CN207098913U - 步进电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种步进电机，其包括：机壳；转子，被轴向限位在机壳上；定子，固定安装在机壳内并置于转子外围；丝杆，轴向贯穿机壳并与转子螺纹连接，所述转子周向转动可带动丝杆轴向位移；抓取结构，包括固定在机壳一侧的壳体、活动安装在壳体上的一对手爪、与一对手爪一一对应的一对摆臂，所述丝杆一端伸出机壳外，另一端穿过机壳和壳体并通过连接件同时与两个摆臂铰接连接，所述丝杆轴向位移时带动摆臂摆动并连带一对手爪来回运动。本步进电机具有能降低噪音、提高传动精度的优点。

Description

步进电机

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种步进电机。

背景技术

现有技术中，医疗等对环境要求较高的行业中应有气动传动结构，其可以用于夹持玻璃杯等物件，目前市场上医疗、机械手等场合均采用气动控制，其需要空气压缩机、空气过滤器等设备，在使用过程中能耗高且噪音大，对环境和能耗影响较大，不适合使用在医疗等对环境要求较高的行业。

对此，本实用新型设计了一种能降低噪音、提高传动精度的步进电机结构以代替原先用气动传动的环节。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能降低噪音、提高传动精度的步进电机。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种步进电机，包括：

机壳；

转子，被轴向限位在机壳上；

定子，固定安装在机壳内并置于转子外围；

丝杆，轴向贯穿机壳并与转子螺纹连接，所述转子周向转动可带动丝杆轴向位移；

抓取结构，包括固定在机壳一侧的壳体、活动安装在壳体上的一对手爪、与一对手爪一一对应的一对摆臂，所述丝杆一端伸出机壳外，另一端穿过机壳和壳体并通过连接件同时与两个摆臂铰接连接，所述丝杆轴向位移时带动摆臂摆动并连带一对手爪来回运动。

作为本实用新型的进一步改进，一对手爪的来回运动设置为预设方向上的直线往复运动，且该预设方向与丝杆的轴向方向垂直。

作为本实用新型的更进一步改进，所述手爪包括连为一体且相互垂直的夹持部和移动部，所述夹持部远离壳体设置，在壳体上设有滑槽，两个移动部均滑动安装在该滑槽内，所述摆臂与对应移动部连接，两个摆臂动作并可带动对应移动部在滑槽内直线位移，使两夹持部靠近或远离。

作为本实用新型的更进一步改进，所述摆臂设置为弯折的拨叉摆臂结构，所述摆臂靠前的一端端部与对应手爪相连，两个摆臂靠后的一端端部通过同一铰接结构与连接件铰接，所述摆臂中部通过圆柱销铰接在壳体上。

作为本实用新型的进一步改进，所述转子中部轴向插设有中空的连接轴，所述连接轴与转子对应位置内部设有与丝杆螺纹连接的内螺纹结构，所述连接轴被机壳轴向限位。

作为本实用新型的更进一步改进，所述连接轴上套设有分列转子两侧的轴承，所述连接轴通过所述轴承与机壳连接。

作为本实用新型的又一种改进，所述连接轴由塑料材质成型加工而成。

作为本实用新型的进一步改进，所述机壳由前端盖和后端盖扣合而成，所述定子包括环绕在转子外围的骨架以及与骨架相连的定子铁芯，所述定子铁芯与机壳结构适配并紧密连接在前端盖和后端盖之间，且前端盖、定子铁芯、后端盖紧密固定在一起。

作为本实用新型的进一步改进，所述转子由两个叠压好的转子铁芯和夹持在两转子铁芯之间的磁性环组成。

作为本实用新型的进一步改进，所述机壳和壳体之间连接有连接板，所述壳体远离连接板的一侧安装有用于安装手爪的工作板，所述滑槽设于工作板上，所述摆臂穿过工作板并与对应手爪相接。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：整体结构设计合理，用步进电机直接驱动传动取代现有的气动传动，采用步进电机传动，传动精度高且噪音小，有效度更高，电机转矩可通过调节驱动输出电流大小调节，进而可以随意控制输出力矩，传动速度可调；本实用新型中转子与丝杆螺纹连接，转子轴向被限位，连接件连接在丝杆上并与一对摆臂相连，摆臂连接对应手爪，工作时，电机转子旋转推动丝杆轴向直线来回运动，丝杆运动推动两个摆臂向外打开或者向内收紧，摆臂联动手爪，实现手爪在预设方向上的来回运动，进而实现杯子等物件的抓取或松开。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一较佳实施例的爆炸图。

