集成式伺服电机控制系统，解决了多台伺服电机协同合作的系统中线束多、走线困难和占用空间大的问题。该系统包括若干个集成式伺服电机和中央控制器，所述的集成式伺服电机和中央控制器通过复合电缆相连接，所述的复合电缆中设置有信号线和电源线。采用一根内部设置有信号线和电源线的复合电缆将中央控制器和集成式伺服电机相连接，能够将电缆数量减少一半，降低了成本，简化了布线，减少了占用空间，使系统安装更方便。

Description

基于单电缆的集成式伺服电机控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种伺服电机控制系统，尤其是涉及一种基于单电缆的集成式伺服电机控制系统。

背景技术            

传统的伺服电机和伺服驱动器是相互分离的，使用中存在着由于伺服电机和伺服驱动器距离太远引起的伺服驱动器驱动能力弱和系统整体抗干扰能力差的问题。目前，市场上已经有了将伺服电机和伺服驱动器集成在一起的集成式伺服电机，解决了伺服电机和伺服控制器分离引起的问题，使单机系统的结构更紧凑、控制性能更好。但在高端自动化设备如机器人、高速柔性包装设备、智能输送线等的应用中，系统需使用多台伺服电机协同合作，控制方式则采用一个中央控制器集中对多台伺服电机进行统一控制。由于采用了多台伺服电机同时运行，必然需使用众多的动力电源线和控制信号线，大量的线束造成走线复杂、占用空间大、维护困难的缺陷。

中国专利授权公告号CN 101383540 B，授权公告日2010年12月01日公开了一种全密封式伺服驱动轮，涉及移动机器人技术领域，是机器人移动车体的伺服驱动轮，是将盘式直流电机、减速机构、光电码盘都集成在伺服驱动轮内，对外接口只有码盘线和电机电源线，使得电机、减速器、码盘、车轮成为一个密封的整体，以实现驱动轮的伺服控制，并且具有结构紧凑、轴向尺寸小、整体集成度高、防尘、免维护、可靠性好等明显优点。但这种集成式伺服驱动系统在应用到多台伺服电机协同合作的系统中，同样存在着线束多、走线困难、占用空间大的问题。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术中多台伺服电机协同合作的系统中线束多、走线困难和占用空间大的不足之处，提供了一种采用单电缆连接的集成式伺服电机控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，包括若干个集成式伺服电机和中央控制器，所述的集成式伺服电机和中央控制器通过复合电缆相连接，所述的复合电缆中设置有信号线和电源线。在高端自动化设备系统中存在多个集成式伺服电机及一个中央控制器，将信号线和电源线集成在一根复合电缆中走线，则中央控制器与任意集成式伺服电机只通过一根复合电缆进行连接。可以将线束减少一半，解决了高端自动化设备中线束多、走线困难和占用空间大的问题。

作为优选，所述的集成式伺服电机包括电机本体和伺服驱动器，所述的伺服驱动器固装在电机本体的机壳上部，所述的伺服驱动器侧面设置有与复合电缆连接的第一接插件，所述的第一接插件位于电机本体的后侧面，所述的第一接插件通过复合电缆与中央控制器相连接。伺服驱动器设置在电机本体的上部使集成式电机的结构更紧凑，操作方便，只设计一个与复合电缆连接的接插件，则接插件占用面积小。第一接插件设置在伺服驱动器的侧面且位于电机本体的后侧面，使线束连接更方便，不会妨碍电机的运行。

作为优选，所述的信号线包括若干根信号线芯；所述的电源线包括三根相线线芯和一根地线线芯。

作为优选，所述的信号线线芯采用光纤线芯或网线线芯。

作为优选，所述的集成式伺服电机包括T形三通连接头，所述的T形三通连接头纵向接头与第一接插件相连接，所述的Ｔ形三通连接头的横向两个接头通过复合电缆分别与其它的集成式伺服电机或中央控制器相连接。当中央控制器与集成式伺服电机采用总线式的连接方式时，T形三通连接头能够使系统更方便地级联在一起，使连接工作效率更高。

作为优选，所述的复合电缆两端分别设置有与第一接插件相匹配的电缆连接头，所述的中央控制器上设置有与电缆连接头相匹配的若干第三接插件。相匹配的电缆连接头、第一接插件和第三接插件的设置使复合电缆的连接效率更高。

