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一种伺服电机

阅读:596发布:2021-03-01

IPRDB可以提供一种伺服电机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种伺服电机,涉及电机技术领域,为解决加工成本高、安装尺寸长的技术问题而设计,该伺服电机包括定子总成和外端盖,定子总成包括用于绕制线圈的铁芯和紧密套设在铁芯上的机壳,机壳的至少一端设有与外端盖相连接的第一连接部,第一连接部与机壳的壳身连接成台阶结构,第一连接部的外周向尺寸小于壳身的外周向尺寸;外端盖的与第一连接部相连接的端面沿其轴线方向向内凹陷形成台阶状的第二连接部,第二连接部的内圆周表面与第一连接部的外圆周表面相匹配连接。该伺服电机在加工过程中能有效保护线圈及铁芯,降低加工成本,缩短整个机身长度。,下面是一种伺服电机专利的具体信息内容。

1.一种伺服电机,其特征在于,包括定子总成(1)和外端盖(2),所述定子总成(1)包括用于绕制线圈(13)的铁芯和紧密套设在所述铁芯上的机壳(11),所述机壳(11)的至少一端设有与所述外端盖(2)相连接的第一连接部(111),所述第一连接部(111)与所述机壳(11)的壳身(112)连接成台阶结构,所述第一连接部(111)的外周向尺寸小于所述壳身(112)的外周向尺寸;

所述外端盖(2)的与所述第一连接部(111)相连接的端面沿其轴线方向向内凹陷形成台阶状的第二连接部(21),所述第二连接部(21)的内圆周表面与所述第一连接部(111)的外圆周表面相匹配连接。

2.根据权利要求1所述的伺服电机,其特征在于,所述第一连接部(111)的端部设有过渡部(113),所述过渡部(113)的外周向尺寸小于所述第一连接部(111)的外周向尺寸。

3.根据权利要求2所述的伺服电机,其特征在于,所述铁芯包括数个周向均匀分布的H型铁芯,所述H型铁芯包括外齿(12)、内齿(14)以及连接所述外齿(12)与所述内齿(14)的桥架,所述外齿(12)与所述机壳(11)的内圆周面紧密配合连接,所述桥架上缠绕有所述线圈(13)。

4.根据权利要求3所述的伺服电机,其特征在于,所述线圈(13)的缠绕高度低于所述外齿(12)和所述内齿(14)的高度。

5.根据权利要求4所述的伺服电机,其特征在于,所述铁芯的外齿(12)轴向凸出至所述过渡部(113)的端部。

6.根据权利要求1所述的伺服电机,其特征在于,所述第一连接部(111)外表面设有数个簸箕形凹槽,所述簸箕形凹槽开口向外;所述第 二连接部(21)内表面设有数个与所述簸箕形凹槽相匹配连接的凸台。

7.根据权利要求6所述的伺服电机,其特征在于,所述簸箕形凹槽的数量不少于2个,且周向分布在所述第一连接部(111)的外表面上;所述凸台的数量不少于2个,且周向分布在所述第二连接部(21)的内表面上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的伺服电机,其特征在于,所述机壳(11)为铝合金机壳或镁铝合金机壳。

