CN212660075U - 编码器转子、伺服电机、机床及转子安装工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种编码器转子、伺服电机、机床及转子安装工装。该编码器转子包括：螺柱，所述螺柱包括：螺杆段、螺母配合段、施力段，所述螺母配合段位于所述螺杆段、所述施力段之间，所述施力段具有非圆施力部；磁铁，所述磁铁从所述施力段所在端插接在所述螺柱内；螺母，所述螺母适于与所述螺母配合段螺接配合。根据本实用新型的编码器转子，通过将非圆施力部设置在螺柱上，可以沿螺柱轴向完成编码器转子的安装操作，由此，在保证安装精度的前提下，有利于减小编码器转子和伺服电机的轴向尺寸。转子安装工装用于安装上述编码器转子，使用上述转子安装工装并采用对应的装配方法来安装上述的编码器转子。

Description

编码器转子、伺服电机、机床及转子安装工装

技术领域

本实用新型涉通用机械技术领域，具体而言，涉及一种编码器转子、具有该编码器转子的伺服电机、具有上述伺服电机的机床、用于安装编码器转子的转子安装工装。

背景技术

市面上的一般磁性编码器，其编码器转子固定在电机轴上，编码器转子上有一块圆形磁铁，磁铁随着电机轴的旋转而旋转。编码器定子通过感应旋转的磁场，解析后得到电机的角度位置。对于分体式编码器，需要保证磁铁距离编码器定子上霍尔芯片的距离。编码器转子常用的固定方案为采用轴套的方式，固定位置后在侧面打紧定螺钉固定编码器转子。但是采用侧面打紧定螺钉的方式，需要在轴向上留出扳手空间，这样会造成编码器整体轴向尺寸较大，进而导致电机整体轴向尺寸偏大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种编码器转子，可以实现轴向固定，而不必侧面打紧定螺钉。

本实用新型还提出了一种包括上述编码器转子的伺服电机。

本实用新型又提出了一种包括上述伺服电机的机床。

本实用新型还提出了一种用于安装上述编码器转子的转子安装工装。

根据本实用新型实施例的编码器转子包括：螺柱，所述螺柱包括：螺杆段、螺母配合段、施力段，所述螺母配合段位于所述螺杆段、所述施力段之间，所述施力段具有非圆施力部；磁铁，所述磁铁从所述施力段所在端插接在所述螺柱内；螺母，所述螺母适于与所述螺母配合段螺接配合。

根据本实用新型实施例的编码器转子，通过将非圆施力部设置在螺柱上，可以沿螺柱轴向完成编码器转子的安装操作，由此有利于减小编码器转子的轴向尺寸和编码器的径向尺寸。

根据本实用新型的一些实施例，所述施力段构造为多棱柱结构。

根据本实用新型第二方面实施例的伺服电机，包括：电机端盖，所述电机端盖上开设有转子安装孔；电机转子，所述电机转子穿设所述转子安装孔；上述的编码器转子，所述电机转子端部开设有适于与所述螺杆段螺接配合的螺纹孔，所述磁铁至少部分地伸入所述转子安装孔中。

根据本实用新型第三方面实施例的机床，包括上述的伺服电机。

根据本实用新型第四方面实施例的转子安装工装用于安装上述的编码器转子，所述转子安装工装包括：

定位转台，所述定位转台上设置有转子配合面，所述转子配合面适于与所述非圆施力部嵌设配合；

扳手套筒，所述扳手套筒套设在所述转子配合面外，且所述扳手套筒具有与所述螺母嵌设配合的扳手凹槽。

可选地，所述非圆施力部构造为多边形结构，所述转子配合面构造为适于与所述多边形结构嵌设配合的多边形凹槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述扳手套筒相对于所述定位转台可轴向移动。

具体地，所述定位转台包括：转台本体和转子配合杆，所述转台本体具有转台通孔，所述转子配合杆固定在所述转台本体上，且所述转子配合杆正对所述转台通孔，所述转子配合面形成在所述转子配合杆的端部。

进一步地，所述转台通孔的孔边缘设置有转台凸起，所述转台凸起凸出所述转台本体的外表面。

根据本实用新型的一些实施例，所述转子安装工装还包括：定位座，所述定位座固定在所述转台本体上，且所述定位座与所述转台本体之间形成轴移腔，所述扳手套筒的第一端位于所述轴移腔内，所述扳手套筒的第二端设置有所述扳手凹槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述转子配合杆的外周面上设置有外螺纹，所述扳手套筒与所述转子配合杆之间具有旋合螺接段。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是编码器转子的示意图；

