CN219420481U - 一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，包括输入组件及输出组件，输出组件包括偏心轴、浮动盘、输出端子、销轴、内齿轮及外齿轮，输入组件与所述偏心轴连接，浮动盘环设于偏心轴的底部，输出端子环设于偏心轴的顶部，浮动盘和输出端子之间通过销轴固定，偏心轴上设置有偏心环，内齿轮环设于偏心环外围，内齿轮的内环面与偏心环之间通过轴承连接，外环面与外齿轮的底部啮合，内齿轮和外齿轮配合形成少齿差行星齿轮结构，内齿轮对应销轴的位置贯穿设置有通孔，销轴的中间位置穿过通孔，销轴外围套设有轴套，轴套与通孔的孔壁间隔形成有空隙。本申请的结构在换向时可以及时刹车，避免产生较强的反向电动势。

Description

一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器

技术领域

本申请属于微型伺服器技术领域，具体涉及一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器。

背景技术

无刷外转子电机具有扭力大，转速低等优点，被广泛应用于微型伺服器(舵机)的动力来源。微型伺服器工作时是要频繁来回换向的，在换向时会产生反向的电动势，换向的周期越短，频率越高，反向电动势就会越明显。而无刷外转子电机的外转子具有较大的转动惯量，会产生较强的反向电动势，无法通过电控的方式来进行抵消，因此，实有必要提供一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器来解决上述问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，利用少齿差行星齿轮的自锁特性为外转无刷电机的换向带来及时的刹车，从而避免产生较强的反向电动势。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，包括输入组件及输出组件，所述输出组件包括偏心轴、浮动盘、输出端子、销轴、内齿轮及外齿轮，所述输入组件与所述偏心轴连接，驱动所述偏心轴旋转，所述浮动盘环设于所述偏心轴的底部，所述输出端子环设于所述偏心轴的顶部，所述浮动盘和所述输出端子之间通过所述销轴固定，所述偏心轴上设置有偏心环，所述内齿轮环设于所述偏心环外围，所述内齿轮的内环面与所述偏心环之间通过轴承连接，外环面与所述外齿轮的底部啮合，所述内齿轮和所述外齿轮配合形成少齿差行星齿轮结构，所述内齿轮对应所述销轴的位置贯穿设置有通孔，所述销轴的中间位置穿过所述通孔，两端分别与所述浮动盘和所述输出端子固定，所述销轴外围套设有轴套，所述轴套与所述通孔的孔壁间隔形成有空隙。

优选的，所述内齿轮和所述外齿轮的齿差数为1-4。

优选的，所述偏心环的数量为两个，两个所述偏心环沿所述偏心轴的轴线方向间隔设置，所述内齿轮与所述偏心环一一对应设置。

优选的，两个所述偏心环关于所述偏心轴的中轴线对称设置。

优选的，所述销轴的数量为多个，多个所述销轴沿所述内齿轮的中轴线呈环形阵列分布。

优选的，所述输入组件包括电机座、端盖、外转子无刷电机及线路板，所述电机座围成一端开口的收容空间，所述端盖盖设于所述电机座的开口端，所述外转子无刷电机和所述线路板均收容于所述收容空间内，所述外转子无刷电机与所述线路板电连接，所述外转子无刷电机驱动所述偏心轴旋转。

优选的，所述端盖的底部向所述收容空间内凸出形成有中空环，顶部向靠近所述收容空间方向凹陷形成有安装槽，所述中空环的中空区域与所述安装槽连通，所述浮动盘的外环面与所述安装槽的槽壁通过轴承连接，内环面与所述偏心轴的底部通过轴承连接；所述输出端子的外环面与所述外齿轮的顶部通过轴承连接，内环面与所述偏心轴的顶部通过轴承连接。

优选的，所述外转子无刷电机包括壳体、定子、转子及输出轴，所述壳体包括底板、设置于所述底板中心位置的凸台及设置于所述底板边缘位置的侧板，所述凸台和所述侧板均位于所述底板的上方，所述底板与所述侧板配合围成容纳空间，所述定子和所述转子均收容于所述容纳空间内；所述定子环设于所述中空环外围并与所述中空环固定，所述转子与所述侧板固定，所述偏心轴为中空的轴体，所述输出轴的底部与所述凸台固定，顶部插入所述偏心轴的中空区域内与所述偏心轴的内壁固定。

优选的，所述输出组件还包括顶盖，所述顶盖设置于所述输出端子的顶部，所述顶盖与所述外齿轮固定，所述顶盖上贯穿设置有安装孔，所述输出端子的中间位置穿过所述安装孔外露，边缘位置由所述顶盖压紧。

优选的，还包括控制组件，所述控制组件包括同步杆、磁铁及磁编码器，所述同步杆的顶端与所述输出端子固定，底部依次穿过所述偏心轴及输出轴悬置于所述线路板的上方，所述磁铁设置于所述同步杆的底部，所述磁编码器安装于所述线路板上，所述磁铁与所述磁编码器配合，用于监测所述输出端子的运动状态。

