一种集成化伺服电机的制作方法

1.本发明涉及伺服电机技术领域，尤其涉及一种集成化伺服电机。


背景技术：

2.伺服电机作为执行元件，具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。因此，基于伺服电机自身的特性，伺服电机被广泛应用在自动控制系统中，以控制相应机械元件的运转。
3.中国专利公开了伺服电机和伺服编码器一体结构【申请号：cn201320749361.7、公开号：cn203537182u】包括：伺服电机，具有延伸出电机壳体的电机轴；伺服编码器，包括编码器本体、光源管、玻璃栅片、光栅码盘和线路板；编码器本体、光源管、玻璃栅片、光栅码盘及线路板沿电机轴轴向向远离电机壳体方向依次间隔设置；光源管和玻璃栅片设置在编码器本体上，线路板通过支撑构件固定在编码器本体上；光栅码盘设置在电机轴上，编码器本体通过轴承安装在电机轴上；编码器本体上设有第一定位结构，电机壳体上设有第二定位结构，第一定位结构与第二定位结构配合，以使编码器本体能够沿电机轴轴向移动而不能沿电机轴周向活动。虽然该专利的技术方案提供了一种伺服电机，但是这种伺服电机应用在自动排管机的指梁锁电控执行单元中时，因指梁锁对伺服电机的输出扭矩有特定的需求，所以伺服电机需要配合驱动器、控制器等共同使用。因伺服电机、驱动器、控制器之间相互独立，这就导致指梁锁的电控执行单元成本较为高昂，安装、调试也较为困难。