图3是本实用新型一较佳实施例另一视角的爆炸图。

图4是本实用新型一较佳实施例的部分结构示意图。

图5是图4另一视角的结构示意图。

图中，10、机壳；11、前端盖；12、后端盖；20、转子；30、定子；31、骨架；32、定子铁芯；40、丝杆；51、壳体；52、手爪；521、夹持部；522、移动部；53、摆臂；54、连接件；55、圆柱销；60、连接轴；70、轴承；80、螺钉；90、连接板；100、工作板；101、滑槽。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

下面结合图1至图5对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1至图5所示，本步进电机包括：

机壳10；

转子20，被轴向限位在机壳10上；

定子30，固定安装在机壳10内并置于转子20外围；

丝杆40，轴向贯穿机壳10并与转子20螺纹连接，所述转子20周向转动可带动丝杆40轴向位移；

抓取结构，包括固定在机壳10一侧的壳体51、活动安装在壳体51上的一对手爪52、与一对手爪52一一对应的一对摆臂53，所述丝杆40一端伸出机壳10外，另一端穿过机壳10和壳体51并通过连接件54同时与两个摆臂53铰接连接，所述丝杆40轴向位移时带动摆臂53摆动并连带一对手爪52来回运动。

本实用新型保护一种步进电机，其整体结构布局紧凑、合理，各个部件紧密配合，能适用于医疗等对环境要求较高的行业。

本实用新型采用步进电机驱动，可使用步进电机控制器及驱动器控制电机运行，控制器发送一个脉冲信号，电机转子20优选旋转预设角度(例如1.8°)，预设数量个(例如200个)脉冲电机旋转一周。

本步进电机整体结构设计合理，用步进电机直接驱动传动取代现有的气动传动，采用步进电机传动，传动精度高且噪音小，有效度更高，电机转矩可通过调节驱动输出电流大小调节，进而可以随意控制输出力矩，传动速度可调；本实用新型中转子20与丝杆40螺纹连接，转子20轴向被限位，连接件54连接在丝杆40上并与一对摆臂53相连，摆臂53连接对应手爪52，工作时，电机转子20旋转推动丝杆40轴向直线来回运动，丝杆40运动推动两个摆臂53向外打开或者向内收紧，摆臂53联动手爪52，实现手爪52在预设方向上的来回运动，进而实现杯子等物件的抓取或松开。

在本实用新型中，手爪52的来回运动可以是直线位移也可以是预设平面上具有曲线轨迹的往复运动。

为保证工作更加可靠，抓取更加有力，工作平稳，物件不易松脱，进一步优选上述一对手爪52的来回运动设置为预设方向上的直线往复运动，且该预设方向与丝杆40的轴向方向垂直。

作为一种优选或可选的实施方式，手爪52包括连为一体且相互垂直的夹持部521和移动部522，所述夹持部521远离壳体51设置，在壳体51上设有滑槽101，两个移动部522均滑动安装在该滑槽101内，所述摆臂53与对应移动部522连接，两个摆臂53动作并可带动对应移动部522在滑槽101内直线位移，使两夹持部521靠近或远离。

进一步的，为保证摆臂53摆动工作的可靠，以及丝杆40带动两个摆臂53动作连贯，优选摆臂53设置为弯折的拨叉摆臂53结构，所述摆臂53靠前的一端端部与对应手爪52相连，两个摆臂53靠后的一端端部通过同一铰接结构与连接件54铰接，所述摆臂53中部通过圆柱销55铰接在壳体51上。

为保证丝杆40与转子20的对接以及转子20的轴向限位效果，优选地，转子20中部轴向插设有中空的连接轴60，所述连接轴60与转子20对应位置内部设有与丝杆40螺纹连接的内螺纹结构，所述连接轴60被机壳10轴向限位。

进一步的，优选连接轴60上套设有分列转子20两侧的轴承70，所述连接轴60通过所述轴承70与机壳10连接。

本实用新型中的轴承70不仅保证连接轴60周向转动的可靠性，还与机壳10上对应限位结构配合，保证连接轴60及转子20轴向限位的可靠性，避免轴向窜动，转子20周向转动平稳。

目前国外还有传动产品采用机加工的螺母元件和机加工的丝杆40传动，其均采用金属材质，传动磨损大，噪音也较高，且机加工成本高，由于机加工精度控制不易做到高度一致，所以产品的一致性较差。

