CN218217029U - 紧凑型伺服电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了紧凑型伺服电机，属于驱动装置领域，在保证电机性能的前提缩小了电机的尺寸，本实用新型的紧凑型伺服电机，包括电机壳体、设置于所述电机壳体内的转子轴和用于检测所述转子轴转速和转动角度的传感器，所述转子轴的端部配置有感应磁钢，所述传感器用于检测所述感应磁钢的磁场，所述转子轴的端部套装有用于径向定位所述感应磁钢的感应磁钢座，所述感应磁钢座的内壁与所述感应磁钢之间保持间隙。

Description

紧凑型伺服电机

【技术领域】

本实用新型涉及驱动装置领域，尤其涉及紧凑型伺服电机。

【背景技术】

伺服电机是一种驱动装置，适用于伺服系统。伺服电机的转子转速可以控制，且在驱动物体移动时对物体的位置控制非常准确。伺服电机的转子包括用于输出动力的转子轴，转子轴上配置有磁钢，磁钢可以随着转子轴转动，电机内会设置传感器来检测磁钢的位置变化，从而得以判断转子轴的转速，同时还可以根据磁场来判断当前的转子轴的转动角度，以判断被伺服电机所驱动的物体的位置。但目前的伺服电机，具有较大的尺寸且结构复杂，不利于装配。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提出紧凑型伺服电机，在保证电机性能的前提缩小了电机的尺寸。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

紧凑型伺服电机，包括电机壳体、设置于所述电机壳体内的转子轴和用于检测所述转子轴转速和转动角度的传感器，所述转子轴的端部配置有感应磁钢，所述传感器用于检测所述感应磁钢的磁场，所述转子轴的端部套装有用于径向定位所述感应磁钢的感应磁钢座，所述感应磁钢座的内壁与所述感应磁钢之间保持间隙。

在上述方案的基础上，所述感应磁钢座呈筒状以围成用于径向定位所述感应磁钢的磁钢定位部。

在上述方案的基础上，所述感应磁钢通过粘结剂粘连在所述转子轴的端部；或者，所述感应磁钢通过连接件固定在所述转子轴的端部。

在上述方案的基础上，所述电机壳体包括后端盖，所述后端盖上设有用于安装电路板的电路板安装部，所述传感器设置在所述电路板上。

在上述方案的基础上，所述后端盖上设有通孔，所述通孔的内壁上凸设有所述电路板安装部，所述电路板通过第一紧固件固定在所述电路板安装部上。

在上述方案的基础上，所述电路板安装部上设有第一装配孔，所述电路板上设有第二装配孔，所述第一紧固件贯穿第二装配孔后锁紧到第一装配孔内。

在上述方案的基础上，所述转子轴的端部伸入至所述通孔内。

在上述方案的基础上，所述后端盖上通过第二紧固件固定安装用于遮挡所述通孔的盖板。

在上述方案的基础上，所述后端盖上凹陷形成与所述通孔连通的盖板安装部，所述第二紧固件贯穿所述盖板后与所述盖板安装部固定连接以使所述盖板与所述盖板安装部相抵。

本实用新型的有益效果：

本实用新型公开的伺服电机，其转子轴端部设置有感应磁钢和传感器，感应磁钢能够随着转子轴转动而使自身磁场的N极和S极的位置不停地变化，传感器能够检测感应磁钢的磁场，来判断转子轴的转动速度，还可以通过转子轴转动的圈数以及当前磁场的位置，来判断伺服电机驱动物体移动的距离。与现有技术不同的是，本申请中感应磁钢与转子轴的端部贴合，从而可以因感应磁钢与转子轴间的间隙消失而缩小电机在转子轴轴向方向上的尺寸，且不会影响到伺服电机的性能。感应磁钢座安装在转子轴端部，能够对感应磁钢进行限位，使感应磁钢能够保持在当前的位置，以保证感应磁钢和传感器之间的同心度，传感器可以精确地检测转子轴的转速和转动角度。感应磁钢与感应磁钢座的内壁之间保持间隙，以使感应磁钢装配到转子轴上时会更加容易，不会受到感应磁钢座的阻挡，虽然间隙的存在会导致感应磁钢的中心偏离转子轴的轴心线，但偏离的尺寸较小，感应磁钢和传感器之间依然可以保持较低的同心度误差，不足以影响到传感器对感应磁钢的位置检测。

