一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)、磁電式傳感器和控制器，所述磁電式傳感器將檢測(cè)到的代表電機(jī)軸位置的信息傳輸給控制器，所述控制器接收該信息進(jìn)行處理，并精確控制電機(jī)的運(yùn)行；所述電機(jī)、磁電式傳感器和控制器一體型設(shè)置。在本實(shí)用新型中，良好的散熱板結(jié)構(gòu)不需要配帶風(fēng)扇；可靠的密封結(jié)構(gòu)提高了對(duì)使用環(huán)境的適應(yīng)力；另外，一體型的結(jié)構(gòu)使得電機(jī)與磁電式傳感器的匹配更緊湊，安裝精度更高；磁電式傳感器與控制器之間的連接更方便且可靠，使控制精度、響應(yīng)速度、可靠性大大提高的同時(shí)，又降低了生產(chǎn)成本，提高了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性價(jià)比。
【專利說(shuō)明】一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其是一種用于精確位置控制的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由伺服電機(jī)、編碼器和控制器組成。伺服電機(jī)與控制器、編碼器結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的閉環(huán)控制，因具有高響應(yīng)特性，寬調(diào)速范圍等特點(diǎn)受到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廣泛關(guān)注。而用于檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的編碼器其性能和可靠性直接影響到系統(tǒng)的速度控制和定位精度。
[0003]目前的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，編碼器通用的方法是在電機(jī)軸上裝置光電編碼器，將角度信息通過(guò)線纜傳輸?shù)娇刂破?，通信過(guò)程中易受到電磁噪聲干擾導(dǎo)致信息錯(cuò)誤，并且存在通信的滯后性，不能實(shí)時(shí)反映當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息，從而影響到整個(gè)系統(tǒng)的控制效果。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00910137777.1的發(fā)明專利公開(kāi)了一種電動(dòng)機(jī)，包括電動(dòng)機(jī)本體、控制器和磁電式傳感器，所述磁電式傳感器用于感測(cè)電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將感測(cè)到的代表電動(dòng)機(jī)軸的信息傳輸給控制器，通過(guò)控制器的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的精確控制。上述公開(kāi)的內(nèi)容雖然通過(guò)一體型結(jié)構(gòu)，并采用磁電式傳感器及其信號(hào)處理裝置消除了通信滯后性，提高了可靠性，但控制器內(nèi)部空間狹小，安裝工藝不方便；散熱性能不好，需要時(shí)必須安裝風(fēng)扇；整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軸向尺寸偏大，使得一些應(yīng)用場(chǎng)合不太適用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)緊湊，安裝拆卸方便，散熱性能好，可靠性高，控制精度高，響應(yīng)速度快。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)、磁電式傳感器和控制器，所述磁電式傳感器將檢測(cè)到的代表電機(jī)軸位置的信息傳輸給控制器，所述控制器接收該信息進(jìn)行處理，并精確控制電機(jī)的運(yùn)行；所述電機(jī)、磁電式傳感器和控制器一體型設(shè)置。
[0007]具體來(lái)說(shuō),所述控制器包括殼體，殼體內(nèi)安裝有放電電阻、控制器本體，殼體與電機(jī)連接成一體型。
[0008]更具體地，所述控制器還包括用于對(duì)電機(jī)及控制器進(jìn)行散熱的散熱板，所述散熱板與殼體相連。
[0009]為了使結(jié)構(gòu)更加緊湊，并提高散熱性能，所述控制器本體安裝在所述散熱板上，使得控制器本體在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)有效地通過(guò)散熱板散發(fā)。