9.根据权利要求1-7任一项所述的伺服电机,其特征在于,所述第一连接部(111)的进深为1-3mm,所述第一连接部(111)的厚度为1-3mm。

10.根据权利要求1-7任一项所述的伺服电机,其特征在于,所述第二连接部(21)的进深为1-3mm,第二连接部(21)的厚度为1.2-3.2mm。

说明书全文

一种伺服电机

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电机技术领域,尤其涉及一种伺服电机。

背景技术

[0002] 伺服电机又叫执行电动机,或叫控制电动机。在自动控制系统中,伺服电机是一个执行元件,它的作用是把信号(控制电压或者相位)变换成机械位移,也就是把接收到的电信号变为电机的一定转速或者角位移信号。伺服电机在没有控制电压时,气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子上没有启动转矩而静止不动。当有控制电压且控制绕组电流和励磁绕组电流不同相时,则在气隙中产生一个旋转磁场并产生电磁转矩,使转子沿旋转磁场的方向旋转。同时电机自带的编码器将反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
[0003] 伺服电机以其位移精度高、稳定性好、定位精度高、快速响应好、调速范围宽、系统可靠性好、平稳低噪音、抗过载能力强等特点,已广泛应用于机床、纺织设备、印刷设备、机器人以及自动化生产线等各个控制领域。随着自动化设备不断向小型化方向发展,设备中的各种部件也越来越趋于小型化。
[0004] 伺服电机的定子总成主要由铁芯、线圈及机壳组成,其中,定子总成的加工过程如下:铁芯外叠压→嵌线(或穿线)→浸烘(或绝缘处理)→压壳→壳面止口加工。由其加工过程可以看出,壳面止口的加工是在其他步骤完成后进行的,也是就说,止口的加工稍有失误就会影响整个机壳的使用,损坏的机壳不能继续被使用,需要整体更换。机壳很容易在加工过程中变形,以致电机定子压入机壳后,电机机壳止口与定子内圆不能同轴心,造成电机定子与转子同轴度有偏差,电机气隙不平衡,电机振动加大,出现机械噪音,效率低下等后果。
[0005] 目前,常用的伺服电机定子总成的装配采用的是内部止口加工固定方式,也就是说要在伺服电机内部,亦即在装有线圈的定子总成的壳体内部加工凹台以用于与外端盖连接。因为在内部加工凹台时,定子总成中的布线工作已经完成,并且加工时使用的加工刀具要伸入到定子总成内部,因此,在此种止口结构的加工过程中,当加工至壳体内部时,机床很容易损伤线圈及其他线路,一旦线圈或线路损伤,就要对正在加工的定子总成进行整体更换和重新加工,从而增大了定子总成的加工成本。另外,加工时为了防止加工刀具损伤线圈及其他线路,需要在机壳上留有充足的加工余量,并且在实际连接时,外端盖一端需要深入到定子总成的内部,进行吻合,然后固定,这样组装成的定子总成安装尺寸就会较长,使用起来不方便,在微型设备领域的应用会受到限制。实用新型内容
[0006] 本实用新型提供了一种伺服电机,以解决现有技术中存在的定子总成加工成本高,安装尺寸长的技术问题。
[0007] 本实用新型提供的伺服电机,包括定子总成和外端盖,定子总成包括用于绕制线圈的铁芯和紧密套设在铁芯上的机壳,机壳的至少一端设有与外端盖相连接的第一连接部,第一连接部与机壳的壳身连接成台阶结构,第一连接部的外周向尺寸小于壳身的外周向尺寸;外端盖的与第一连接部相连接的端面沿其轴线方向向内凹陷形成台阶状的第二连接部,第二连接部的内圆周表面与第一连接部的外圆周表面相匹配连接。
[0008] 可选的,第一连接部的端部设有过渡部,过渡部的外周向尺寸小于第一连接部的外周向尺寸。
[0009] 可选的,铁芯包括数个周向均匀分布的H型铁芯,H型铁芯包括外齿、内齿以及连接外齿与内齿的桥架,外齿与机壳的内圆周面紧密配合连接,桥架上缠绕有线圈。
[0010] 可选的,线圈的缠绕高度低于外齿和内齿的高度。
[0011] 可选的,铁芯的外齿轴向凸出至过渡部的端部。
[0012] 可选的,第一连接部外表面设有数个簸箕形凹槽,簸箕形凹槽开口向外;第二连接部内表面设有数个与簸箕形凹槽相匹配连接的凸台。
[0013] 可选的,簸箕形凹槽的数量不少于2个,且周向分布在第一连接部的外表面上;凸台的数量不少于2个,且周向分布在第二连接部的内表面上。
[0014] 可选的,机壳为铝合金机壳或镁铝合金机壳。
[0015] 可选的,第一连接部的进深为1-3mm,第一连接部的厚度为1-3mm。
[0016] 可选的,第二连接部的进深为1-3mm,第二连接部的厚度为1.2-3.2mm。
[0017] 采用本实用新型提供的伺服电机,其有益效果如下所述:定子总成中机壳端部的第一连接部相当于机壳的外止口,与现有技术中的伺服电机相比,定子总成中机壳的止口设计由内部改为外部,即在机壳的端部外面加工台阶式外止口连接部;相应地,在外端盖上加工凹陷型台阶内止口式的第二连接部,第二连接部与第一连接部形成台阶形式的配合连接结构,这种连接结构改变了以往在机壳内部表面加工止口的设计方式,其加工方式也随之改变。本实用新型中,在加工外止口(第一连接部)的过程中刀具在壳体外部进行加工,在加工过程中,不会碰触到线圈、铁芯及其他线路,故能有效保护线圈、铁芯及其他线路不受加工刀具的损伤,从而提高了成品率,降低了返工率,降低了加工成本。
[0018] 另外,机壳端部第一连接部采用外止口结构,其加工面的位置不受线圈位置的限制,加工时可缩小其加工余量,进而缩短整个机壳的长度,进而缩短整个伺服电机的外形长度,一般可缩短8-10%,该伺服电机不仅可以应用于一些中大型自动化控制设备中,还可应用于一些小型自动化控制设备中,使伺服电机的应用范围更加广泛。
[0019] 另外,铁芯采用分段H型结构,内齿及外齿的高度要高于线圈的缠绕高度,有效保护线圈不受损伤的同时,进一步缩小了机壳的预留余量,进而有助于缩短机身的长度。另外,外齿凸出于机壳之外,可有效减小机壳的长度,缩短机身长度。
[0020] 另外,伺服电机机壳是铝合金机壳或者镁铝合金机壳,金属强度高,质量轻,不会在使用过程中因温度变化而发生物理变化;另外,该铝合金机壳或镁铝合金机壳不易生锈,散热效果极佳,在使用中避免温升过快导致伺服电机损伤现象的发生。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案,下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例一伺服电机的结构示意图;
[0022] 图2是图1中A处所示部位的局部放大示意图;
[0023] 图3是本实用新型实施例二伺服电机中定子总成的主视结构示意图;
[0024] 图4是图3中所示定子总成的侧视结构示意图。
[0025] 其中:
[0026] 1-定子总成,2-外端盖;
[0027] 11-机壳,12-外齿,13-线圈,14-内齿;
[0028] 111-第一连接部,112-壳身,113-过渡部;
[0029] 21-第二连接部。