进一步的，所述感应磁钢座呈筒装以围成用于径向定位所述感应磁钢的磁钢定位部。磁钢定位部对感应磁钢具有径向限位的作用，在装配时，先将感应磁钢座套装在转子轴端部，再安装感应磁钢，从而通过磁钢定位部对感应磁钢进行限位，使感应磁钢的中心位于转子轴的轴心线上或靠近转子轴的轴心线，缩小感应磁钢完成安装后与传感器的同心度误差。

进一步的，所述感应磁钢通过粘结剂粘连在所述转子轴的端部；或者，所述感应磁钢通过连接件固定在所述转子轴的端部。在粘结剂或连接件的作用下感应磁钢和转子轴可以保持贴合的关系，且在转子轴转动过程中，感应磁钢也能够保持与转子轴的同步运动，二者之间不会产生间隙，感应磁钢的位置也不会出现变化，使得感应磁钢在转子轴转动过程中与传感器之间也能够保证较高的同心度。

进一步的，所述电机壳体包括后端盖，所述后端盖上设有用于安装电路板的电路板安装部，所述传感器设置在所述电路板上。电路板能够为传感器供电、处理传感器检测数据。现有技术中，通常会在伺服电机内设置用于安装电路板的支架，装配时，还需要将支架安装到电机内。而本申请中，电路板装配在后端盖上，不需要在电机内额外设置用于安装电路板的支架，可以减少安装支架的步骤，以提高装配速度，同时还可以避免因装配支架时出现的位置误差而导致电路板上的传感器与感应磁钢之间存在较大的同心度误差。后端盖内也不需要设置较大的空间来容纳支架，从而可以缩小伺服电机的整体尺寸。

进一步的，所述后端盖上设有通孔，所述通孔的内壁上凸设有所述电路板安装部，所述电路板通过第一紧固件固定在所述电路板安装部上。后端盖在成型时会一体成型通孔和电路板安装部，当后端盖完成装配后通孔和转子轴之间具有较高的同心度，而电路板安装部的位置是固定的，这样一来当电路板完成安装后，电路板上的传感器与感应磁钢之间也可以保持较高的同心度。

进一步的，所述电路板安装部上设有第一装配孔，所述电路板上设有第二装配孔，所述第一紧固件贯穿第二装配孔后锁紧到第一装配孔内。在装配时，第一装配孔和第二装配孔需要对齐，再通过第一紧固件进行锁定，以保证电路板在完成装配时的位置精度。

进一步的，所述转子轴的端部伸入至所述通孔内。由于电路板安装在设置于通孔内壁上的电路板安装部上，因此在电路板和转子轴之间不存在阻挡，转子轴可以顺利伸入到通孔内。感应磁钢设置在转子轴的端部，随同转子轴伸入至通孔内，从而可以缩短感应磁钢与传感器之间的间距，提高传感器处的磁场强度，传感器对感应磁钢的磁场变化更加敏感。

进一步的，所述后端盖上通过第二紧固件固定安装用于遮挡所述通孔的盖板。盖板能够遮挡通孔而使得灰尘和水气等通过通孔进入到伺服电机内部。当需要对伺服电机进行维护时，可以将盖板拆下后，便可以观察到电路板和伺服电机的内部，而不需要拆卸后端盖。

进一步的，所述后端盖上凹陷形成与所述通孔连通的盖板安装部，所述第二紧固件贯穿所述盖板后与所述盖板安装部固定连接以使所述盖板与所述盖板安装部相抵。盖板装配在盖板安装部上以遮挡通孔，凹陷的盖板安装部能够使盖板不凸出于后端盖，以缩小整个伺服电机在转子轴轴向方向的尺寸。

本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例中伺服电机的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本实用新型实施例中伺服电机的爆炸图。

附图标记：

电机壳体100、后端盖110、通孔120、盖板130、第二紧固件140、盖板安装部150；

传感器200、电路板210、电路板安装部220、第一装配孔230、第二装配孔240、第一紧固件250；

转子轴300、感应磁钢310、感应磁钢座320、磁钢定位部330。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下文中出现的诸如“示例性”“一些实施例”等词意为“用作例子、实施例或说明性”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。

参照图1至图3，本实用新型公开了紧凑型伺服电机，包括电机壳体100、设置于电机壳体100内的转子和用于检测转子转速和转动角度的传感器200，转子包括转子轴300和感应磁钢310，转子轴300端部固定安装有用于提高传感器200和感应磁钢310同心度的感应磁钢座320，感应磁钢座320上设有磁钢定位部330，感应磁钢310安装在磁钢定位部330上且与转子轴300的端部贴合。