技术实现要素：

4.针对现有技术的技术问题，本发明提供了一种集成化伺服电机。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了以下的技术方案：
6.一种集成化伺服电机，包括：机壳；机壳上设置有电机、传动结构、输出轴；传动结构与电机的输出端相啮合；传动结构与输出轴相啮合；电机、传动结构、输出轴的齿轮比相匹配，以使输出轴的输出扭矩与设定扭矩相一致；机壳内还设置有编码器；编码器与输出轴相连接，以获取输出轴的转动数据。
7.在实际使用时，电机通过传动结构带动输出轴转动，有输出轴带动负载运动。其中，电机、传动结构、输出轴的齿轮比相匹配使得输出轴的输出扭矩能够满足扭矩需求。同时，利用机壳内部的编码器可获取输出轴的转动数据，从而便于对电机的输出进行控制。由此，本发明将电机、驱动、控制整合为一个整机，而非三个部分相互独立。一方面有助于降低成本，另一方面便于安装与调试。
8.进一步的，机壳上还设置有安装槽；电机的输出端伸入安装槽内；传动结构设置在安装槽内；输出轴设置在安装槽内。
9.进一步的，电机的输出端上设置有主动齿轮；输出轴上设置有输出齿轮；传动结构包括从动轮、传动轮、驱动轮；从动轮与传动轮、主动齿轮相啮合；驱动轮与传动轮、输出齿轮相啮合；主动齿轮、输出齿轮、从动轮、传动轮、驱动轮的齿轮比相匹配。
10.进一步的，机壳内设置有用于容纳编码器的凹槽；凹槽设置在机壳远离传动结构的一侧。
11.进一步的，机壳上还设置有伺服放大板；伺服放大板与编码器相对应；伺服放大板与编码器电连接；伺服放大板与凹槽的侧壁相贴合，伺服放大板与凹槽之间填充有密封胶。
12.进一步的，伺服放大板上还设置有光电隔离板；光电隔离板与伺服放大板相对应；光电隔离板与伺服放大板之间间隔设置；光电隔离板与伺服放大板电连接。
13.进一步的，伺服放大板与光电隔离板之间设置有隔离柱；隔离柱的一端与伺服放大板固定连接，另一端与光电隔离板固定连接。
14.进一步的，光电隔离板上还固定设置有导线端口；导线端口，用于引入外部导线；外部导线穿过导线端口与光电隔离板电连接。
15.相较于现有技术，本发明具有以下优点：
16.通过主动齿轮、传动结构、输出轴的特定排布，使得本发明占用的空间处于一个特定的范围内，从而满足指梁锁周边的安装控件对伺服电机特定的尺寸要求。
17.通过主动齿轮、从动齿轮、传动轮、驱动轮、输出齿轮之间的直径比值，配合位置排布，使得本发明能够将动力由电机传递至输出轴的同时，输出轴输出的扭矩能够满足指梁锁的负载对扭矩的特定要求。
18.利用安装槽，可对主动齿轮、传动结构、输出轴在一定程度上进行保护。
19.利用安装槽，可在一定程度上降低齿轮结构的自身厚度对本发明整体尺寸的影响，从而搭配前述的位置排布与比例关系，满足指梁锁对伺服电机在x轴(宽度)、y轴(长度)、z轴(高度)上的尺寸要求。
20.输出轴、编码器、伺服放大板、光电隔离板呈由上至下逐个堆叠的状态。一方面，有效的缩短了编码器与伺服放大板之间的导线长度，伺服放大板与光电隔离板之间的导线长度。另一方面，使得本发明在空间布局上更加合理。
附图说明
21.图1：整体结构图。
22.图2：内部剖面图。
23.图中：1、机壳；11、电机；111、主动齿轮；12、传动结构；121、从动轮；122、传动轮；123、驱动轮；13、输出轴；131、输出齿轮；14、编码器；15、安装槽；16、凹槽；17、伺服放大板；171、光电隔离板；172、隔离柱；1711、导线端口。
具体实施方式
24.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
25.一种集成化伺服电机，包括：机壳1、机壳1上设置有电机11、传动结构12、输出轴13、安装槽15。其中，电机11采用能够输出动力的普通电机即可。电机11固定设置在机壳1的一侧，电机11的输出端伸入安装槽15内。电机11的输出端上设置有主动齿轮111。传动结构12、输出轴13设置在安装槽15内。传动结构12包括从动轮121、传动轮122、驱动轮123。输出轴13上设置有输出齿轮131。具体的，从动轮121与传动轮122、主动齿轮111相啮合，驱动轮
123与传动轮122、输出齿轮131相啮合。通过前述的传动结构，电机11能够通过传动结构12带动输出轴13旋转。由此，传动结构12设置在电机与输出轴13之间。具体的，从动齿轮121、传动轮122、驱动轮123由主动齿轮111向输出齿轮131顺次排布。主动齿轮111、从动齿轮121、传动轮122、驱动轮123、输出齿轮131近似的排布在同一直线上。通过前述的位置排布，使得本发明占用的空间处于一个特定的范围内，从而满足指梁锁周边的安装控件对伺服电机特定的尺寸要求。同时，主动齿轮111、从动齿轮121、传动轮122、驱动轮123、输出齿轮131之间的直径比值为4:7.56:10.97:9.29:20。由此，通过前述的比例关系与前述的位置排布，使得本发明能够将动力由电机11传递至输出轴13的同时，输出轴13输出的扭矩能够满足指梁锁的负载对扭矩的特定要求。同时，主动齿轮111、从动齿轮121、传动轮122、驱动轮123、输出齿轮131均位于安装槽15内，安装槽15对前述的各齿轮结构呈半包覆的状态。一方面可在一定程度上对前述的各齿轮结构进行保护，另一方面可在一定程度上降低前述的齿轮结构的自身厚度对本发明整体尺寸的影响，从而搭配前述的位置排布与比例关系，满足指梁锁对伺服电机在x轴(宽度)、y轴(长度)、z轴(高度)上的尺寸要求。
26.机壳1上还设置有编码器14，机壳1远离传动结构12的一侧设置有凹槽16。编码器14安装在凹槽16内。同时，输出轴13的一端伸入凹槽16内。编码器14与输出轴13相连接，以在输出轴13转动时能够读取输出轴13的转动数据并由连接的导线将转动数据输出。另一方面，由凹槽16提供容纳导线所需的空间。
27.机壳1上还设置有伺服放大板17。伺服放大板17与编码器14相对应。伺服放大板17与编码器14电连接。由此，利用伺服放大板17配合编码器14对整机进行控制。伺服放大板17与凹槽16的侧壁相贴合。在伺服放大板17与凹槽16之间填充有密封胶。以避免外界杂质由伺服放大板17与凹槽16之间的间隙进入凹槽16内，影响到编码器14的正常运行。
28.伺服放大板17上还设置有光电隔离板171。光电隔离板171与伺服放大板17电连接，以利用光电隔离板171规避外界光照对整机电控的不良影响。
29.光电隔离板171与伺服放大板17之间设置有隔离柱172。隔离柱172的一端与伺服放大板17固定连接，隔离柱172的另一端与光电隔离板171固定连接。由此，光电隔离板171与伺服放大板17之间间隔有一定的间距，以为伺服放大板17上的导线提供一定的容纳空间。
30.光电隔离板171上还固定设置有用于引入外部导线的导线端口1711。外部导线穿过导线端口1711与光电隔离板171固定连接。由此，利用导线端口1711将外部导线整合至一起，一方面便于装配，另一方面可在一定程度上对导线进行限位，以避免在实际使用时，导线受到外力影响出现松脱现象。
31.综上，输出轴13、编码器14、伺服放大板17、光电隔离板171呈由上至下逐个堆叠的状态。一方面，有效的缩短了编码器14与伺服放大板17之间的导线长度，伺服放大板17与光电隔离板171之间的导线长度。另一方面，使得本发明在空间布局上更加合理。
32.在实际运行时，可依据实际需求将本发明封装之另一壳体中，在本发明与壳体之间的间隙填充密封胶。一方面可对本发明提供一定程度的保护，另一方面可避免伺服放大板17、光电隔离板171外露，以满足对密封性的需求。将输出轴13与指梁锁内的负载相连接。当电机11启动时，电机11将通过输出段上的主动齿轮111带动从动轮121转动，进而带动传动轮122转动，进而带动驱动轮123转动，进而带动输出齿轮131转动。最终带动输出轴13旋
转，从而带动指梁锁内的负载动作。其中，利用主动齿轮111、从动轮121、传动轮122、驱动轮123、输出齿轮131之间的齿轮比配合，输出轴13输出的扭矩能够符合实际所需的扭矩。当输出轴13转动时，编码器14能够读取输出轴13的转动数据，并配合伺服放大板17使得外界能够对电机11进行准确控制。
33.综上，本发明将伺服电机、驱动器、控制器整合至一起，能够满足指梁锁的驱动要求，且能够与指梁锁周边的安装空间相适配，不与自动排管机的其他零部件结构产生干涉。由此，有效降低了指梁锁的电控执行单元的成本，同时便于安装与调试。
34.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。