具体实施方式

[0030] 下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0031] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032] 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“安装”、“相连”、“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,可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
[0033] 实施例一
[0034] 本实施例是一种伺服电机,如图1和图2所示,该伺服电机包括定子总成1和外端盖2,定子总成1包括用于绕制线圈13的铁芯和紧密套设在铁芯上的机壳11,机壳11的至少一端设有与外端盖2相连接的第一连接部111,第一连接部111与机壳11的壳身112连接成台阶结构,第一连接部111和壳身112都属于机壳11的一部分。其中,第一连接部111的外周向尺寸小于壳身112的外周向尺寸;外端盖2的与第一连接部111相连接的端面沿其轴线方向向内凹陷形成台阶状的第二连接部21,第一连接部111的外圆周面与第二连接部21的内圆周面紧密接触配合连接。
[0035] 有效效果:本实用新型提供的伺服电机,定子总成1中的机壳11端部的第一连接部111相当于机壳11的外止口,定子总成1中机壳11的止口设计由内部改为外部,在机壳11的端部外面加工台阶式外止口式连接部;相应地,在外端盖2上加工凹陷型台阶内止口式的第二连接部21,第二连接部21与第一连接部111形成台阶形式的配合连接结构,这种连接结构改变了以往在机壳11内部表面加工内止口的设计方式,其加工方式也随之改变。本实用新型中,在加工机壳11端部外止口(即第一连接部111)的过程中,加工刀具在机壳11外部进行加工,能有效保护线圈13、铁芯及其他线路不受加工刀具的损伤,从而提高了成品率,降低了返工率,降低了加工成本。
[0036] 另外,机壳11端部第一连接部111采用外止口结构,其加工面的位置不受线圈13位置的影响,加工时可缩小其加工余量,进而可缩短整个机壳11的长度,进而缩短整个伺服电机的外形长度,一般可缩短8-10%。本实用新型提供的伺服电机不仅可以应用于一些中大型自动化控制设备中,还可应用于一些小型自动化控制设备中,使伺服电机的应用范围更加广泛。
[0037] 在本实施例中,线圈13紧密绕制在铁芯上,铁芯与机壳11通过卡接、压接或其他方式固定连接,形成一体结构。加工时铁芯与机壳11要同轴,否则使用过程中,伺服电机运行不稳定,易损坏。
[0038] 根据安装需要在机壳11的一端或两端加工台阶状结构的第一连接部111,第一连接部111属于机壳11的一部分,在机壳11端部外表面加工而成,与机壳11为一体结构,第一连接部111与机壳112之间形成上升台阶结构。
[0039] 第二连接部21属于外端盖2的一部分,在外端盖2上加工而成,与外端盖2为一体结构。另外,外端盖2根据安装需要,还包括盖体、安装孔等其他结构部件,第二连接部21的内圆周面与第一连接部111的外圆周面相匹配连接。机壳11中间部位的壳身112可根据安装需要加工成所需结构,如横截面为圆形、方形或其他不规则形状等。
[0040] 第一连接部111与第二连接部21端面为环形结构,在相互配合连接时,第一连接部111的外圆周面与第二连接部21的内圆周面紧密接触配合连接,形成外止口式连接方式。当然,第一连接部111与第二连接部21的端面结构也可以为其他形状,可根据伺服电机的实际用途及安装部位来设计。
[0041] 此外,机壳11优先选用铝合金机壳11或镁铝合金机壳11。这样的机壳11金属强度高,质量轻,不会在使用过程中因温度变化而发生物理变化;另外,该铝合金机壳11或镁铝合金机壳11不易生锈,散热效果极佳,在使用中避免温升过快导致的伺服电机损伤。