图2是螺柱和磁铁的立体示意图；

图3是螺柱和磁铁的剖视示意图；

图4是使用转子安装工装和编码器转子的剖视图；

图5是使用转子安装工装安装编码器转子的主视图；

图6是使用转子安装工装安装编码器转子的剖视图；

图7是使用转子安装工装安装编码器转子的另一剖视图；

图8是定位转台的示意图；

图9是扳手套筒的示意图；

图10是定位座的示意图。

附图标记：

编码器转子10、螺柱1、螺杆段11、螺母配合段12、施力段13、磁铁2、螺母3、转子安装工装20、定位转台21、转台本体211、转子配合杆212、转子配合面213、转台通孔214、转台凸起215、扳手套筒22、扳手凹槽221、套筒翻边222、定位座23、定位座孔231、定位翻边232、定位侧壁233、定位底壁234、轴移腔24、电机转子30、电机端盖40、转子安装孔41、轴承50。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。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。

下面结合图1-图10详细描述根据本实用新型实施例的编码器转子10。

参照图1-图3所示，根据本实用新型实施例的编码器转子10可以包括：螺柱1、磁铁2、螺母3，螺柱1包括：螺杆段11、螺母配合段12、施力段13，螺母配合段12位于螺杆段11、施力段13之间，磁铁2从施力段13所在端插接在螺柱1内，磁铁2的端部暴露，这样便于编码器定子记录磁铁2的感应磁场。螺母3适于与螺母配合段12螺接配合，即螺母配合段12具有外螺纹，螺母3具有内螺纹，螺母配合段12的外螺纹与螺母3的内螺纹螺接。

施力段13是操作人员或者工装结构(例如下面提到的转子安装工装20)向螺杆1施加转动力或扭矩的施力部位，通过向施力段13施加转动力或扭矩，可实现螺柱1的转动。施力段13具有非圆施力部，通过对非圆施力部施加扭矩，可以将螺柱1旋紧在电机转子30上。

根据本实用新型实施例的编码器转子10，通过将非圆施力部设置在螺柱1上，可以沿螺柱1轴向完成编码器转子10的安装操作，避免编码器转子10从侧面打紧定螺钉，由此，在保证安装精度的前提下，有利于减小编码器转子10的轴向尺寸和编码器的整体径向尺寸，从而缩短电机的轴向尺寸和整体径向尺寸。

当编码器转子10与电机转子30固定连接时，螺母3可以起到防松作用。

在具体实施例中，施力段13可构造为多棱柱结构，例如三棱柱结构、六棱柱结构，这样可以保证在对施力段13施加旋转力或扭矩时，可以使施力段13带动螺杆段11轻松地发生同步转动。

参照图1-图3、图6-图7所示，根据本实用新型第二方面实施例的伺服电机可以包括：电机端盖40、电机转子30以及上述的编码器转子10，电机端盖40上开设有转子安装孔41，电机转子30穿设转子安装孔41，电机转子30端部开设有适于与螺杆段11螺接配合的螺纹孔，磁铁2至少部分地伸入转子安装孔41中，这样，在轴向上，磁铁2与电机端盖40至少部分地重叠，从而可以减小编码器转子10伸出电机端盖40的轴向长度，由此可以保证伺服电机的轴向尺寸较小，从而保证伺服电机结构紧凑、尺寸较小。

根据本实用新型第三方面实施例的机床，包括上述的伺服电机。

参照图4-图9所示，根据本实用新型第四方面实施例的转子安装工装20用于安装上述实施例的编码器转子10，转子安装工装20可以包括：定位转台21和扳手套筒22，定位转台21上设置有转子配合面213，转子配合面213适于与施力段13的非圆施力部嵌设配合，这样，当转子配合面213转动时，可以带动螺柱1同步转动。扳手套筒22套设在转子配合面213外，且扳手套筒22具有与螺母3嵌设配合的扳手凹槽221，这样，当扳手套筒22转动时，可以带动螺母3同步转动。

