CN216959571U - 一种开门机的控制装置及开门机驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种开门机的控制装置及开门机驱动机构，控制装置与减速器连接，包括永磁电机，所述永磁电机包括定子、转子和由多对磁极构成的永磁体，所述减速器的驱动轴为所述永磁电机的输出轴，所述转子固定套设于所述减速器的驱动轴上，所述定子套设于所述转子，所述定子的线圈与所述减速器的法兰固定连接，所述转子的外表面形成有若干个与所述磁极一一对应的安装槽，所述磁极设置于所述安装槽内、且成对的磁极对称设置。本实用新型解决了目前开门机的控制装置传动精度不高、装配难度大的技术问题。

Description

一种开门机的控制装置及开门机驱动机构

技术领域

本实用新型涉及开门机技术领域，具体涉及一种开门机的控制装置及开门机驱动机构。

背景技术

目前的开门机一般以电机作为动力源(例如申请号为CN201620040098.8的中国实用新型专利)，电机的输出轴与减速器采用联轴器连接。由于一般电机的输出轴和联轴器之间都是通过键连接，而键连接存在较大的间隙，导致电机与减速器传动时，传动精度不高，门无法准确的停止在设定位置。另外，在装配时，由于联轴器的设置，给设备的装配带来了不便。

因此，目前的开门机的控制装置存在传动精度不高、装配难度大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种开门机的控制装置及开门机的驱动机构，解决现有技术中开门机的控制装置传动精度不高、装配难度大的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型采取了以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种开门机的控制装置，包括永磁电机，所述永磁电机包括定子、转子和由多对磁极构成的永磁体，所述减速器的驱动轴为所述永磁电机的输出轴，所述转子固定套设于所述减速器的驱动轴上，所述定子套设于所述转子外，所述定子的线圈与所述减速器的法兰固定连接，所述转子的外表面形成有若干个与所述磁极一一对应的安装槽，所述磁极设置于所述安装槽内、且成对的磁极对称设置。

优选的，所述的开门机的控制装置中，所述减速器的驱动轴呈多面体状，所述转子的内表面的形状与所述减速器的驱动轴的形状适配。

优选的，所述的开门机的控制装置中，若干个所述安装槽均匀分布于所述转子的外表面。

优选的，所述的开门机的控制装置还包括电机端盖以及编码器结构，所述电机端盖固定罩设于所述永磁电机的外部，所述编码器结构包括编码器感应板，所述编码器感应板固定设置于所述定子的线圈的骨架上，所述减速器的驱动轴伸入所述电机端盖内，所述编码器感应板上设置有至少两个磁感应开关以及至少三个霍尔传感器，所述霍尔传感器沿定子的线圈的轴向插入定子的线圈内。

优选的，所述的开门机的控制装置中，所述霍尔传感器绕所述编码器感应板的中心呈扇形布置。

优选的，所述的开门机的控制装置中，所述磁感应开关的数量为2个，两个所述磁感应开关之间的相位差为90°。

优选的，所述的开门机的控制装置中，所述磁极的对数为4。

优选的，所述的开门机的控制装置中，所述永磁电机的输出功率为500W～2000W。

第二方面，本实用新型还提供了一种开门机驱动机构，包括减速器、刹车以及如上所述的开门机的控制装置，所述减速器的驱动轴为所述永磁电机的输出轴，所述转子固定套设于所述减速器的驱动轴上，所述减速器的驱动轴的一端通过减速单元连接带驱动的门，所述刹车安装于所述永磁电机的电机端盖上。

优选的，所述的开门机驱动机构中，所述减速单元为蜗轮蜗杆减速结构。

与现有技术相比，本实用新型提供的开门机的控制装置及开门机驱动机构，直接将减速器的驱动轴作为永磁电机的输出轴，无需再安装联轴器和电机输出轴，从而避免了因键连接而导致的传动精度不高的问题，可以保证门能够准确的停止在设定位置，另外，由于不需要单独设置电机的输出轴和联轴器，有效减小了整体装置的体积，进一步方便进行装配，而且电机的安装也无需再使用轴承，简单方便，另外，通过永磁电机自带的永磁体，无需再单独设置传感器感应所需要的磁环，减少了成本，而且进一步方便安装。此外，电机端盖也可以作为编码器罩来使用，进一步简化了电机的安装结构，方便安装，减少了成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的开门机的控制装置的一较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的开门机的控制装置去掉电机端盖后的一较佳实施例的示意图

图3是是本实用新型提供的开门机驱动机构的一较佳实施例的侧视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的开门机的控制装置，与减速器1连接，包括永磁电机2，所述永磁电机2包括定子21、转子22和由多对磁极构成的永磁体23，所述减速器1的驱动轴11为所述永磁电机2的输出轴，所述转子22固定套设于所述减速器1的驱动轴11上，所述定子21套设于所述转子22外，所述定子的线圈与所述减速器1的法兰固定连接，所述转子22的外表面形成有若干个与所述磁极一一对应的安装槽，所述磁极设置于所述安装槽内、且成对的磁极对称设置。

