CN220401562U - 一种驱动器和预压力检测集成一体式步进电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，包括步进电机、一体式驱动器和预压力检测件；一体式驱动器安装在步进电机一端并与其相连，用于对步进电机进行控制；预压力检测件安装在一体式驱动器远离步进电机的一侧并与其相连，预压力检测件贯穿一体式驱动器并与步进电机相连，用于检测步进电机的预压力，并将检测的预压力反馈至驱动器。本实用新型将一体式驱动器和预压力检测件与步进电机集成一体，步进电机和预压力检测件的引出线均在整机内部连接，不存在裸露在外的情况，集成压力传感器以及一体式驱动的功能，整机仅有一体式驱动器向外延伸引出线，结构紧凑，方便客户接线，同时节省较多的布线空间。

Description

一种驱动器和预压力检测集成一体式步进电机

技术领域

本实用新型涉及电机设计技术领域，尤其涉及一种驱动器和预压力检测集成一体式步进电机。

背景技术

随着医疗等行业的迅猛发展，各种设备均开始趋向于方便化，多功能化及迷你化。以前的一些老结构已经无法满足日益增长的需求，如现有的一些丝杆步进电机，本体需要外接驱动器才能实现电机的控制与运行，而外接其他设备则会需要较大的空间，并且电源线需要进行排布，尤其在一些要求较高的行业，如牙科医疗等，设备往往很小同时要求又十分苛刻，以往的结构整机结构复杂，占用空间大，使用环境受限，无法满足要求。

实用新型内容

为了解决现有技术中的步进电机需要外接驱动器，当增加检测元件后，外接设备需要占用较大空间，使用环境受限，且外接联接线很多，电源线排布困难的技术问题，本实用新型提供了一种驱动器和预压力检测集成一体式步进电机来解决上述问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，包括步进电机、一体式驱动器和预压力检测件；一体式驱动器安装在步进电机一端并与其相连，用于对步进电机进行控制；预压力检测件安装在一体式驱动器远离步进电机的一侧并与其相连，预压力检测件贯穿一体式驱动器并与步进电机相连，用于检测步进电机的预压力，并将检测的预压力反馈至一体式驱动器。

所述步进电机和预压力检测件的引出线均在所述一体式步进电机的内部与一体式驱动器电连接。

进一步的，所述步进电机为贯穿式丝杆步进电机。

进一步的，所述一体式驱动器包括驱动底板、驱动PCB板、导光柱和驱动外壳；驱动PCB板与驱动外壳和驱动底板连接固定成一体；驱动底板安装在步进电机的后端盖一端并与其固定连接；所述预压力检测件安装在驱动外壳一端并与其固定连接；所述步进电机的引出线穿过后端盖和驱动底板与驱动PCB板电连接。

进一步的，所述导光柱卡接在驱动外壳上。

进一步的，所述驱动PCB板上焊接有接插件口，接插件口固定在驱动外壳上，一体式驱动器的引出线连接所述接插件口。

进一步的，所述预压力检测件包括压力传感器、长轴和罩壳；压力传感器与驱动外壳固定，压力传感器的引出线穿过驱动外壳与驱动PCB板电连接。

长轴的一端固定在步进电机的转子轴上并与丝杆活动套接，另一端贯穿一体式驱动器并与压力传感器正对，当转子轴向压力传感器方向偏移时，长轴能够与压力传感器抵接。

进一步的，所述罩壳罩设在压力传感器外部，罩壳设有与丝杠相配合的通孔。

进一步的，所述转子轴包括供丝杆穿过的轴主体，所述轴主体的内部具有与丝杆螺纹配合的螺纹注塑体，轴主体的轴向一端具有供长轴一端插入的插接槽。

进一步的，所述步进电机包括前端盖、后端盖、定子组件、转子组件、丝杆和预压调节件；所述丝杆的一端贯穿转子组件的转子轴并与转子轴螺纹连接，另一端贯穿预压力检测件，所述预压调节件适于调节转子轴对预压力检测件的压紧力。

进一步的，所述预压调节件包括波垫和预压螺母，波垫安装在转子组件的后轴承与后端盖之间；预压螺母螺纹连接在前端盖内，预压螺母位于转子组件的前轴承的前端面，用于配合波垫将转子组件压紧。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型将一体式驱动器和预压力检测件与步进电机集成一体，整体集成度高，占用空间小。