可选地，螺母3可以为六角头螺母3，扳手凹槽221为六角凹槽。或者，螺母3可以为四角头螺母3，扳手凹槽221为四角凹槽。当然，螺母3和扳手凹槽221还可以是其它形状，这里不再一一列举。

转子安装工装20用于将编码器转子10安装在电机转子30上，电机转子30的轴端开设有轴向设置的螺纹孔，转子安装工装20用于将编码器转子10的螺柱1与该螺纹孔螺接配合。具体而言，如图4、图6所示，转子配合面213与非圆施力部嵌设配合，这样，在定位转台21转动时，转子配合面213带动螺柱1同步转动，从而将螺柱1的螺杆段11与电机转子30的螺纹孔螺接配合。

可选地，参照图1-图2、图8所示，非圆施力部构造为多边形结构，转子配合面213构造为适于与多边形结构嵌设配合的多边形凹槽，这样可以防止非圆施力部与转子配合面213发生相对转动，确保非圆施力部能够跟随转子配合面213同步转动。当定位转台21不再旋转后，转动扳手套筒22，螺柱1不会被螺母3带着一起转动。

参照图4-图7所示，扳手套筒22相对于定位转台21可轴向移动。当扳手套筒22上升至与螺母3分离时，扳手套筒22无法旋紧螺母3，当扳手套筒22下降至与螺母3配合时，扳手套筒22可用于旋紧或旋松螺母3，如图4、图7所示。

具体地，参照图4-图8所示，定位转台21可以包括：转台本体211和转子配合杆212，转台本体211具有转台通孔214，转子配合杆212固定在转台本体211上，且转子配合杆212正对转台通孔214，转子配合面213形成在转子配合杆212的端部。

进一步地，转台通孔214的孔边缘设置有转台凸起215，转台凸起215凸出转台本体211的外表面。

转台本体211包括转台顶壁2111、转台底壁2112、转台立壁2113，转台顶壁2111与转台底壁2112分离开，转台立壁2113用于连接转台顶壁2111和转台底壁2112，转子配合杆212固定在转台顶壁2111上，转台通孔214开设在转台底壁2112上。

定位转台21还可以用来确定编码器定子(未示出)、编码器转子10之间的距离。根据所需的编码器定子、编码器转子10之间的距离，计算出转台凸起215底面与转子配合面213的距离。

定位转台21可采用磁性金属或导磁材料制成，使得编码器转子10能吸附在转子配合面213上。

参照图6-图7所示，电机转子30的端部设置有电机端盖40，当定位转台21的转台凸起215与电机端盖40的表面止抵时，表示编码器转子10安装到位。电机转子30穿设电机端盖40，且电机转子30与电机端盖40的配合处设置有轴承50，由此可以减小电机转子30与电机端盖40之间的摩擦力，也使得电机转子30的转动更加平稳。

参照图4-图7、图9-图10所示，转子安装工装20还可以包括：定位座23，定位座23固定在转台本体211上，且定位座23与转台本体211之间形成轴移腔24，扳手套筒22的第一端位于轴移腔24内，扳手套筒22的第二端设置有扳手凹槽221。定位座23连接定位转台21和扳手套筒22，限制扳手套筒22的最大移动距离，防止使用过程中扳手套筒22滑落或者扳手套筒22推开吸合在转子装配面213上的编码器转子10。

定位座23上开设有定位座孔231，扳手套筒22的第一端具有套筒翻边222，套筒翻边222的外径大于定位座孔231的孔径。定位座23包括定位翻边232、定位侧壁233和定位底壁234，定位翻边232与定位底壁234分离开，定位侧壁233用于连接定位翻边232和定位底壁234，定位座孔231开设在定位底壁234上，定位翻边232适于与转台顶壁2111固定，具体而言，定位翻边232上设置有翻边孔2321，紧固件穿设翻边孔2321且紧固在转台顶壁2111的顶壁孔21111中。

转子配合杆212的外周面上设置有外螺纹，扳手套筒22与转子配合杆212之间具有旋合螺接段。操作人员通过旋动扳手套筒22和/或定位转台21，则可实现扳手套筒22的上升或下降。并且在不使用扳手套筒22或者需要固定位置时，扳手套筒22与转子配合杆212旋合螺接可以避免扳手套筒22移动。扳手套筒22外表面可以预留扳手位置，便于操作人员施力。

