本發(fā)明涉及一種直驅伺服電機，尤其是涉及一種特定尺寸的直驅伺服電機。

背景技術：

目前，伺服驅動方法主要分為兩種：一種是采用伺服電機配減速器的驅動方法，一類是伺服電機直接驅動的方法。

電機帶減速器驅動：通過減速器機構按照一定的速比關系，將電機的速度降低，力矩增大到控制機構需要的范圍內。采用這種方法，一方面，機構比較復雜，加工裝配過程復雜，整個機構潛在故障點增加，運行過程產(chǎn)生的振動噪聲大；另一方面，空間尺寸有限定的場合，對于這種機構沒有足夠的安裝位置。

電機直接驅動的方法：大大降低了整個機構的復雜程度，能夠快速精確的作用到伺服機構，降低運行振動噪聲，在有限的空間里能夠便于機電一體化設計的實現(xiàn)，使得整個機構做得小巧。

目前直驅伺服電機一般極槽數(shù)都比較少，能量密度低。高端設備領域對高能量密度直驅伺服電機有著巨大的需求，如機器人領域，對特定尺寸的直驅伺服電機有非常巨大的市場需求。

中國專利CN203466704U公開了一種永磁同步伺服電機及轉子體，屬于永磁同步電機領域。所述永磁同步伺服電機包括：機座、前端蓋、后端蓋、轉軸、兩個軸承、轉子體及有繞組定子鐵芯，所述轉子體包括轉子鐵芯和多個永磁體，所述多個永磁體均嵌入所述轉子鐵芯，所述多個永磁體中的每兩塊永磁體拼成一個“V”型，并且成為所述永磁同步伺服電機的一個磁極，所述永磁同步伺服電機包括四對極，所述有繞組定子鐵芯安裝在所述機座內部，所述有繞組定子鐵芯由定子鐵芯崁線而成，所述有繞組定子鐵芯與所述轉子體相互感應。該專利的極槽數(shù)都比較少，存在能量密度低的缺陷，且該專利體積和重量較大，不利于減輕整個系統(tǒng)重量。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種特定尺寸的直驅伺服電機，具有結構緊湊、工藝簡單、輸出轉矩大、轉速低、運行可靠、高效節(jié)能等優(yōu)點，特別適用于機器人進行位置捕捉的直接驅動。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種特定尺寸的直驅伺服電機包括由外到內依次設置的機殼、定子、轉子和轉軸，以及連接定子的伺服電機驅動器，所述轉軸通過軸承與機殼連接，所述定子內周為正圓形多槽結構，定子的槽數(shù)為61～65個，所述轉子為近極槽表貼式結構，包括轉子鐵芯和永磁體，所述轉子鐵芯為環(huán)狀結構，轉子鐵芯的外表面均布有多個凸出的轉子齒，所述永磁體固定于相鄰轉子齒之間，永磁體為68～72極。

所述定子的槽數(shù)為63個，所述永磁體為70極。

該直驅伺服電機的額定力矩為1.2N·m，峰值力矩達2N·m。

所述轉子齒之間為設有用于固定永磁體的梯形槽，所述永磁體一端為與梯形槽配合連接的凸形結構，另一端為長方體結構或等厚設置的圓弧狀結構，永磁體側壁之間緊密靠近設置。

所述轉子鐵芯的徑向上均布有多個扇形鏤空。

所述定子的外周直徑小于86mm，所述轉子的內周直徑為47～49mm。

所述定子的外周直徑為85mm，定子的內周直徑為69mm，所述轉子的外周直徑為68.4mm，轉子的內周直徑為48mm。

還包括用于檢測轉軸位置的位置傳感器和端蓋，所述位置傳感器連接伺服電機驅動器，所述端蓋設于一端機殼與軸承之間，位置傳感器一端通過端蓋固定，另一端通過后罩固定。

所述端蓋通過壓環(huán)連接機殼。

所述轉軸為中空結構。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1)定子內周為正圓形多槽結構，定子的槽數(shù)為61～65個，轉子為近極槽表貼式結構，永磁體為68～72極，克服直驅伺服電機一般極槽數(shù)都比較少、能量密度低的缺陷，定子多槽、轉子多極的結構很好能夠很好的解決高端設備領域對直驅伺服電機高能量密度的要求，當定子的槽數(shù)為63個，永磁體為70極，直驅伺服電機的額定力矩為1.2N·m，峰值力矩達2N·m，且降低制作難度，降低生產(chǎn)成本。