(2)本实用新型中，步进电机和预压力检测件的引出线均在整机内部连接，不存在裸露在外的情况，集成压力传感器以及一体式驱动的功能，整机仅有一体式驱动器向外延伸引出线，结构紧凑，方便客户接线，同时节省较多的布线空间。

(3)本实用新型中，压力传感器上的开孔与转子组件内部所接长轴相抵，灰尘不会直接进入到步进电机内部。整机除前后出轴孔位及一处接插件口外，其余均为封闭，有效提高整机的封闭效果，防尘效果可以得到有效提升，适用的使用场景增加。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机的具体实施方式的部件组成图；

图2是本实用新型所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机的轴向剖视图；

图3是本实用新型所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机的爆炸图；

图4是本实用新型所述步进电机与长轴的装配示意图；

图5是本实用新型中转子轴的轴向剖视图；

图6是本实用新型中转子轴与预压力检测件连接关系示意图；

图7是本实用新型中转子轴与预压力检测件连接关系剖视图。

图中，1、步进电机，101、前端盖，102、后端盖，103、定子组件，104、转子组件，1041、转子轴，105、丝杆，106、预压调节件，1061、波垫，1062、预压螺母，1063、平垫，107、前轴承，108、后轴承，2、一体式驱动器，201、驱动底板，202、驱动PCB板，203、驱动外壳，3、预压力检测件，301、压力传感器，302、长轴，303、罩壳，4、电机引出线，5、第一螺钉，6、紧固螺母，7、螺纹柱，8、接插件口，9、通孔，10、轴主体，11、螺纹注塑体，12、插接槽，13、凸肩，14、第二螺钉，15、第三螺钉。

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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图7所示，一种驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，包括步进电机1、一体式驱动器2和预压力检测件3；一体式驱动器2安装在步进电机1一端并与其相连，用于对步进电机1进行控制；预压力检测件3安装在一体式驱动器2远离步进电机1的一侧并与其相连，预压力检测件3贯穿一体式驱动器2并与步进电机1相连，用于检测步进电机1的预压力，并将检测的预压力反馈至一体式驱动器2。步进电机1和预压力检测件3的引出线均在所述一体式步进电机的内部与一体式驱动器2电连接，为便于区分，下文将步进电机1的引出线命名为电机引出线4，将预压力检测件3的引出线命名为传感器引出线。

本实用新型不仅使一体式驱动器2集成在步进电机1上，使一体式驱动器2与步进电机1大小一致，仅增加整机长度，达到节省空间的目的，同时增加电机预压力的监测，并将它们集成，可以实现在整个运行过程中当预压力超差时，预压力检测件3将压力传送到一体式驱动器2，一体式驱动器2再反馈给程序报警，控制步进电机1停止运行，再去调整预压力，调整完成后一体式驱动器2再控制步进电机1启动。

由于将步进电机1和预压力检测件3的引出线均集成在一体式驱动器2中，出线仅需在一体式驱动器2上，减少了引出线数量，方便客户接线，同时节省很多布线空间。

步进电机1可以但不仅限于为贯穿式丝杆步进电机，所述贯穿式丝杆步进电机为现有技术，如图2和图4所示，通常包括前端盖101、后端盖102、定子组件103、转子组件104和丝杆105，转子组件104位于定子组件103的内周，转子组件104包括转子轴1041和注塑于转子轴1041外的磁环注塑体，丝杆105沿轴向贯通转子轴1041，并与转子轴1041螺纹配合，丝杆105的输出端贯穿预压力检测件3，当转子轴1041旋转时，丝杆105同步旋转，前端盖101和后端盖102分别固定于定子组件103的前端和后端，所述后端是指步进电机1的输出端，即丝杆105连接客户端的一端。转子轴1041的前端通过前轴承107与前端盖101转动连接，后端通过后轴承108与后端盖102转动连接，定子组件103包括定子骨架、位于定子骨架上的定子铁芯和缠绕于定子骨架上的漆包线，漆包线的引出线即为电机引出线4。为了便于调节电机的预紧力，通常步进电机1还包括预压调节件106，用于调节转子轴1041对预压力检测件3的压紧力。如图3所示，电机引出线4不像常规电机直接引出，而是从后端盖102伸出后连接在一体式驱动器2内，使电机引出线4集成到一体式驱动器2中。