本申请提供的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器中，将内齿轮套设在偏心轴的偏心环上，输出端子和浮动盘之间通过销轴固定，内齿轮对应销轴的位置设置有通孔，内齿轮和外齿轮啮合，外齿轮固定不动，伺服器换向时，利用所述外齿轮和所述内齿轮啮合作用，形成反向的减速作用，同时内齿轮和外齿轮的齿差数较小，内齿轮反向的运动为低速的自转运动，然后通过销轴将减速作用传导至输出端子上，实现输出端子的刹车，避免产生反向电动势。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器的立体结构示意图；

图2是图1所示的一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器的分解结构示意图；

图3是图1所示的一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参见图1-3，本实用新型提供一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器100，包括输入组件10、输出组件20及控制组件30，所述输入组件10驱动所述输出组件20运动，所述控制组件30用于监测所述输出组件20的运动状态。

所述输入组件10包括电机座11、端盖12、外转子无刷电机13及线路板14。

所述电机座1围成一端开口的收容空间，所述端盖12盖设于所述电机座11的开口端，所述外转子无刷电机13和所述线路板14均收容于所述收容空间内，所述外转子无刷电机13和所述线路板14电连接，由所述线路板14供电运行。

所述端盖12的底部向所述收容空间内凸出形成有中空环121，顶部向靠近所述收容空间方向凹陷形成有安装槽122，所述中空环121的中空区域与所述安装槽122连通。

所述外转子无刷电机13包括壳体131、定子132、转子133及输出轴134。

所述壳体131包括底板1311、设置于所述底板1311中心位置的凸台1312及设置于所述底板1311边缘位置的侧板1313，所述凸台1312和所述侧板1313均位于所述底板1311的上方，所述底板1311与所述侧板1313配合围成容纳空间，所述定子132和所述转子133均收容于所述容纳空间内。所述定子132环设于所述中空环121外围并与所述中空环121固定，所述转子133与所述侧板1313固定，所述输出轴134与所述凸台1312固定。所述定子132通电后驱动所述转子133旋转，带动壳体131及所述输出轴134旋转。

所述输出组件20包括偏心轴21、浮动盘22、输出端子23、销轴24、内齿轮25、外齿轮26及顶盖27。

所述偏心轴21为中空的轴体，所述输出轴134插入所述偏心轴21的中空区域内与所述偏心轴21的内壁固定。所述输出轴134旋转带动所述偏心轴21旋转。

所述浮动盘22环设于所述偏心轴21的底部，所述输出端子23环设于所述偏心轴21的顶部，所述浮动盘22和所述输出端子23之间通过所述销轴24固定。所述浮动盘22的外环面与所述安装槽122的槽壁通过轴承连接，内环面与所述偏心轴21的底部通过轴承连接；所述输出端子23的外环面与所述外齿轮26的顶部通过轴承连接，内环面与所述偏心轴21的顶部通过轴承连接。

所述偏心轴21上设置有偏心环211，所述偏心环211的数量为两个，两个所述偏心环211沿所述偏心轴21的轴线方向间隔设置。优选的，两个所述偏心环211关于所述偏心轴21的中轴线对称设置。

所述销轴24的数量为多个，多个所述销轴24沿所述内齿轮25的中轴线呈环形阵列分布。

所述内齿轮25环设于所述偏心环211外围，所述内齿轮25的内环面与所述偏心环211之间通过轴承连接，外环面与所述外齿轮26的底部啮合。所述内齿轮25和所述外齿轮26配合形成少齿差行星齿轮结构。优选的，所述内齿轮25和所述外齿轮26的齿差数为1-4。所述内齿轮25与所述偏心环211一一对应设置。

所述内齿轮25对应所述销轴24的位置贯穿设置有通孔250，所述销轴24的中间位置穿过所述通孔250，两端分别与所述浮动盘22和所述输出端子23固定。所述销轴24外围套设有轴套，所述轴套与所述通孔250的孔壁间隔形成有空隙，所述空隙作为所述内齿轮25横向运动的空间。

所述顶盖27设置于所述输出端子25的顶部，所述顶盖27与所述外齿轮26固定。所述顶盖27上贯穿设置有安装孔，所述输出端子25的中间位置穿过所述安装孔外露，边缘位置由所述顶盖27压紧。

所述控制组件30包括同步杆31、磁铁32及磁编码器33，所述同步杆31的顶端与所述输出端子23固定，底部依次穿过所述偏心轴21及输出轴134悬置于所述线路板14的上方，所述磁铁32设置于所述同步杆31的底部，所述磁编码器33安装于所述线路板14上，所述磁铁32与所述磁编码器33配合，用于监测所述输出端子23的运动状态。将所述同步杆31与所述输出端子23固定，实现同步转动，通过所述磁编码器33监测所述输出端子23的运动状态，相比于传统技术中监测电机转子运动方状态的方式，可以提高监测的精度，便于利用软件实现绝对控制。

