CN206195539U - 高精度直驱电机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高精度直驱电机系统，包括壳体、载板、电机、丝母及丝杆，壳体的一侧面上设有导轨，壳体内部沿导轨的延伸方向设置贯穿两端的安装孔；载板可滑动的安装导轨上；电机包括定子和转子，定子与壳体固定连接，转子的一端通过轴承与壳体可转动连接，另一端穿设在定子内，且转子的中心设有贯穿其两端的通孔；丝母和丝杆安装在通孔内。本实用新型结构简单紧凑，运行稳定可靠，成本低，通过在转子的轴心开设有通孔，使丝杆可容纳在通孔内，从而使电机和丝母、丝杆一体化设计，使结构更加紧凑牢固，同时减小了体积，相比现有传统结构大大的降低了惯性的影响，提高了运动控制的精度，有效克服了断电后因惯性容易导致定位错误的问题。

Description

高精度直驱电机系统

技术领域

本实用新型涉及直线驱动技术领域，特别涉及一种高精度直驱电机系统。

背景技术

在自动化技术领域中，自动化设备通常使用气液机械机构或线性电气结构来驱动某一部件产生运动，现有的气液机械机构在驱动时由于惯性阻力的存在而需要现在运动频率，而现有的线性电气结构则存在有结构复杂的缺点，要想具有高精度控制能力时通常需要高昂的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少一定程度上克服现有技术中的不足，提供一种高精度直驱电机系统。

为实现上述目的，本实用新型提出的高精度直驱电机系统，包括：

壳体，所述壳体的一侧面上设有导轨，壳体内部沿所述导轨的延伸方向设置贯穿两端的安装孔；

载板，所述载板可滑动的安装所述导轨上；

电机，所述电机包括设于所述壳体安装孔内的定子和转子，所述定子与所述壳体固定连接，所述转子的一端通过轴承与所述壳体可转动连接，另一端穿设在所述定子内，且所述转子的中心设有贯穿其两端的通孔；

丝母，所述丝母与所述转子同轴心的固定连接；

丝杆，所述丝杆的一端螺旋安装的穿设在所述丝母上，并伸入到所述通孔内，所述丝杆的另一端可转动的安装在一连接板上，所述连接板与所述载板固定连接，以驱动所述载板沿所述导轨做直线运动。

优选地，所述转子为一端大一端小的套筒状结构，且所述转子的大端通过轴承可转动的安装在所述安装孔内，所述转子的小端穿设在所述定子内。

优选地，所述转子大端的端部设置有一容纳腔，所述丝母固定安装在所述容纳腔内。

优选地，所述安装孔内的中部形成有一定位台阶，所述套装在转子上的轴承抵压在所述定位台阶的一侧，所述定子位于所述定位台阶的另一侧。

优选地，所述转子大端部分的内外两端分别设有用于供第一轴承和第二轴承套装的台阶，且所述两个轴承之间设有套在转子外的轴承外隔离套。

优选地，所述安装孔对应所述转子大端的一端设有一锁紧螺母，所述锁紧螺母抵压在第二轴承的外圈上，以使所述第一轴承紧紧抵压在所述定位台阶上。

优选地，所述安装孔相对所述连接板的另一端内设有磁编码器以及端盖，所述壳体外对应该磁编码器的一端设有接线盒。

优选地，所述丝杆伸入所述通孔内的一端端部上设置有与所述通孔间隙配合的端套。

优选地，所述载板通过滑块安装在所述导轨上，所述导轨的两端上分别设置有用于对所述滑块进行限位的限位块。

优选地，所述丝杆为滚珠丝杆，丝母为与滚珠丝杆配合的滚珠丝母。

本实用新型技术方案结构简单紧凑，运行稳定可靠，成本低，通过在转子的轴心开设有通孔，使丝杆可容纳在通孔内，从而使电机和丝母、丝杆一体化设计，使结构更加紧凑牢固，同时减小了体积，相比现有传统结构大大的降低了惯性的影响，提高了运动控制的精度，有效克服了断电后因惯性容易导致定位错误的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的立体示意图；