2)轉軸為大中空結構，且轉子鐵芯的徑向上均布有多個扇形鏤空，方便與系統(tǒng)對接、走線、走光路和減輕整個系統(tǒng)重量。

3)能夠實現(xiàn)有位置傳感器閉環(huán)控制或無位置傳感器矢量開環(huán)控制，適用于不同工況，同時閉環(huán)控制可增加控制的精準度。

4)結構緊湊、工藝簡單、輸出轉矩大、轉速低、運行可靠、高效節(jié)能，特別適用于機器人進行位置捕捉的直接驅動，設定尺寸范圍用于實現(xiàn)額定力矩為1.2N·m、峰值力矩達2N·m的力矩控制。

5)軸套為轉子鐵芯固定提供支撐、為軸承固定提供軸肩，壓環(huán)為端蓋固定提供配合止口和螺孔，后罩為位置傳感器提供結構保護，保證整體結構的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明中定子結構示意圖；

圖3為本發(fā)明中轉子結構示意圖。

圖中：1、機殼，2、定子，3、轉子，4、軸套，5、壓環(huán)，6、端蓋，7、位置傳感器，8、軸承，9、轉軸，10、后罩，11、永磁體，12、轉子鐵芯。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，一種特定尺寸的直驅伺服電機包括由外到內依次設置的機殼1、定子2、轉子3和轉軸9，以及連接定子2的伺服電機驅動器、用于檢測轉軸9位置的位置傳感器7、端蓋6和壓環(huán)5，轉軸9通過軸承8與機殼1連接，位置傳感器7連接伺服電機驅動器，端蓋6設于一端機殼1與軸承8之間，位置傳感器7一端通過端蓋6固定，另一端通過后罩10固定，壓環(huán)5為端蓋6與機殼1固定提供配合止口和螺孔，轉軸9上設有軸套4，軸套4位于轉子鐵芯12與軸承8之間。

其中，定子2包括定子鐵芯和定子繞組，如圖2所示，定子2內周為正圓形多槽結構，定子2的槽數(shù)為63，配合轉子3實現(xiàn)電機高能量密度，如圖3所示，轉子3為70極的近極槽表貼式結構，配合定子2實現(xiàn)電機高能量密度，包括轉子鐵 芯12和永磁體11，轉子鐵芯12為環(huán)狀結構，轉子鐵芯12的外表面均布有多個凸出的轉子齒，轉子齒之間為設有用于固定永磁體11的梯形槽，永磁體11固定于相鄰轉子齒之間的梯形槽內，永磁體11一端為與梯形槽配合連接的凸形結構，另一端為長方體結構的磁鋼或等厚設置的圓弧狀結構的磁鋼，永磁體11側壁之間緊密靠近設置。且定子2的外周直徑小于86mm，轉子3的內周直徑為47～49mm。

本發(fā)明中，定子2的外周直徑為85mm，定子2的內周直徑為69mm，轉子3的外周直徑為68.4mm，轉子3的內周直徑為48mm。該直驅伺服電機可實現(xiàn)額定力矩為1.2N·m，峰值力矩達2N·m。

為了進一步減少整體結構的重量，轉軸9為中空結構，且轉子鐵芯12的徑向上均布有多個扇形鏤空，本發(fā)明中設置了六個扇形鏤空。

轉子鐵芯12為永磁體11提供導磁路徑，永磁體11粘接在轉子鐵芯12上為電機提供恒定磁場，電機通過對定子2提供相位相差120°的三相交流電信號，產(chǎn)生旋轉磁場驅動永磁轉子3旋轉，位置傳感器7檢測電機旋轉的位置信號，反饋給伺服電機驅動器，伺服電機驅動器根據(jù)反饋信號實時控制電機運轉。綜上，本發(fā)明采用定子多槽、轉子多極的結構實現(xiàn)特定尺寸直驅伺服電機大力矩、高能量密度要求。

實施例二

本實施例與實施例一的區(qū)別在于，定子2的槽數(shù)為61個，配合轉子3實現(xiàn)電機高能量密度，永磁體11為68極，配合定子2實現(xiàn)電機高能量密度，可實現(xiàn)額定力矩為1.2N·m，峰值力矩達2N·m，其余結構同實施例一。

實施例三

本實施例與實施例一的區(qū)別在于，定子2的槽數(shù)為65個，配合轉子3實現(xiàn)電機高能量密度，永磁體11為72極，配合定子2實現(xiàn)電機高能量密度，可實現(xiàn)額定力矩為1.2N·m，峰值力矩達2N·m，其余結構同實施例一。