[0010]所述殼體由航插組合、接口聯(lián)接板、燒錄口蓋、殼體支架、大密封圈、小密封圈和上蓋構(gòu)成；所述航插組合包括外接電源輸入接口、外部信號(hào)輸入接口和控制界面聯(lián)接接口 ；所述航插組合與控制器殼體通過(guò)接口聯(lián)接板連接接地；所述燒錄口蓋用于燒錄口的密封；所述散熱板與殼體支架之間通過(guò)大密封圈密封；所述上蓋與殼體支架之間通過(guò)小密封圈密封；所述電機(jī)的尾部主要由第一聯(lián)接螺紋孔組合、電機(jī)三相線出線孔、第二聯(lián)接螺紋孔組合和尾軸定位臺(tái)階構(gòu)成。
[0011]所述殼體支架包括架體和設(shè)置在架體上的第二聯(lián)接孔組合、燒錄口、聯(lián)接柱、第四聯(lián)接螺紋孔組合、電源接口孔、信號(hào)接口孔、操作界面接口孔、第五聯(lián)接螺紋孔組合和出線孔，其中，第二聯(lián)接孔組合包括開(kāi)設(shè)在架體上、下、左、右方向上的通孔，每個(gè)方向2個(gè)共8個(gè)，所述殼體支架通過(guò)第二聯(lián)接孔組合與所述電機(jī)的后法蘭連接；所述聯(lián)接柱凸設(shè)在架體外表面，用于安裝放電電阻；所述第四聯(lián)接螺紋孔組合由4個(gè)螺紋孔構(gòu)成，所述殼體支架通過(guò)第四聯(lián)接螺紋孔組合與散熱板連接；電源接口孔、信號(hào)接口孔和操作界面接口孔分別開(kāi)設(shè)在架體表面上端，分別用于安裝電源輸入接口、外部信號(hào)輸入接口和操作界面聯(lián)接接口 ；所述第五聯(lián)接螺紋孔組合由4個(gè)螺紋孔構(gòu)成，所述殼體支架通過(guò)第五聯(lián)接螺紋孔組合與上蓋連接；所述出線孔用于引出放電電阻聯(lián)接線。
[0012]根據(jù)需要，所述磁電式傳感器包括磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)及其支架和磁感應(yīng)元件板，其中，所述磁鋼環(huán)固定在電機(jī)尾軸上，所述導(dǎo)磁環(huán)及其支架嵌固在電機(jī)后法蘭的圓形槽內(nèi)。
[0013]綜上所述，本實(shí)用新型所提供的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使得總體結(jié)構(gòu)緊湊，大小體積合適，安裝拆卸方便，組裝工藝好，生產(chǎn)效率高；良好的散熱板結(jié)構(gòu)不需要配帶風(fēng)扇，可靠的密封結(jié)構(gòu)提高了使用環(huán)境適應(yīng)力；電機(jī)與磁電式傳感器的匹配更緊湊，安裝精度更高；磁電式傳感器與控制器之間的連接更方便且可靠，使控制精度、系統(tǒng)響應(yīng)速度、可靠性大大提高的同時(shí)，又降低了生產(chǎn)成本，提高了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性價(jià)比。
[0014]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體外形圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成分解圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型的電機(jī)尾部結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型的磁電式傳感器的立體分解圖；
[0019]圖5是圖4中導(dǎo)磁環(huán)及其支架的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖6是圖4中磁感應(yīng)元件板的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖7是磁鋼環(huán)安裝于電機(jī)尾軸上的立體圖；
[0022]圖8是導(dǎo)磁環(huán)及其支架安裝于電機(jī)后法蘭上的立體圖；
[0023]圖9是本實(shí)用新型的磁電式傳感器安裝于電機(jī)上的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖10是本實(shí)用新型中控制器的立體分解圖；
[0025]圖11是圖10中控制器殼體的立體分解圖；
[0026]圖12是圖11中殼體支架的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖13是本實(shí)用新型的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)全部分解圖。
[0028]

【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