所述种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器100的使用过程为：当所述外转子无刷电机13反向旋转时(即换向)，驱动所述偏心轴21反向旋转，由于所述外齿轮26固定，无法运动，迫使所述内齿轮25绕所述外齿轮26作行星运动(即作公转又作自转)。同时，所述内齿轮25和所述外齿轮26的齿数差很少,所以内齿轮25绕偏心轴21中心所作的运动为反向低速自转运动，所述浮动盘22和输出端子23通过所述销轴24连接，在运动过程中所述销轴24上的销轴套始终与所述内齿轮25上通孔250的孔壁接触，从而使所述内齿轮25的自转运动通过所述销轴24传递给所述浮动盘22及所述输出端子23，以实现所述输出端子23产生与所述偏心轴21旋转方向相反的减速运动，为伺服器的换向带来及时的刹车，避免发生电动机原理产生较强的反向电动势。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，包括输入组件及输出组件，所述输出组件包括偏心轴、浮动盘、输出端子、销轴、内齿轮及外齿轮，所述输入组件与所述偏心轴连接，驱动所述偏心轴旋转，所述浮动盘环设于所述偏心轴的底部，所述输出端子环设于所述偏心轴的顶部，所述浮动盘和所述输出端子之间通过所述销轴固定，所述偏心轴上设置有偏心环，所述内齿轮环设于所述偏心环外围，所述内齿轮的内环面与所述偏心环之间通过轴承连接，外环面与所述外齿轮的底部啮合，所述内齿轮和所述外齿轮配合形成少齿差行星齿轮结构，所述内齿轮对应所述销轴的位置贯穿设置有通孔，所述销轴的中间位置穿过所述通孔，两端分别与所述浮动盘和所述输出端子固定，所述销轴外围套设有轴套，所述轴套与所述通孔的孔壁间隔形成有空隙。

2.根据权利要求1所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，所述内齿轮和所述外齿轮的齿差数为1-4。

3.根据权利要求1所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，所述偏心环的数量为两个，两个所述偏心环沿所述偏心轴的轴线方向间隔设置，所述内齿轮与所述偏心环一一对应设置。

4.根据权利要求3所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，两个所述偏心环关于所述偏心轴的中轴线对称设置。

5.根据权利要求1所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，所述销轴的数量为多个，多个所述销轴沿所述内齿轮的中轴线呈环形阵列分布。

6.根据权利要求1所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，所述输入组件包括电机座、端盖、外转子无刷电机及线路板，所述电机座围成一端开口的收容空间，所述端盖盖设于所述电机座的开口端，所述外转子无刷电机和所述线路板均收容于所述收容空间内，所述外转子无刷电机与所述线路板电连接，所述外转子无刷电机驱动所述偏心轴旋转。

7.根据权利要求6所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，所述端盖的底部向所述收容空间内凸出形成有中空环，顶部向靠近所述收容空间方向凹陷形成有安装槽，所述中空环的中空区域与所述安装槽连通，所述浮动盘的外环面与所述安装槽的槽壁通过轴承连接，内环面与所述偏心轴的底部通过轴承连接；所述输出端子的外环面与所述外齿轮的顶部通过轴承连接，内环面与所述偏心轴的顶部通过轴承连接。

8.根据权利要求7所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，所述外转子无刷电机包括壳体、定子、转子及输出轴，所述壳体包括底板、设置于所述底板中心位置的凸台及设置于所述底板边缘位置的侧板，所述凸台和所述侧板均位于所述底板的上方，所述底板与所述侧板配合围成容纳空间，所述定子和所述转子均收容于所述容纳空间内；所述定子环设于所述中空环外围并与所述中空环固定，所述转子与所述侧板固定，所述偏心轴为中空的轴体，所述输出轴的底部与所述凸台固定，顶部插入所述偏心轴的中空区域内与所述偏心轴的内壁固定。

9.根据权利要求1所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，所述输出组件还包括顶盖，所述顶盖设置于所述输出端子的顶部，所述顶盖与所述外齿轮固定，所述顶盖上贯穿设置有安装孔，所述输出端子的中间位置穿过所述安装孔外露，边缘位置由所述顶盖压紧。

10.根据权利要求8所述的带少齿差行星结构及无刷外转子电机的微型伺服器，其特征在于，还包括控制组件，所述控制组件包括同步杆、磁铁及磁编码器，所述同步杆的顶端与所述输出端子固定，底部依次穿过所述偏心轴及输出轴悬置于所述线路板的上方，所述磁铁设置于所述同步杆的底部，所述磁编码器安装于所述线路板上，所述磁铁与所述磁编码器配合，用于监测所述输出端子的运动状态。