蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種驅(qū)動機構(gòu)，尤其涉及一種蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)采用整圓環(huán)形或者半圓環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過提高氣隙磁感應(yīng)強度和增加繞組有效匝數(shù)等方式來提高力矩系數(shù)。當(dāng)體積和重量受限制時，要進一步提高力矩系數(shù)非常困難。并且，半圓環(huán)形結(jié)構(gòu)由于對轉(zhuǎn)軸存在較大的徑向拉力而容易在系統(tǒng)運行時產(chǎn)生有害的振動。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的在于怎樣解決驅(qū)動機構(gòu)受體積和重量限制無法提高力矩系數(shù)的問題，提供一種蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)，能夠?qū)Ⅱ?qū)動機構(gòu)的兩個單元布置在力臂最大的位置，在不增加驅(qū)動機構(gòu)體積和重量的前提下，顯著地增加了驅(qū)動力矩系數(shù)和力矩-重量比；對稱配置的兩個單元也很好地消除了驅(qū)動轉(zhuǎn)子對轉(zhuǎn)軸的徑向力，尤其適用于小轉(zhuǎn)角工作的大尺寸平臺上要求低速平穩(wěn)運行的場合。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:一種蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)，包括驅(qū)動軸和兩驅(qū)動單元，其特征在于:兩驅(qū)動單元對稱分布于驅(qū)動軸的兩側(cè)；所述驅(qū)動單元包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子由斷面呈弧形的定子鐵芯和嵌于其上的定子繞組構(gòu)成，所述定子繞組為三相，并按星形方式連接；所述轉(zhuǎn)子由永磁體和斷面呈弧形的導(dǎo)磁磁軛構(gòu)成，所述永磁體固定在導(dǎo)磁磁軛上，其中，永磁體充磁方向沿徑向，且N、S極性交替排列；兩驅(qū)動單元的定子的兩端分別通過一定子法蘭盤相連，兩驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子的兩端分別通過一轉(zhuǎn)子法蘭盤相連，且兩驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子通過兩轉(zhuǎn)子法蘭盤與驅(qū)動軸相連。
[0005]進一步地，所述轉(zhuǎn)子對應(yīng)的圓心角角度至少為5*n ;定子對應(yīng)的圓心角角度至少為 3*n ；
[0006]式中:0±n為轉(zhuǎn)動范圍，n=6—8°。
[0007]進一步地，定子繞組的三相電勢相位差為120°電角度，且定子繞組的反電勢波形為正弦波。
[0008]進一步地，每個驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子永磁體磁極為5對，每一個N極和相鄰的S極之間相距角度為5度；與轉(zhuǎn)子相對應(yīng)的定子上的定子繞組為三相Y型繞組，且定子繞組分布在中間的三對磁極寬度內(nèi)。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0010]1、將驅(qū)動機構(gòu)配置成呈中心對稱分布的兩個驅(qū)動單元可以將驅(qū)動機構(gòu)的兩個單元布置在力臂最大的位置，在不增加驅(qū)動機構(gòu)體積和重量的前提下，顯著地增加了驅(qū)動機構(gòu)的力矩系數(shù)和力矩-重量比；并且對稱配置的兩個單元也很好地消除了驅(qū)動機構(gòu)轉(zhuǎn)子對轉(zhuǎn)軸的徑向力。
[0011]2、本實用新型通過增加轉(zhuǎn)子力臂的方法，提高了有限轉(zhuǎn)角力矩驅(qū)動機構(gòu)的力矩系數(shù)和力矩重量比，尤其適用于小轉(zhuǎn)角工作的大尺寸平臺上要求低速平穩(wěn)運行的場合。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0013]圖2是實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是實施例縱向軸剖視圖。
[0015]圖中:1一定子鐵芯，2—定子繞組，3—永磁體，4一導(dǎo)磁磁軛，5—驅(qū)動軸。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0017]實施例:參見圖1、圖2以及圖3，一種蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)，包括驅(qū)動軸5和兩驅(qū)動單元，兩驅(qū)動單元對稱分布于驅(qū)動軸5的兩側(cè)。所述驅(qū)動單元包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子由斷面呈弧形的定子鐵芯I和嵌于其上的定子繞組2構(gòu)成，所述定子繞組2為三相，并按星形方式連接。定子繞組2的三相電勢相位差為120°電角度，且定子繞組2的反電勢波形為正弦波。
[0018]所述轉(zhuǎn)子由永磁體3和斷面呈弧形的導(dǎo)磁磁軛4構(gòu)成，所述永磁體3 (用膠水粘接)固定在導(dǎo)磁磁軛4上，其中，永磁體3充磁方向沿徑向，且N、S極性交替排列。所述轉(zhuǎn)子對應(yīng)的圓心角角度至少為5*n ;定子對應(yīng)的圓心角角度至少為3*n ;式中:0±n為轉(zhuǎn)動范圍(即轉(zhuǎn)動弧度所對應(yīng)的圓心角)，n=6— 8，其中，+/_表示轉(zhuǎn)動方向，具體實施時，n=6°或8° ;因此，對應(yīng)地，所述轉(zhuǎn)子對應(yīng)的圓心角角度至少為40° ;定子對應(yīng)的圓心角角度至少為24°。兩驅(qū)動單元的定子的兩端分別通過一定子法蘭盤相連，兩驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子的兩端分別通過一轉(zhuǎn)子法蘭盤相連，且兩驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子通過兩轉(zhuǎn)子法蘭盤與驅(qū)動軸5相連。