[0030]圖1是本實(shí)用新型的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體外形圖。圖2是本實(shí)用新型的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成分解圖。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)100、編碼器和控制器300組成。其中，編碼器為磁電式傳感器200，用于檢測(cè)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將檢測(cè)到的電壓信號(hào)傳輸給控制器300，通過(guò)控制器300的處理，獲得電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。
[0031]本實(shí)用新型將電機(jī)100、磁電式傳感器和控制器設(shè)置成一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，縮短了磁電式傳感器信號(hào)的傳輸路徑，降低了信號(hào)干擾，因此，提高了控制的可靠性。以下分別對(duì)構(gòu)成本實(shí)用新型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)部件進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
[0032]電和,100
[0033]圖3是本實(shí)用新型的電機(jī)尾部結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型中的電機(jī)是交流伺服電機(jī)，為構(gòu)成一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖3所示，電機(jī)100的尾部主要由第一聯(lián)接螺紋孔組合110、電機(jī)三相線出線孔120、第二聯(lián)接螺紋孔組合130和尾軸定位臺(tái)階140構(gòu)成。其中，第一聯(lián)接螺紋孔組合110包括分別設(shè)置在上、下、左和右四個(gè)方向的螺紋孔，每個(gè)方向上的設(shè)置數(shù)量為2個(gè)，合計(jì)8個(gè)螺紋孔，用于與控制器300的殼體連接。電機(jī)三相線出線孔120用于將電機(jī)100的U、V、W三相線引出來(lái)與控制器300連接。第二聯(lián)接螺紋孔組合130包括在電機(jī)尾部圓周上均勻分布的3個(gè)螺紋孔，用于與磁電式傳感器200中的導(dǎo)磁環(huán)及其支架連接。尾軸定位臺(tái)階140則是用于將磁電式傳感器200的磁鋼在軸向的定位。
[0034]磁電式傳感器200
[0035]圖4是表示本實(shí)用新型的磁電式傳感器的立體分解圖。如圖4所示，本實(shí)用新型的磁電式傳感器200由磁鋼環(huán)210、導(dǎo)磁環(huán)及其支架220和磁感應(yīng)元件板230組成。
[0036]圖5是磁電式傳感器中導(dǎo)磁環(huán)及其支架的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，導(dǎo)磁環(huán)及其支架220由導(dǎo)磁環(huán)221、第三聯(lián)接螺紋孔組合222、第一聯(lián)接孔組合223和定位槽組合224構(gòu)成。其中，導(dǎo)磁環(huán)221均勻分為6段，在同一圓周上分布。第三聯(lián)接螺紋孔組合222由同一圓周上的3個(gè)螺紋孔構(gòu)成，用于將導(dǎo)磁環(huán)及其支架220與磁感應(yīng)元件板230連接。第一聯(lián)接孔組合223由同一圓周上均勻分布的3個(gè)孔構(gòu)成，用于將導(dǎo)磁環(huán)及其支架220與電機(jī)100的后法蘭連接。定位槽組合224由在同一圓周上6個(gè)均勻分布的槽構(gòu)成，用于磁感應(yīng)元件的定位。
[0037]圖6是磁電式傳感器中磁感應(yīng)元件板的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，磁感應(yīng)元件板230由磁感應(yīng)元件組合231、PCB板232和接插件233組成。其中，磁感應(yīng)元件組合231由在同一圓周上均勻分布的6個(gè)磁感應(yīng)元件構(gòu)成；接插件233用于將磁電式傳感器200與控制器300連接。
[0038]磁鋼環(huán)210裝在電機(jī)尾軸上，導(dǎo)磁環(huán)及其支架220固定在電機(jī)100后法蘭的適當(dāng)位置。
[0039]其中，在制作所述的磁電式傳感器時(shí)，導(dǎo)磁環(huán)221設(shè)置在支架成型模具上，在支架一體成型時(shí)與支架固定在一起。