根据本实用新型第五方面实施例的编码器转子的装配方法，使用上述的转子安装工装20来安装编码器转子10，装配方法包括：

(1)将编码器转子10的螺母3旋合在螺母配合段12上合适的位置，该位置需保证安装时编码器转子10的磁铁2与转子配合面213能接触。

(2)将扳手套筒22旋合在定位转台21的转子配合杆212上，以便后续操作。

(3)将编码器转子10吸附在定位转台21的转子配合面213上。

(4)将编码器转子10的螺柱1的螺杆段11对准电机转子30轴端部的螺纹孔，旋转定位转台21，当定位转台21的转台凸起215底面与电机端盖40的基准面接触时，停止旋转，由此可以保证安装到位且安装精度较高。

(5)松掉扳手套筒22与定位转台21的螺纹连接，使扳手套筒22与编码器转子10的螺母3配合。

(6)采用扳手拧动扳手套筒22预留的扳手位置来旋紧固定螺母3，从而实现编码器转子10在电机转子30轴端部的固定。

(7)取下转子安装工装20，完成整个操作。

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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种编码器转子(10)，其特征在于，包括：

螺柱(1)，所述螺柱(1)包括：螺杆段(11)、螺母配合段(12)、施力段(13)，所述螺母配合段(12)位于所述螺杆段(11)、所述施力段(13)之间，所述施力段(13)具有非圆施力部；

磁铁(2)，所述磁铁(2)从所述施力段(13)所在端插接在所述螺柱(1)内；

螺母(3)，所述螺母(3)适于与所述螺母配合段(12)螺接配合。

2.根据权利要求1所述的编码器转子(10)，其特征在于，所述施力段(13)构造为多棱柱结构。

3.一种伺服电机，其特征在于，包括：

电机端盖(40)，所述电机端盖(40)上开设有转子安装孔(41)；

电机转子(30)，所述电机转子(30)穿设所述转子安装孔(41)；

如权利要求1-2中任一项所述的编码器转子(10)，所述电机转子(30)端部开设有适于与所述螺杆段(11)螺接配合的螺纹孔，所述磁铁(2)至少部分地伸入所述转子安装孔(41)中。

4.一种机床，其特征在于，包括权利要求3所述的伺服电机。

5.一种转子安装工装(20)，其特征在于，所述转子安装工装(20)用于安装如权利要求1-2中任一项所述的编码器转子(10)，所述转子安装工装(20)包括：

定位转台(21)，所述定位转台(21)上设置有转子配合面(213)，所述转子配合面(213)适于与所述非圆施力部嵌设配合；

扳手套筒(22)，所述扳手套筒(22)套设在所述转子配合面(213)外，且所述扳手套筒(22)具有与所述螺母(3)嵌设配合的扳手凹槽(221)。

6.根据权利要求5所述的转子安装工装(20)，其特征在于，所述非圆施力部构造为多边形结构，所述转子配合面(213)构造为适于与所述多边形结构嵌设配合的多边形凹槽。

7.根据权利要求5所述的转子安装工装(20)，其特征在于，所述扳手套筒(22)相对于所述定位转台(21)可轴向移动。

8.根据权利要求7所述的转子安装工装(20)，其特征在于，所述定位转台(21)包括：转台本体(211)和转子配合杆(212)，所述转台本体(211)具有转台通孔(214)，所述转子配合杆(212)固定在所述转台本体(211)上，且所述转子配合杆(212)正对所述转台通孔(214)，所述转子配合面(213)形成在所述转子配合杆(212)的端部。

9.根据权利要求8所述的转子安装工装(20)，其特征在于，所述转台通孔(214)的孔边缘设置有转台凸起(215)，所述转台凸起(215)凸出所述转台本体(211)的外表面。

10.根据权利要求8所述的转子安装工装(20)，其特征在于，所述转子安装工装(20)还包括：定位座(23)，所述定位座(23)固定在所述转台本体(211)上，且所述定位座(23)与所述转台本体(211)之间形成轴移腔(24)，所述扳手套筒(22)的第一端位于所述轴移腔(24)内，所述扳手套筒(22)的第二端设置有所述扳手凹槽(221)。

11.根据权利要求8所述的转子安装工装(20)，其特征在于，所述转子配合杆(212)的外周面上设置有外螺纹，所述扳手套筒(22)与所述转子配合杆(212)之间具有旋合螺接段。

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