本实用新型公开的紧凑型伺服电机，其“紧凑”体现在伺服电机在转子轴300的轴向方向上的尺寸较小。转子的转子轴300端部设置有感应磁钢310和传感器200，感应磁钢310能够随着转子轴300转动而使自身磁场的N极和S极的位置不停地变化，传感器200能够检测感应磁钢310的磁场，来判断转子轴300的转动速度，还可以通过转子轴300转动的圈数以及当前磁场的位置，来判断伺服电机驱动物体移动的距离。与现有技术不同的是，本申请中感应磁钢310与转子轴300的端部贴合，从而可以因感应磁钢310与转子轴300间的间隙消失而缩小电机在转子轴300轴向方向上的尺寸，且这样的改进不会影响到伺服电机的性能。感应磁钢座320安装在转子轴300端部，设置于感应磁钢座320上的磁钢定位部330能够对感应磁钢310进行限位，使感应磁钢310能够保持在当前的位置，以保证感应磁钢310和传感器200之间的同心度，传感器200可以精确地检测转子的转速和转动角度。

感应磁钢座320呈套筒状套装在转子轴300端部，磁钢定位部330为靠近感应磁钢座320端部的内壁围成。感应磁钢座320套装在转子轴300上后，感应磁钢座320的轴心线与转子轴300的轴心线位于同一直线上。磁钢定位部330对感应磁钢310具有径向限位的作用，在装配时，先将感应磁钢座320套装在转子轴300端部，再安装感应磁钢310，以通过感应磁钢座320对感应磁钢310进行限位，这样一来感应磁钢310的圆心也位于转子轴300的轴心线上，或者靠近转子轴300的轴心线，当感应磁钢310随着转子轴300转动时，磁场的转动中心不过过于偏离转子轴300的轴心线，以方便传感器200感应磁场的变化。

为了方便装配，感应磁钢310通过粘结剂粘连在转子轴300的端部，感应磁钢310与磁钢定位部330的内壁之间保持间隙。在粘结剂的作用下感应磁钢310和转子轴300可以保持贴合的关系，二者之间不会产生间隙，且在转子轴300转动过程中，感应磁钢310也能够通过粘连而保持与转子轴300的同步，感应磁钢310的位置也不会出现变化，使得感应磁钢310在转子轴300转动过程中与传感器200之间也能够保证较高的同心度。由于磁钢定位部330的尺寸大于感应磁钢310的尺寸，感应磁钢310装配到转子轴300上时不会受到磁钢定位部330的阻挡，装配相较于现有技术会更加容易。此外，感应磁钢也可以通过连接件固定安装在转子轴的端部上，相较于粘连的方式，通过连接件进行固定连接强度会更高，但装配效率会更低，成本更高。

磁钢定位部330对感应磁钢310仅具有限位作用，能使感应磁钢310在安装过程中，其圆心能保持转子轴300的轴心线上或轴心线附近。虽然感应磁钢310和磁钢定位部330的内壁之间具有一定的间隙，而使得感应磁钢310的圆心有较大概率会偏离转子轴300的轴心线，但偏离的尺寸较小，感应磁钢310和传感器200之间依然可以保持较低的同心度误差，不足以影响到传感器200对感应磁钢310的位置检测。

电机壳体100包括后端盖110，后端盖110上一体成型设有安装电路板210的电路板安装部220，传感器200设置在电路板210上。现有技术中，通常会在伺服电机内设置用于安装电路板210的支架，装配时，还需要将支架安装到电机内。而本申请中，电路板210直接装配在后端盖110上，不需要在电机内额外设置用于安装电路板210的支架，可以减少安装支架的步骤，以提高装配速度，同时还可以避免因装配支架时出现的位置误差而导致电路板210上的传感器200与感应磁钢310之间存在较大的同心度误差。后端盖110内也不需要设置较大的空间来容纳支架，从而可以缩小伺服电机的整体尺寸。

具体的，后端盖110上设有通孔120，通孔120的内壁上凸设有电路板安装部220，电路板安装部220的数量有多个且均匀分布在通孔120内壁上，电路板210通过第一紧固件250固定在电路板安装部220上。后端盖110在成型时会一体成型通孔120和电路板安装部220，当后端盖110完成装配后通孔120和转子轴300之间具有较高的同心度，而电路板安装部220的位置是固定的，这样一来当电路板210完成安装后，电路板210上的传感器200与感应磁钢310之间也可以保持较高的同心度。