作为优选，所述的电缆连接头与第一接插件和第三接插件采用卡接的方式相连接。卡接的方式使复合电缆的连接更简单。

作为优选，所述的电缆连接头上表面设置有卡接手柄，所述的卡接手柄的一端设置有卡接倒钩，所述的卡接倒钩伸入在电缆连接头内；所述的第一接插件和第三接插件上分别设置有与卡接倒钩相匹配的卡槽。卡接手柄的设置使连接更省力。

作为优选，所述的复合电缆的横截面是扁平状，所述的信号线和电源线平行排列，在电源线的线芯外挤包扁平状屏蔽层，在屏蔽层外设置有扁平状外护套。扁平状的电缆能够更节省安装空间。

作为优选，所述电源线的线芯的横截面为扁平状，所述的电源线的线芯平行排列。因为电源线通过电流较大，电源线的线芯横截面较粗，电源线线芯的形状对复合电缆的形状影响较大，将电源线线芯横截面设置成扁平状，则可以使电缆的结构更紧凑，更节省空间。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：采用一根内部设置有信号线和电源线的复合电缆将中央控制器和集成式伺服电机相连接，能够将电缆数量减少一半，解决了高端自动化设备中线束多、占用空间大、走线复杂的问题。在集成式伺服电机上集成有侧面设置有第一接插件的伺服控制器，且第一接插件位于电机本体的后侧面，使复合电缆的连接更简单，占用面积更小。复合电缆设置为扁平状形状，能够更节省安装空间。

附图说明

图1是本实用新型的集成式伺服电机结构示意图；

图2是本实用新型的中央控制器结构示意图；

图3是本实用新型的复合电缆结构示意图；

图4是实施例1的复合电缆横截面示意图；

图5是实施例1和实施例2的连接结构示意图；

图6是实施例2的复合电缆横截面示意图；

图7是实施例1和实施例2的T形三通连接头结构示意图。

其中：1、集成式伺服电机；11、电机本体；12、伺服控制器；13、第一接插件； 2、复合电缆；21、电缆连接头；22、外护套；23、屏蔽层；25、信号线；251、信号线线芯；26、电源线；261、相线线芯；262、地线线芯；3、中央控制器；31、第三接插件；4、T形三通连接头；5、卡槽；6、卡接手柄；61、卡接倒钩。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5和图7，一种基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，包括六个集成式伺服电机1和一个中央控制器3，六个集成式伺服电机1和中央控制器3连接成总线形网络，集成式伺服电机1通过复合电缆2级联后再与中央控制器3相连接。

集成式伺服电机1包括电机本体11、伺服驱动器12、第一接插件13和T形三通连接头4，伺服驱动器12固装在电机本体11的机壳上部，第一接插件13设置在伺服驱动器12侧面且位于电机本体11的后侧面，第一接插件13用于连接复合电缆2。复合电缆2两端设置有电缆连接头21，中央控制器3上设置有一个第三接插件31，第三接插件31和第一接插件13与电缆连接头21相匹配。T形三通连接头4的纵向接头与第一接插件13相连接，横向两个接头连接复合电缆2。

T形三通连接头4纵向接头与第一接插件13通过卡接的方式相连接。电缆连接头21与第一接插件13和第三接插件31采用卡接的方式相连接。电缆连接头21上表面设置有卡接手柄6，卡接手柄6的一端设置有卡接倒钩61，卡接倒钩61伸入在电缆连接头21内，T形三通连接头4的两个横向接头和第三接插件31上分别设置有与卡接倒钩6相匹配的卡槽5。第一接插件13上同样设置有与卡接倒钩6相匹配的卡槽5，T形三通连接头4的纵向接头上设置有与卡槽5相匹配的卡接手柄6。这种全匹配结构使系统的连接方式更通用，拆装更方便。

复合电缆2的横截面为圆形。复合电缆2中设置有信号线25和电源线26。信号线25中包括四根信号线线芯251，信号线线芯251采用网线线芯，信号线线芯外设置有屏蔽层，屏蔽层外设置有护套。电源线26包括三根相线线芯261和一根地线线芯262，在电源线26的线芯外挤包有屏蔽层。复合电缆2最外层挤包有外护套。

实施例2：如图1、图2、图3、图5、图6和图7，一种基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，包括六个集成式伺服电机1和一个中央控制器3，六个集成式伺服电机1和中央控制器3连接成总线形网络，集成式伺服电机1通过复合电缆2级联后再与中央控制器3相连接。