本实施例中，直接将减速器1的驱动轴作为永磁电机2的输出轴，无需再安装联轴器和电机输出轴，从而避免了因键连接而导致的传动精度不高的问题，可以保证门能够准确的停止在设定位置，另外，由于不需要单独设置电机的输出轴和联轴器，有效减小了整体装置的体积，进一步方便进行装配，而且电机的安装也无需再使用轴承，简单方便，另外，通过永磁电机2自带的永磁体23，无需再单独设置传感器感应所需要的磁环，减少了成本，而且进一步方便安装。

在一个优选的实施例中，所述减速器1的驱动轴11呈多面体状，所述转子22的内表面的形状与所述减速器1的驱动轴11的形状适配，通过将减速器1的驱动轴设置为多面体，从而不需要再在减速器1的驱动轴11上开设槽来与转子22实现固定，而是通过多面体的棱角来保证转子22的转动与所述减速器1的驱动轴11的转动同步，从而能够进一步增加传动精度，保证门停止位置的准确性。

在一个优选的实施例中，若干个所述安装槽均匀分布于所述转子22的外表面，从而保证各个磁极对能够相对于所述转子22的中心对称，进而保证信号采集的准确性。

在一个优选的实施例中，所述的开门机的控制装置还包括电机端盖4以及编码器结构3，所述电机端盖4固定罩设于所述永磁电机1的外部，所述编码器结构3包括编码器感应板(图中未示出)，所述编码器感应板固定设置于所述定子21的线圈的骨架上，所述减速器1的驱动轴11伸入所述电机端盖4内，所述编码器感应板上设置有至少两个磁感应开关(图中未示出)以及至少三个霍尔传感器，所述霍尔传感器沿定子21的线圈的轴向插入定子21的线圈内。本实用新型没有设置编码器罩，直接将编码器罩和电机端盖合二为一，简化了电机的结构，减少成本的同时，还方便安装。

本实施例中，若干个磁感应开关用于进行门体位置的检测，当停电时，通过切换到内部电池给若干个磁感应开关供电、也可以保证准确的记录到门体的位置，保证门体位置不会丢失。

在一些实施例中，所述霍尔传感器绕所述编码器感应板的中心呈扇形布置。本实用新型在所述编码器感应板安装有若干个霍尔传感器，霍尔传感器的数量优选为3个，3个霍尔传感器形成6个节拍产生6个换向时机，保证定子产生交流换向电流而周而复始推动转子产生电磁力矩，从而控制电机外在的运行。这个3个霍尔传感器一般使用霍尔开关效应，不要求功耗，但是要求换向时刻的准确性，换向时刻对温度的敏感性。电机运行的平稳直接决定着这3个霍尔传感器的上升沿下降沿精度和可重复稳定度，从电路上这个三个信号直接是3个开关信号连接到驱动板上。供驱动板的DSP进行处理而控制IGBT，进而控制电机定子电流，进而控制电流的换向。

在一些实施例中，所述磁感应开关的数量为2个，两个所述磁感应开关之间的相位差为90°，两个所述磁感应开关用于实现电机绝对位置的检测，两个磁感应开关通过减速器1的驱动轴11的转动，产生相位差为90度的两个信号，当旋转一个机械周期时，两个信号都会产生若干个脉冲，通过倍频技术，两个信号可以将一个机械周期分为若干个脉冲，因此，分辨率对应的机械角度可根据脉冲数量得知，故根据两个信号输出的频率和相位可以计算出电机转子的位置，从而实现对永磁电机绝对位置的跟踪。此外，磁感应开关连接的位置检测电路以及用于其计算的MCU处理器由外部供电和电池双备份供电，当停电时由电池供电，保证MCU内部RAM以及传感器电路会一直处于工作状态从而跟踪电机的绝对位置，进而保证存储的绝对值位置永不丢失。两个磁感应开关检测的信号不会对外输出，直接输送至MCU处理器，然后由MCU处理器进行算法处理，输出4个byte的绝对值位置的值(本实施例中，设定为16bit的精度，还有16bit为一些容错状态和校验位)，当电池供电时，绝对值的位置值存储在内部RAM中，不对外输出。而外部供电时则通过单端的异步串口信号(使用4800或者9600的波特率)发送给驱动器，驱动器1s中可接受5-20每秒的刷新率；驱动器会根据这个信号每次上电或者每次关门开门到位时确认门体是否超出限位或其他异常告警。本实施例中，相较于现有技术中的至少三个磁感应开关，本实用新型实施例只需两个磁感应开关即可实现电机的位置检测，减少了部件的数量，降低成本，而且方便安装。