[0042] 第一连接部111的进深为1-3mm,第一连接部111的厚度为1-3mm。第二连接部21的进深为1-3mm。第二连接部21的厚度为1.2-3.2mm。
[0043] 其中第一连接部111的进深指第一连接部111端面至过渡部113端面或者机壳11端面的距离,第二连接部21的进深指第二连接部21端面至外端盖2凹陷形成的台阶处的距离。
[0044] 其中,第二连接部21的各项尺寸大于第一连接部111的相应尺寸,以保证能获得稳固的配合连接结构。
[0045] 第一连接部111和第二连接部21的尺寸根据使用要求设定,在保证连接稳定性的前提下,尽可能缩短其加工尺寸。
[0046] 实施例二
[0047] 本实施例是另一种伺服电机,该伺服电机与上述实施例一中的伺服电机的结构及工作原理基本相同,其不同之处如下所述。
[0048] 如图3和图4所示,本实施例所述的伺服电机中,在第一连接部111的端部设有过渡部113,过渡部113与第一连接部111及机壳11亦为一体结构,设置此结构的目的是在第一连接部111处形成导向结构,便于外端盖2的安装。过渡部113的外周向尺寸小于第一连接部111的外周向尺寸,即从过渡部113开始,经第一连接部111到壳身112三者之间形成了两个连续的上升台阶。
[0049] 另外,在此实施例定子总成1的结构中,铁芯包括数个周向均匀分布的H型铁芯,H型铁芯包括外齿12、内齿14以及连接外齿12与内齿14的桥架,外齿12与机壳11的内圆周面紧密配合连接,桥架上缠绕有线圈13,线圈13可以选择为铜线或其他材质。H型铁芯的内齿12、外齿14与桥架为一体结构,例如,该H型铁芯铸造成一体结构。H型铁芯的数量根据伺服电机的型号、应用场合、伺服电机的功率大小来选用。
[0050] 其中,在H型铁芯中,线圈13的缠绕高度低于外齿12和内齿14的高度,这样线圈13将处在外齿12和内齿14的保护范围内。在加工机壳11和其他装配过程中可以有效保护线圈13不受损伤,同时,有了外齿12的保护,机壳11在加工时可进一步缩小其加工余量(即铁芯不被损伤的安全长度),进而有助于降低机身的长度。
[0051] 另外,在H型铁芯中,外齿12轴向凸出至过渡部113的端部,这样第一连接部111就不需要做的过长,外端盖2通过第二连接部21可直接扣在外齿12上与第一连接部111搭配连接后用固定件固定就可以了,此结构可有效减小机壳11的长度,进一步缩短机身长度。
[0052] 机壳11与外端盖2的止口加工位置的转变,提供一种结构简单,易于加工,制造成本低的封装结构,同时提供一种可以有效缩短安装尺寸的新方案,使伺服电机的应用范围拓宽了。
[0053] 本实施例具有上述实施例一中所述的伺服电机的所有优点,在此不再赘述。
[0054] 实施例三
[0055] 本实施例是又一种伺服电机,该实施例与上述实施例一和实施例二的结构及工作原理基本相同,其不同之处如下所述。
[0056] 在本实施例所提供的伺服电机中,第一连接部111外表面设有数个簸箕形凹槽,簸箕形凹槽开口向外,即开口方向沿轴向向外;第二连接部21内表面设有数个与簸箕形凹槽相匹配连接的凸台。凹槽与凸台为互补结构,安装时能够紧密配合连接。
[0057] 第一连接部111上的簸箕形凹槽的数量不少于2个,优选6-8个且周向分布在第一连接部111的外表面上。第二连接部21上的凸台的数量不少于2个,优选6-8个且周向分布在第二连接部21的内表面上。优选方案中,第一连接部111上的簸箕形凹槽和第二连接部21上的凸台均周向均匀分布,这样外端盖2和机壳11在使用中能够保证其受力均匀,提高伺服电机的稳定性。
[0058] 第一连接部111的簸箕形凹槽结构与第二连接部21的凸台在接触时三面接触,增加了咬合面,使结合更加紧密,增加了运行的可靠性。
[0059] 本实施例具有上述实施例一和实施例二中所述的伺服电机的所有优点,在此不再赘述。
[0060] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
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