[0019]具體實施時，每個驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子永磁體3磁極為5對，每一個N極和相鄰的S極之間相距角度為5度；與轉(zhuǎn)子相對應(yīng)的定子上的定子繞組2為三相Y型繞組，且定子繞組2分布在中間的三對磁極寬度內(nèi)。其中，每相繞組各有3個線圈，每個線圈各有2個元件邊，跨距為3，每個單元共有18個元件邊，相鄰2個元件邊之間的夾角為5/3度(約等于1.67度)。繞組按照整距集中繞組排布，從下到上依次為A+，C-，B+，A-, C+，B-，A+，C-，B+，A-, C+，B-，A+，C-，B+，A-, C+，B-，其中，“ + ”號和號分別表示線圈元件進線方向和出線方向。在定子上安裝有3只霍爾元件，用于感應(yīng)轉(zhuǎn)子位置，從而配合驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動器，控制電機按照三相6拍方式換向。
[0020]應(yīng)用時，本驅(qū)動機構(gòu)的定子和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主體的基座固聯(lián)，轉(zhuǎn)子和結(jié)構(gòu)主體的轉(zhuǎn)動部分固聯(lián)，使其圍繞結(jié)構(gòu)主體的轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動，從而達到蝶形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動的目的。且本驅(qū)動結(jié)構(gòu)可設(shè)計為外轉(zhuǎn)子形式也可以設(shè)計為內(nèi)轉(zhuǎn)子形式，例如定子與軸承內(nèi)圈固聯(lián)，轉(zhuǎn)子和軸承外圈固聯(lián)，轉(zhuǎn)動時繞軸運動。通過驅(qū)動器對三相繞組分別通以與其相反電勢相位相同的對稱正弦波電流，這樣可以得到穩(wěn)定的驅(qū)動機構(gòu)輸出力矩。
[0021]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)，包括驅(qū)動軸和兩驅(qū)動單元，其特征在于:兩驅(qū)動單元對稱分布于驅(qū)動軸的兩側(cè)；所述驅(qū)動單元包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子由斷面呈弧形的定子鐵芯和嵌于其上的定子繞組構(gòu)成，所述定子繞組為三相，并按星形方式連接；所述轉(zhuǎn)子由永磁體和斷面呈弧形的導(dǎo)磁磁軛構(gòu)成，所述永磁體固定在導(dǎo)磁磁軛上，其中，永磁體充磁方向沿徑向，且N、S極性交替排列；兩驅(qū)動單元的定子的兩端分別通過一定子法蘭盤相連，兩驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子的兩端分別通過一轉(zhuǎn)子法蘭盤相連，且兩驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子通過兩轉(zhuǎn)子法蘭盤與驅(qū)動軸相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子對應(yīng)的圓心角角度至少為5*n ;定子對應(yīng)的圓心角角度至少為3*n ； 式中:0±n為轉(zhuǎn)動范圍，n=6—8°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于:定子繞組的三相電勢相位差為120°電角度，且定子繞組的反電勢波形為正弦波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于:每個驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子永磁體磁極為5對，每一個N極和相鄰的S極之間相距角度為5度；與轉(zhuǎn)子相對應(yīng)的定子上的定子繞組為三相Y型繞組，且定子繞組分布在中間的三對磁極寬度內(nèi)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種蝶形有限轉(zhuǎn)角無刷力矩驅(qū)動機構(gòu)，包括驅(qū)動軸和兩驅(qū)動單元，兩驅(qū)動單元對稱分布于驅(qū)動軸的兩側(cè)；所述驅(qū)動單元包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子由斷面呈弧形的定子鐵芯和嵌于其上的定子繞組構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)子由永磁體和斷面呈弧形的導(dǎo)磁磁軛構(gòu)成，所述永磁體固定在導(dǎo)磁磁軛上，兩驅(qū)動單元的定子的兩端分別通過一定子法蘭盤相連，兩驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子的兩端分別通過一轉(zhuǎn)子法蘭盤相連，且兩驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子通過兩轉(zhuǎn)子法蘭盤與驅(qū)動軸相連。本實用新型能夠?qū)Ⅱ?qū)動機構(gòu)的兩個單元布置在力臂最大的位置，顯著地增加了驅(qū)動力矩系數(shù)和力矩-重量比；尤其適用于小轉(zhuǎn)角工作的大尺寸平臺上要求低速平穩(wěn)運行的場合。
【IPC分類】H02K29-00, H02K16-00
【公開號】CN204517602
【申請?zhí)枴緾N201520294024
【發(fā)明人】魏貴玲, 鄧勁松, 王斌
【申請人】中國電子科技集團公司第二十六研究所
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月8日