在一些实施例中，所述磁极的对数为4，相应的，对应的磁感应开关的机械角度为22.5°，可以保证信号采集的准确性。

在一些实施例中，所述永磁电机2的输出功率为500W～2000W，能够较好的进行门开关的驱动。

基于上述开门机的控制装置，本实用新型还相应的提供一种开门机驱动机构，请参阅图3，开门机驱动机构包括减速器1、刹车5以及如上述各实施例所述的开门机的控制装置，所述减速器1的驱动轴11为所述永磁电机2的输出轴，所述转子22固定套设于所述减速器1的驱动轴11上，所述减速器1的驱动轴的一端通过减速单元连接带驱动的门，所述刹车5安装于所述永磁电机2的电机端盖4上。

在一些实施例中，所述减速单元为蜗轮蜗杆减速结构，具有良好的传动能力，可精准的将电机的转动运动传动至门的运动。

在具体实施时，给所述永磁电机2供电，永磁电机2的定子21不动，转子22高速转动，同时带动减速器1的驱动轴11高速转动，减速器1的驱动轴一端通过蜗轮蜗杆减速结构连接驱动的门，带动门快速转动，进而实现门的打开或关闭，电机端盖4上设置有刹车5，需要停止门的动作时，首先控制定子线圈电流的方向和大小由电机产生反向电磁力矩将整个系统的动能进行减速到低速甚至零速的状态，然后启动刹车5，使门体停止在所指定的位置。这样即可阻止刹车摩擦片的高速磨损，也可减小门体的冲击控制门体的柔性启停。并且当停电时，电机无法得到动力，刹车可起到抱死减速器1的驱动轴11作为防止门体坠落的一道安全屏障。

综上所述，本实用新型提供的开门机的控制装置及开门机驱动机构，直接将减速器的驱动轴作为永磁电机的输出轴，无需再安装联轴器和电机输出轴，从而避免了因键连接而导致的传动精度不高的问题，可以保证门能够准确的停止在设定位置，另外，由于不需要单独设置电机的输出轴和联轴器，有效减小了整体装置的体积，进一步方便进行装配，而且电机的安装也无需再使用轴承，简单方便，另外，通过永磁电机自带的永磁体，无需再单独设置传感器感应所需要的磁环，减少了成本，而且进一步方便安装。此外，电机端盖也可以作为编码器罩使用，进一步简化了电机的安装结构，方便安装，减少了成本。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种开门机的控制装置，与减速器连接，其特征在于，包括永磁电机，所述永磁电机包括定子、转子和由多对磁极构成的永磁体，所述减速器的驱动轴为所述永磁电机的输出轴，所述转子固定套设于所述减速器的驱动轴上，所述定子套设于所述转子，所述定子的线圈与所述减速器的法兰固定连接，所述转子的外表面形成有若干个与所述磁极一一对应的安装槽，所述磁极设置于所述安装槽内、且成对的磁极对称设置。

2.根据权利要求1所述的开门机的控制装置，其特征在于，所述减速器的驱动轴呈多面体状，所述转子的内表面的形状与所述减速器的驱动轴的形状适配。

3.根据权利要求1所述的开门机的控制装置，其特征在于，若干个所述安装槽均匀分布于所述转子的外表面。

4.根据权利要求1所述的开门机的控制装置，其特征在于，还包括电机端盖以及编码器结构，所述电机端盖固定罩设于所述永磁电机的外部，所述编码器结构包括编码器感应板，所述编码器感应板固定设置于所述定子的线圈的骨架上，所述减速器的驱动轴伸入所述电机端盖内，所述编码器感应板上设置有至少两个磁感应开关以及至少三个霍尔传感器，所述霍尔传感器沿定子的线圈的轴向插入定子的线圈内。

5.根据权利要求4所述的开门机的控制装置，其特征在于，所述霍尔传感器绕所述编码器感应板的中心呈扇形布置。

6.根据权利要求5所述的开门机的控制装置，其特征在于，所述磁感应开关的数量为2个，两个所述磁感应开关之间的相位差为90°。

7.根据权利要求1所述的开门机的控制装置，其特征在于，所述磁极的对数为4。

8.根据权利要求1所述的开门机的控制装置，其特征在于，所述永磁电机的输出功率为500W～2000W。

9.一种开门机驱动机构，其特征在于，包括减速器、刹车以及如权利要求1-8任意一项所述的开门机的控制装置，所述减速器的驱动轴为所述永磁电机的输出轴，所述转子固定套设于所述减速器的驱动轴上，所述减速器的驱动轴的一端通过减速单元连接带驱动的门，所述刹车安装于所述永磁电机的电机端盖上。

10.根据权利要求9所述的开门机驱动机构，其特征在于，所述减速单元为蜗轮蜗杆减速结构。

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