对此，作为另一种改进，本实用新型中的连接轴60由塑料材质成型加工而成，即转子20与丝杆40对应的内部螺纹是塑料螺纹；采用模具成型加工塑料材质的内螺纹结构，而对应外螺纹采用挤压丝杆40，产品一致性较高，噪音及寿命都有很大提高，市场接受度较高，应用前景广。

为提高结构布局的紧凑性和空间布局的合理性，机壳10由前端盖11和后端盖12扣合而成，所述定子30包括环绕在转子20外围的骨架31以及与骨架31相连的定子铁芯32，所述定子铁芯32与机壳10结构适配并紧密连接在前端盖11和后端盖12之间，且前端盖11、定子铁芯32、后端盖12紧密固定在一起。

优选前端盖11、定子铁芯32和后端盖12通过螺钉80固定在一起并形成整体固定结构(即相对位置固定)，转子20位于定子30内，螺钉80依次穿过前端盖11、定子30定子铁芯32和后端盖12。

进一步的，上述前端盖11、后端盖12和定子30组装后的整体结构优选为方形体，上述螺钉80优选设置为分别装于四个边角处的四根。

值得一提的是：本案中的抓取结构可置于前端盖11外侧，也可置于后端盖12外侧，并不局限其位置即如图所示的前端盖11外侧。

为保证工作的可靠性以及转子20和定子30紧密的配合，优选转子20由两个叠压好的转子铁芯和夹持在两转子铁芯之间的磁性环组成。

进一步的，为保证结构强度和工作的稳定性，便于维护，机壳10和壳体51之间连接有连接板90，所述壳体51远离连接板90的一侧安装有用于安装手爪52的工作板100，所述滑槽101设于工作板100上，所述摆臂53穿过工作板100并与对应手爪52相接。

综上所述，气动传动改为步进电机传动，降低设备采购成本，降低噪音，提高传动精度和有效性，可以使用在静音环境和高精密设备上，螺纹的位置和材质的改变，使产品的一致性、稳定性有很大提升，市场应用前景广。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种步进电机，其特征在于：包括：

机壳；

转子，被轴向限位在机壳上；

定子，固定安装在机壳内并置于转子外围；

丝杆，轴向贯穿机壳并与转子螺纹连接，所述转子周向转动可带动丝杆轴向位移；

抓取结构，包括固定在机壳一侧的壳体、活动安装在壳体上的一对手爪、与一对手爪一一对应的一对摆臂，所述丝杆一端伸出机壳外，另一端穿过机壳和壳体并通过连接件同时与两个摆臂铰接连接，所述丝杆轴向位移时带动摆臂摆动并连带一对手爪来回运动。

2.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于：所述一对手爪的来回运动设置为预设方向上的直线往复运动，且该预设方向与丝杆的轴向方向垂直。

3.根据权利要求2所述的步进电机，其特征在于：所述手爪包括连为一体且相互垂直的夹持部和移动部，所述夹持部远离壳体设置，在壳体上设有滑槽，两个移动部均滑动安装在该滑槽内，所述摆臂与对应移动部连接，两个摆臂动作并可带动对应移动部在滑槽内直线位移，使两夹持部靠近或远离。

4.根据权利要求1或2或3所述的步进电机，其特征在于：所述摆臂设置为弯折的拨叉摆臂结构，所述摆臂靠前的一端端部与对应手爪相连，两个摆臂靠后的一端端部通过同一铰接结构与连接件铰接，所述摆臂中部通过圆柱销铰接在壳体上。

5.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于：所述转子中部轴向插设有中空的连接轴，所述连接轴与转子对应位置内部设有与丝杆螺纹连接的内螺纹结构，所述连接轴被机壳轴向限位。

6.根据权利要求5所述的步进电机，其特征在于：所述连接轴上套设有分列转子两侧的轴承，所述连接轴通过所述轴承与机壳连接。

7.根据权利要求5所述的步进电机，其特征在于：所述连接轴由塑料材质成型加工而成。

8.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于：所述机壳由前端盖和后端盖扣合而成，所述定子包括环绕在转子外围的骨架以及与骨架相连的定子铁芯，所述定子铁芯与机壳结构适配并紧密连接在前端盖和后端盖之间，且前端盖、定子铁芯、后端盖紧密固定在一起。

9.根据权利要求1所述的步进电机，其特征在于：所述转子由两个叠压好的转子铁芯和夹持在两转子铁芯之间的磁性环组成。

10.根据权利要求3所述的步进电机，其特征在于：所述机壳和壳体之间连接有连接板，所述壳体远离连接板的一侧安装有用于安装手爪的工作板，所述滑槽设于工作板上，所述摆臂穿过工作板并与对应手爪相接。