预压调节件106可以采用如下结构：预压调节件106包括波垫1061和预压螺母1062，波垫1061安装在后轴承108与后端盖102之间；预压螺母1062螺纹连接在前端盖101内，预压螺母1062位于前轴承107的前端面，用于配合波垫1061将转子组件104压紧。如图5所示，后端盖102中放置可进行压缩的波垫1061，后轴承108的前端面接触波垫1061，当位于电机前端的预压螺母1062调节拧动通过平垫1063压到前轴承107的前端面时，波垫1061会进行压缩；从而带动转子轴1041向后端平移，起到调节转子轴1041对预压力检测件3的预压紧力大小的作用。

一体式驱动器2：

一体式驱动器2包括驱动底板201、驱动PCB板202、导光柱和驱动外壳203；驱动PCB板202与驱动外壳203和驱动底板201连接固定成一体；驱动底板201安装在步进电机1的后端盖102一端并与其固定连接；预压力检测件3安装在驱动外壳203一端并与其固定连接；电机引出线4穿过后端盖102和驱动底板201与驱动PCB板202电连接。如图3所示，驱动底板201通过第一螺钉5与后端盖102固定，驱动底板201和驱动外壳203通过紧固螺母6与驱动PCB板202上的螺纹柱7固定连接。驱动PCB板202由驱动底板201和驱动外壳203封闭，对驱动PCB板202起到保护作用。导光柱卡接在驱动外壳203上，通过导光柱将一体式驱动器2里面的指示灯的指示信号放大，方便看到指示。驱动外壳203的端面上预留传感器引出线通过的孔位，驱动底板201上预留电机引出线4通过的孔位，使步进电机1和预压力检测件3的引出线伸入一体式驱动器2并集成。驱动PCB板202上装配接插件口8，接插件口8固定在驱动外壳203上，一体式驱动器2的引出线连接接插件口8，方便客户接插。

本实用新型的一个具体实施方式中，预压力检测件3包括压力传感器301、长轴302和罩壳303；压力传感器301与驱动外壳203固定，压力传感器301的引出线穿过驱动外壳203与驱动PCB板202电连接。长轴302的一端固定在步进电机1的转子轴1041上并与丝杆105活动套接，另一端贯穿一体式驱动器2并与压力传感器301正对，当转子轴1041向压力传感器301方向偏移时，长轴302能够与压力传感器301抵接。如图3和图6所示，预压力检测件3主要由定制的压力传感器301、长轴302及罩壳303组成，罩壳303罩在压力传感器301外，罩壳303设有与丝杆105相配合的通孔9，压力传感器301通过第二螺钉14与驱动外壳203固定，罩壳203通过第三螺钉15与驱动外壳203固定。长轴302一端固定在转子轴1041内，另一端贯穿一体式驱动器2并与压力传感器301相抵，转子轴1041通过长轴302将压力传到压力传感器301上。由于传感器引出线需要从内部走线到一体式驱动器2中，并焊接到驱动器PCB板上，因此增加罩壳303，使整体封闭。

转子轴1041包括供丝杆105穿过的轴主体10，轴主体10的内部具有与丝杆105螺纹配合的螺纹注塑体11，轴主体10的轴向一端具有供长轴302一端插入的插接槽12。如图5所示，轴主体10为轴向贯通的阶梯轴，轴主体10的中部外径较大，并在该外径较大段的两端形成与前轴承107和后轴承108相抵的凸肩13。如图3及图7所示，转子轴1041粘接(其他方式也可以)一长轴302后装入后端盖102，后端盖102中放置一个可被压缩的波垫1061，转子轴1041刚装入时，波垫1061会提供一个通过后轴承108顶住转子轴1041的支撑力，当电机前端的预压螺母1062拧紧时，带动转子组件104压紧波垫1061，并使长轴302顶到压力传感器301，压力传感器301产生压力数值。通过压力传感器301的数值，调整预压螺母1062的松紧，使预压力达到一个所需的值。大批量生产时对于电机预压力往往都是不检测而是通过一些经验丰富的员工通过手感及电机声音来判断电机是否合格，这样做往往会产生一些错误，譬如不能保证预压螺母1062不发生松动，或者拧的过紧导致轴承与转子轴1041可能卡死等情况。而通过压力传感器301的检测，则可以使压力数值恒定，实现电机预压力的标准化，并在工作时对预压力进行监测。一体式驱动器2和压力传感器301与步进电机1集成一体，整体集成度高，占用空间小。