[0040]圖7是磁鋼環(huán)安裝于電機(jī)尾軸上的立體圖。如圖7所示，磁鋼環(huán)210通過(guò)電機(jī)尾軸上的定位臺(tái)階進(jìn)行定位安裝，并用專用膠粘貼固定。
[0041]圖8是導(dǎo)磁環(huán)及其支架安裝于電機(jī)后法蘭上的立體圖。如圖8所示，在安裝了磁鋼環(huán)210的基礎(chǔ)上，再把導(dǎo)磁環(huán)及其支架220安裝于電機(jī)后法蘭上。導(dǎo)磁環(huán)及其支架220嵌在電機(jī)后法蘭上的圓形槽內(nèi)，并通過(guò)第一聯(lián)接螺紋孔組合130的3個(gè)聯(lián)接孔定位安裝。磁鋼環(huán)210與導(dǎo)磁環(huán)及其支架220的內(nèi)徑之間留有間隙，磁鋼環(huán)210可以相對(duì)于導(dǎo)磁環(huán)221進(jìn)行非接觸旋轉(zhuǎn)。
[0042]圖9是本實(shí)用新型的磁電式傳感器安裝于電機(jī)上的結(jié)構(gòu)圖。如圖9所示，在本實(shí)用新型中，磁電式傳感器200通過(guò)合理安排各部件的布局，可以減少磁電式傳感器的尺寸，并且在電機(jī)100上安裝拆卸方便。
[0043]控制器300
[0044]圖10是本實(shí)用新型中控制器的立體分解圖。如圖10所示，本實(shí)用新型中的控制器300由放電電阻310、殼體320、控制器本體330和散熱板340組成。其中，放電電阻310用于一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中減速或剎車(chē)制動(dòng)時(shí)的放電。殼體320主要用于安裝放電電阻310、控制器本體330和散熱板340，并與電機(jī)連接成一體型。控制器本體330用于采集磁電式傳感器信號(hào)，檢測(cè)電機(jī)三相電流信號(hào)，運(yùn)行電機(jī)控制算法，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制，并安裝在殼體內(nèi)部。散熱板340用于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中控制器內(nèi)部產(chǎn)生的熱量及時(shí)向外散熱。
[0045]圖11是控制器殼體的立體分解圖。如圖11所示，控制器殼體320由航插組合321、接口聯(lián)接板322、燒錄口蓋323、殼體支架324、大密封圈325、小密封圈326和上蓋327構(gòu)成。其中，航插組合321由3個(gè)不同類型的航插組成，分別是外接電源輸入接口、外部信號(hào)輸入接口、控制界面聯(lián)接接口。接口聯(lián)接板322用于將航插等接口與控制器殼體連接接地。燒錄口蓋323用于燒錄口的密封。大密封圈325用于散熱板340與殼體支架324之間的密封，小密封圈326用于上蓋327與殼體支架324之間的密封。
[0046]圖12是殼體支架的立體結(jié)構(gòu)圖。如圖12所示，殼體支架324由第二聯(lián)接孔組合3241、燒錄口 3242、聯(lián)接柱3243、第四聯(lián)接螺紋孔組合3244、電源接口孔3245、信號(hào)接口孔3246、操作界面接口孔3247、第五聯(lián)接螺紋孔組合3248和出線孔3249構(gòu)成。其中，第二聯(lián)接孔組合3241包括上下左右每側(cè)2個(gè)共8個(gè)孔，用于殼體支架與電機(jī)后法蘭連接；燒錄口3242用于對(duì)控制器本體進(jìn)行程序燒錄；聯(lián)接柱3243用于安裝放電電阻；第四聯(lián)接螺紋孔組合3244由4個(gè)螺紋孔構(gòu)成，用于殼體支架與散熱板連接；電源接口孔3245用于安裝電源輸入接口 ；信號(hào)接口孔3246用于安裝外部信號(hào)輸入接口 ；操作界面接口孔3247用于安裝操作界面聯(lián)接接口 ；第五聯(lián)接螺紋孔組合3248由4個(gè)螺紋孔構(gòu)成，用于殼體支架與上蓋連接；出線孔3249用于引出放電電阻聯(lián)接線。
[0047]圖13是本實(shí)用新型的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)全部分解圖。如圖13所示，本實(shí)用新型中的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部件包括:電機(jī)100、磁鋼環(huán)210、導(dǎo)磁環(huán)及其支架220、磁感應(yīng)元件板230、放電電阻310、航插組合321、接口聯(lián)接板322、燒錄口蓋323、殼體支架324、大密封圈325、小密封圈326、上蓋327、控制器本體330和散熱板340組成。