图2为图1的剖面结构示意图；

图3为图1的爆炸分解图。

本实用新型目的的实现、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

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本实用新型实施例的高精度直驱电机系统。

如图1至图3所示，根据本实用新型实施例的高精度直驱电机系统，包括壳体10、载板20、电机30、丝母40、丝杆50以及连接板60。

壳体10大致为矩形结构，其一侧面上设有导轨11，载板20通过滑块21可滑动的安装在导轨11上，载板20用于承载安装待驱动设备(未图示)；壳体10内部沿所述导轨11的延伸方向设置贯穿其两端的安装孔12。

电机30设于所述安装孔12内，包括定子31及由定子31驱动的转子32，所述定子31与所述壳体10固定连接，所述转子32的一端通过轴承与所述壳体10可转动连接，另一端穿设在所述定子31内，且所述转子32的中心设有贯穿其两端的通孔321。

丝母40和丝杆50分别为相互配合的滚珠丝母和滚珠丝杆，所述丝母40与所述转子32同轴心的固定连接；所述丝杆50的一端螺旋安装的穿设在所述丝母40上，并伸入到所述通孔321内，所述丝杆50的另一端可转动的安装在连接板60上，所述连接板60与所述载板20固定连接，以驱动所述载板20沿所述导轨11做直线运动。

所述连接板60对应所述丝杆50的轴心位置设置有防尘套61，所述丝杆50的另一端可转动的与所述防尘套61连接，并与所述防尘套61轴向固定。

根据本实用新型实施例的高精度直驱电机系统，需要说明的是，所述电机30可为三相永磁同步交流伺服电机，采用内转子32动磁结构，定子31为外齿槽与轭部套装设计，既保证了此路的闭合，减少了磁损，又有效的降低了启动力矩，提高了运转平顺性和控制精度；电机30通过驱动丝母40转动，进而驱动丝杆50沿轴向运动，丝杆50通过连接板60与载板20联动，从而带动载板20沿导轨11运动，保证运动精度。通过在转子32的轴心开设有通孔321，使丝杆50可容纳在通孔321内，从而使电机30和丝母40、丝杆50一体化设计，使结构更加紧凑牢固，同时减小了体积，相比现有传统结构大大的降低了惯性的影响，提高了运动控制的精度，有效克服了断电后因惯性容易导致定位错误的问题。

其中，如图2所示，所述转子32为一端大一端小的套筒状结构，具体的说，转子32的一段外径较大一段外径较小，其外径较大的一段通过轴承可转动的安装在所述安装孔12内，所述转子32外径较小的一段穿设在所述定子31内。从而在电机30启动时，转子32受到定子31的作用而在安装孔12内转动，进而带动丝母40转动，以驱动丝杆50沿轴向运动。

所述转子32大端的端部设置有一容纳腔，所述丝母40固定安装在所述容纳腔内，使丝母40与转子32的安装结构更加紧凑，连接强度更高。

所述安装孔12内的中部形成有一定位台阶121，所述套装在转子32上的轴承抵压在所述定位台阶121的一侧，所述定子31位于所述定位台阶121的另一侧；这样，在安装电机30时，转子32从安装孔12一端口装入至定位台阶121上进行固定，定子31从安装孔12的另一端口装入至套设在转子32的小端上并进行与壳体10固定。具体在本实施例中，定子31通过电机硅钢套固定安装在安装孔12内，转子32的小端与定子31相对位置的外壁上固定套设有磁铁325。