电路板安装部220上设有第一装配孔230，电路板210上设有第二装配孔240，第一紧固件250贯穿第二装配孔240后锁紧到第一装配孔230内，第一紧固件250可以是螺钉、铆钉等，在装配时，第一装配孔230和第二装配孔240需要对齐，再通过第一紧固件250进行锁定，以保证电路板210在完成装配时的位置精度。

后端盖110上还设有盖板130，盖板130通过用于遮挡通孔120，通过第二紧固件140进行安装，盖板130能够遮挡通孔120而使得灰尘和水气等通过通孔120进入到伺服电机内部。当需要对伺服电机进行维护时，可以将盖板130拆下后，便可以观察到电路板210和伺服电机的内部，而不需要拆卸后端盖110。在进行伺服电机的组装时，可以先将电路板210、盖板130安装到后端盖110上，再组装电机壳体100；也可以先组装电机壳体100，再通过通孔120将电路板210安装到后端盖110上，最后安装盖板130。

后端盖110上凹陷形成与通孔120连通的盖板安装部150，盖板安装部150的尺寸大于通孔120的尺寸，避免第二紧固件140与电路板210或第一紧固件250出现干涉，第二紧固件140贯穿盖板130后与盖板安装部150固定连接以使盖板130与盖板安装部150相抵。盖板130装配在盖板安装部150上以遮挡通孔120，凹陷的盖板安装部150能够使盖板130不凸出于后端盖110，以缩小整个伺服电机在转子轴300轴向方向的尺寸。

为了进一步缩小伺服电机的尺寸，转子轴300的端部伸入至通孔120内，转子轴300的长度为固定值，后端盖110的尺寸缩小以使转子轴300的端部可以伸入到通孔120内，感应磁钢310设置在转子轴300的端部，从而还可以缩短感应磁钢310与传感器200之间的间距，提高传感器200处的磁场强度，传感器200对感应磁钢310的磁场变化更加敏感。由于电路板210安装在设置于通孔120内壁上的电路板安装部220上，因此在电路板210和转子轴300之间不存在阻挡，转子轴300可以顺利伸入到通孔120内。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (9)

1.紧凑型伺服电机，包括电机壳体、设置于所述电机壳体内的转子轴和用于检测所述转子轴转速和转动角度的传感器，其特征在于，所述转子轴的端部配置有感应磁钢，所述传感器用于检测所述感应磁钢的磁场，所述转子轴的端部套装有用于径向定位所述感应磁钢的感应磁钢座，所述感应磁钢座的内壁与所述感应磁钢之间保持间隙。

2.根据权利要求1所述的紧凑型伺服电机，其特征在于，所述感应磁钢座呈筒状以围成用于径向定位所述感应磁钢的磁钢定位部。

3.根据权利要求1所述的紧凑型伺服电机，其特征在于，所述感应磁钢通过粘结剂粘连在所述转子轴的端部；或者，所述感应磁钢通过连接件固定在所述转子轴的端部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的紧凑型伺服电机，其特征在于，所述电机壳体包括后端盖，所述后端盖上设有用于安装电路板的电路板安装部，所述传感器设置在所述电路板上。

5.根据权利要求4所述的紧凑型伺服电机，其特征在于，所述后端盖上设有通孔，所述通孔的内壁上凸设有所述电路板安装部，所述电路板通过第一紧固件固定在所述电路板安装部上。

6.根据权利要求5所述的紧凑型伺服电机，其特征在于，所述电路板安装部上设有第一装配孔，所述电路板上设有第二装配孔，所述第一紧固件贯穿第二装配孔后锁紧到第一装配孔内。

7.根据权利要求5所述的紧凑型伺服电机，其特征在于，所述转子轴的端部伸入至所述通孔内。

8.根据权利要求5所述的紧凑型伺服电机，其特征在于，所述后端盖上通过第二紧固件固定安装用于遮挡所述通孔的盖板。

9.根据权利要求8所述的紧凑型伺服电机，其特征在于，所述后端盖上凹陷形成与所述通孔连通的盖板安装部，所述第二紧固件贯穿所述盖板后与所述盖板安装部固定连接以使所述盖板与所述盖板安装部相抵。

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