[0048]綜上所述，本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)緊湊，大小體積合適，安裝拆卸方便，組裝工藝好，生產(chǎn)效率高。良好的散熱板結(jié)構(gòu)不需要配帶風(fēng)扇；可靠的密封結(jié)構(gòu)提高了使用環(huán)境適應(yīng)力。另外，本實(shí)用新型中的一體型結(jié)構(gòu)使得電機(jī)與磁電式傳感器的匹配更緊湊，安裝精度更高；磁電式傳感器與控制器之間的連接更方便且可靠，使控制精度、系統(tǒng)響應(yīng)速度、可靠性大大提高的同時(shí)，又降低了生產(chǎn)成本，提高了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性價(jià)比。
【權(quán)利要求】
1.一種一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括電機(jī)、磁電式傳感器和控制器,其特征在于，所述磁電式傳感器將檢測(cè)到的代表電機(jī)軸位置的信息傳輸給控制器，所述控制器接收該信息進(jìn)行處理，并精確控制電機(jī)的運(yùn)行；所述電機(jī)、磁電式傳感器和控制器一體型設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括殼體，殼體內(nèi)安裝有放電電阻、控制器本體，殼體與電機(jī)連接成一體型。
3.如權(quán)利要求2所述的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括用于對(duì)電機(jī)及控制器進(jìn)行散熱的散熱板，所述散熱板與殼體相連。
4.如權(quán)利要求3所述的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器本體安裝在所述散熱板上。
5.如權(quán)利要求3所述的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體由航插組合、接口聯(lián)接板、燒錄口蓋、殼體支架、大密封圈、小密封圈和上蓋構(gòu)成； 所述航插組合包括外接電源輸入接口、外部信號(hào)輸入接口和控制界面聯(lián)接接口 ； 所述航插組合與控制器殼體通過(guò)接口聯(lián)接板連接接地； 所述燒錄口蓋用于燒錄口的密封； 所述散熱板與殼體支架之間通過(guò)大密封圈密封； 所述上蓋與殼體支架之間通過(guò)小密封圈密封； 所述電機(jī)的尾部主要由第一聯(lián)接螺紋孔組合、電機(jī)三相線出線孔、第二聯(lián)接螺紋孔組合和尾軸定位臺(tái)階構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體支架包括架體和設(shè)置在架體上的第二聯(lián)接孔組合、燒錄口、聯(lián)接柱、第四聯(lián)接螺紋孔組合、電源接口孔、信號(hào)接口孔、操作界面接口孔、第五聯(lián)接螺紋孔組合和出線孔，其中， 第二聯(lián)接孔組合包括開(kāi)設(shè)在架體上、下、左、右方向上的通孔，每個(gè)方向2個(gè)共8個(gè)，所述殼體支架通過(guò)第二聯(lián)接孔組合與所述電機(jī)的后法蘭連接； 所述聯(lián)接柱凸設(shè)在架體外表面，用于安裝放電電阻； 所述第四聯(lián)接螺紋孔組合由4個(gè)螺紋孔構(gòu)成，所述殼體支架通過(guò)第四聯(lián)接螺紋孔組合與散熱板連接； 電源接口孔、信號(hào)接口孔和操作界面接口孔分別開(kāi)設(shè)在架體表面上端，分別用于安裝電源輸入接口、外部信號(hào)輸入接口和操作界面聯(lián)接接口 ； 所述第五聯(lián)接螺紋孔組合由4個(gè)螺紋孔構(gòu)成，所述殼體支架通過(guò)第五聯(lián)接螺紋孔組合與上蓋連接； 所述出線孔用于引出放電電阻聯(lián)接線。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一體型伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其特征在于,所述磁電式傳感器包括磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)及其支架和磁感應(yīng)元件板，其中，所述磁鋼環(huán)固定在電機(jī)尾軸上，所述導(dǎo)磁環(huán)及其支架嵌固在電機(jī)后法蘭的圓形槽內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H02K11/00GK204231114SQ201420463447
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】蔡一, 郝雙暉, 石晶合 申請(qǐng)人:浙江中科德潤(rùn)科技有限公司