由于压力传感器301上的开孔与转子组件104内部所接长轴302相抵(如图7所示)，灰尘不会直接进入到电机内部。整机除前后出轴孔位及一处接插件口8外，其余均为封闭，有效提高整机的封闭效果，防尘效果可以得到有效提升，适用的使用场景增加。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“内”、“外”、“轴向”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。

此外，术语“第一”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。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中以合适的方式结合。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于，包括：

步进电机(1)；

一体式驱动器(2)，安装在步进电机(1)一端并与其相连，用于对步进电机(1)进行控制；

预压力检测件(3)，安装在一体式驱动器(2)远离步进电机(1)的一侧并与其相连，预压力检测件(3)贯穿一体式驱动器(2)并与步进电机(1)相连，用于检测步进电机(1)的预压力，并将检测的预压力反馈至一体式驱动器(2)；

所述步进电机(1)和预压力检测件(3)的引出线均在所述一体式步进电机的内部与一体式驱动器(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述步进电机(1)为贯穿式丝杆步进电机。

3.根据权利要求1或2所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述一体式驱动器(2)包括驱动底板(201)、驱动PCB板(202)、导光柱和驱动外壳(203)；

驱动PCB板(202)与驱动外壳(203)和驱动底板(201)连接固定成一体；

驱动底板(201)安装在步进电机(1)的后端盖(102)一端并与其固定连接；

所述预压力检测件(3)安装在驱动外壳(203)一端并与其固定连接；

所述步进电机(1)的引出线穿过后端盖(102)和驱动底板(201)与驱动PCB板(202)电连接。

4.根据权利要求3所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述导光柱卡接在驱动外壳(203)上。

5.根据权利要求3所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述驱动PCB板(202)上焊接有接插件口(8)，接插件口(8)固定在驱动外壳(203)上，一体式驱动器(2)的引出线连接所述接插件口(8)。

6.根据权利要求1或2所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述预压力检测件(3)包括压力传感器(301)、长轴(302)和罩壳(303)；

压力传感器(301)与驱动外壳(203)固定，压力传感器(301)的引出线穿过驱动外壳(203)与驱动PCB板(202)电连接；

长轴(302)的一端固定在步进电机(1)的转子轴(1041)上并与丝杆(105)活动套接，另一端贯穿一体式驱动器(2)并与压力传感器(301)正对，当转子轴(1041)向压力传感器(301)方向偏移时，长轴(302)能够与压力传感器(301)抵接。

7.根据权利要求6所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述罩壳(303)罩设在压力传感器(301)外部，罩壳(303)设有与丝杠相配合的通孔。

8.根据权利要求6所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述转子轴(1041)包括供丝杆(105)穿过的轴主体(10)，所述轴主体(10)的内部具有与丝杆(105)螺纹配合的螺纹注塑体(11)，轴主体(10)的轴向一端具有供长轴(302)一端插入的插接槽(12)。

9.根据权利要求2所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述步进电机(1)包括前端盖(101)、后端盖(102)、定子组件(103)、转子组件(104)、丝杆(105)和预压调节件(106)；所述丝杆(105)的一端贯穿转子组件(104)的转子轴(1041)并与转子轴(1041)螺纹连接，另一端贯穿预压力检测件(3)，所述预压调节件(106)适于调节转子轴(1041)对预压力检测件(3)的压紧力。

10.根据权利要求9所述的驱动器和预压力检测集成一体式步进电机，其特征在于：所述预压调节件(106)包括：

波垫(1061)，安装在转子组件(104)的后轴承(108)与后端盖(102)之间；

预压螺母(1062)，螺纹连接在前端盖(101)内，预压螺母(1062)位于转子组件(104)的前轴承(107)的前端面，用于配合波垫(1061)将转子组件(104)压紧。