集成式伺服电机1包括电机本体11、伺服驱动器12、第一接插件13和T形三通连接头4，伺服驱动器12固装在电机本体11的机壳上部，第一接插件13设置在伺服驱动器12侧面且位于电机本体11的后侧面，第一接插件13用于连接复合电缆2。复合电缆2两端设置有电缆连接头21，中央控制器3上设置有一个第三接插件31，第三接插件31和第一接插件13与电缆连接头21相匹配。T形三通连接头4的纵向接头与第一接插件13相连接，横向两个接头连接复合电缆2。

T形三通连接头4纵向接头与第一接插件13通过卡接的方式相连接。电缆连接头21与第一接插件13和第三接插件31采用卡接的方式相连接。电缆连接头21上表面设置有卡接手柄6，卡接手柄6的一端设置有卡接倒钩61，卡接倒钩61伸入在电缆连接头21内，T形三通连接头4的两个横向接头和第三接插件31上分别设置有与卡接倒钩6相匹配的卡槽5。第一接插件13上同样设置有与卡接倒钩6相匹配的卡槽5，T形三通连接头4的纵向接头上设置有与卡槽5相匹配的卡接手柄6。这种全匹配结构使系统的连接方式更通用，拆装更方便。

复合电缆2中设置有信号线25和电源线26。信号线25和电源线26平行排列，信号线25中包括两根信号线线芯251，信号线线芯251采用光纤线芯，一根线芯用于通讯，另一根线芯备用。电源线26包括三根相线线芯261和一根地线线芯262，四根线芯平行排列，横截面设置为扁平状，地线线芯262离信号线线芯251最近。在电源线26的线芯外挤包扁平状屏蔽层23，屏蔽层23采用铝箔。整个复合电缆2的横截面为扁平状，复合电缆2最外层设置有扁平状外护套22，外护套22采用聚氨酯，使电缆柔软性更好。

使用时，首先固定好中央控制器3和六个集成式伺服电机1的位置，然后将六个集成式伺服电机1与中央控制器使用复合电缆2级联起来，系统即安装完成。

Claims (10)

1.一种基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，包括若干个集成式伺服电机（1）和中央控制器（3），其特征是，所述的集成式伺服电机（1）和中央控制器（3）通过复合电缆（2）相连接，所述的复合电缆（2）中设置有信号线（25）和电源线（26）。

2.根据权利要求1所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述的集成式伺服电机（1）包括电机本体（11）和伺服驱动器（12），所述的伺服驱动器（12）固装在电机本体（11）的机壳上部，所述的伺服驱动器（12）侧面设置有与复合电缆（2）连接的第一接插件（13），所述的第一接插件（13）位于电机本体（1）的后侧面，所述的第一接插件（13）通过复合电缆（2）与中央控制器（3）相连接。

3.根据权利要求2所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述的信号线（25）包括若干根信号线线芯（251）；所述的电源线（26）包括三根相线线芯（261）和一根地线线芯（262）。

4.根据权利要求3所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述的信号线线芯（251）采用光纤线芯或网线线芯。

5.根据权利要求2所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述的集成式伺服电机（1）包括T形三通连接头（4），所述的T形三通连接头（4）纵向接头与第一接插件（13）相连接，所述的T形三通连接头（４）横向两个接头通过复合电缆（2）分别与其它的集成式伺服电机（1）或中央控制器（3）相连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述的复合电缆（2）两端分别设置有与第一接插件（13）相匹配的电缆连接头（21），所述的中央控制器（3）上设置有与电缆连接头（21）相匹配的若干第三接插件（31）。

7.根据权利要求6所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述的电缆连接头（21）与第一接插件（13）和第三接插件（31）采用卡接的方式相连接。

8.根据权利要求7所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述的电缆连接头（21）上表面设置有卡接手柄（6），所述的卡接手柄（6）的一端设置有卡接倒钩（61），所述的卡接倒钩（61）伸入在电缆连接头（21）内；所述的第一接插件（13）和第三接插件（31）上分别设置有与卡接倒钩（61）相匹配的卡槽（5）。

9.根据权利要求１或2或3所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述的复合电缆（2）的横截面是扁平状，所述的信号线（25）和电源线（26）平行排列，在电源线(26)的线芯外挤包扁平状屏蔽层（23），在屏蔽层（23）外设置有扁平状外护套（22）。

10.根据权利要求9所述的基于单电缆的集成式伺服电机控制系统，其特征是，所述电源线（26）的线芯的横截面为扁平状，所述的电源线（26）的线芯平行排列。

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