所述转子32大端部分的内外两端(图2中左右方向)分别设有用于供第一轴承323和第二轴承322套装的台阶，且所述两个轴承之间设有套在转子32外的轴承外隔离套324。所述安装孔12对应所述转子32大端的一端设有一锁紧螺母122，锁紧螺母122与安装孔12螺纹连接，且锁紧螺母122的中心设有用于供丝杆50穿过的开孔，在锁紧螺母122安装在安装孔12上时，锁紧螺母122抵压在第二轴承322的外圈上，以使所述第一轴承323紧紧抵压在所述定位台阶121上，从而利用锁紧螺母122的作用将转子32轴向固定在安装孔12内。

如图2和图3所示，所述安装孔12相对所述连接板60的另一端内设有磁编码器70以及端盖123，所述壳体10外对应该磁编码器70的一端设有接线盒80。所述磁编码器70包括设置在丝杆50端部上的磁栅71，如此，所述磁编码器70采用磁感应圆栅技术，通过降噪滤波分频，精度可达到4096线/圈，接口为标准ABZ增量编码器信号；通过磁编码器70与电机30及丝杆50、丝母40的配合，有效提高了丝杆50驱动的运动精度，可满足绝大部分自动化设备的要求。

所述丝杆50伸入所述通孔321内的一端端部上设置有与所述通孔321间隙配合的端套51。端套用于支撑丝杆50伸入通孔321内的一端，且通过该端套51的作用保证了丝杆50在转动及轴向运动时的稳定性。

所述载板20通过滑块21安装在所述导轨11上，所述导轨11的两端上分别设置有用于对所述滑块21进行限位的限位块111。具体的，载板20相对于导轨11水平两侧的边沿分别垂直向所述壳体10的方向凸伸至临近壳体10的表面，这样避免了载板20受力不平衡而导致倾斜导致与导轨11的连接结构受到损伤的情况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高精度直驱电机系统，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的一侧面上设有导轨，壳体内部沿所述导轨的延伸方向设置贯穿两端的安装孔；

载板，所述载板可滑动的安装所述导轨上；

电机，所述电机包括设于所述壳体安装孔内的定子和转子，所述定子与所述壳体固定连接，所述转子的一端通过轴承与所述壳体可转动连接，另一端穿设在所述定子内，且所述转子的中心设有贯穿其两端的通孔；

丝母，所述丝母与所述转子同轴心的固定连接；

丝杆，所述丝杆的一端螺旋安装的穿设在所述丝母上，并伸入到所述通孔内，所述丝杆的另一端可转动的安装在一连接板上，所述连接板与所述载板固定连接，以驱动所述载板沿所述导轨做直线运动。

2.如权利要求1所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述转子为一端大一端小的套筒状结构，且所述转子的大端通过轴承可转动的安装在所述安装孔内，所述转子的小端穿设在所述定子内。

3.如权利要求2所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述转子大端的端部设置有一容纳腔，所述丝母固定安装在所述容纳腔内。

4.如权利要求2或3所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述安装孔内的中部形成有一定位台阶，所述套装在转子上的轴承抵压在所述定位台阶的一侧，所述定子位于所述定位台阶的另一侧。

5.如权利要求4所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述转子大端部分的内外两端分别设有用于供第一轴承和第二轴承套装的台阶，且所述两个轴承之间设有套在转子外的轴承外隔离套。

6.如权利要求5所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述安装孔对应所述转子大端的一端设有一锁紧螺母，所述锁紧螺母抵压在第二轴承的外圈上，以使所述第一轴承紧紧抵压在所述定位台阶上。

7.如权利要求1所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述安装孔相对所述连接板的另一端内设有磁编码器以及端盖，所述壳体外对应该磁编码器的一端设有接线盒。

8.如权利要求1所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述丝杆伸入所述通孔内的一端端部上设置有与所述通孔间隙配合的端套。

9.如权利要求1所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述载板通过滑块安装在所述导轨上，所述导轨的两端上分别设置有用于对所述滑块进行限位的限位块。

10.如权利要求1所述的高精度直驱电机系统，其特征在于，所述丝杆为滚珠丝杆，丝母为与滚珠丝杆配合的滚珠丝母。