一種伺服直驅模塊的製作方法

2023-05-02 07:56:41 1

專利名稱：一種伺服直驅模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及在機械設計領域內，一種與傳統的伺服直驅模塊相比較，具有更高的 集成度、更好的傳動精度、更小的結構尺寸的伺服直驅模塊，適用於狹小空間的使用。
背景技術：
傳統的伺服直驅模塊一般結構為獨立的伺服電機、獨立的傳動絲槓絲母機構、獨 立的控制機構及制動機構。裝配時，以聯軸器或鍵、銷等聯接裝置將伺服電機與絲槓絲母機 構相聯接，並以適當方式安裝控制機構和制動機構，形成伺服直驅模塊。傳統的伺服直驅模 塊主要缺點有三一是傳動誤差較大，由於採用不同的聯接方式來聯接伺服電機與絲槓絲 母機構，會帶來不同的同軸度、端面跳動等傳動誤差；二是集成度低，結構尺寸較大，不適應 較狹窄的空間使用；三是使用零部件較多，成本較高。

發明內容
本發明的目的在於提供一種結構合理，具有更高的集成度、更好的傳動精度、更小 的結構尺寸的伺服直驅模塊。本發明的發明目的是這樣實現的一種伺服直驅模塊，包括編碼器組件、制動器組 件、制動器固定座、電機後端蓋、電機前端蓋、滾珠絲母組件、絲槓電機軸、端部支撐器、制動 器定位平鍵、軸承鎖緊螺母、軸承座、軸承、軸承壓蓋、軸承定位套、電機定子/轉子組件。結 構特點為1、伺服直驅模塊依據選定型號的伺服電機定子和轉子參數，以及選定型號的編碼 器、制動器、滾珠絲母組件、端部支撐器的參數，設計製造絲槓電機軸、電機前端蓋與電機後 端蓋。其中本發明的最大特點，是將分別獨立的電機軸、傳動絲槓、編碼器/制動器安裝軸 合三為一，設計為一體式的絲槓電機軸。2、電機前端蓋與電機後端蓋將伺服電機定/與轉子組件包覆定位。在電機後端蓋 上，裝有軸承座；軸承座內裝有2個軸承，軸承定位套從上端頂住軸承內環，軸承鎖緊螺母 從下端頂住軸承內環；軸承座上端裝有軸承壓蓋，壓住軸承外環。3、制動器安裝座安裝在電機後端蓋上，以保證制動器組件安裝後的軸向位置；制 動器定位平鍵安裝在絲槓電機軸和制動器組件上，用以確定製動器的旋轉定位。4、編碼器組件安裝位置在制動器組件的下方，以緊定螺釘固定在絲槓電機軸上。5、滾珠絲母組件安裝在絲槓電機軸的絲槓一端。6、端部支撐器安裝在絲槓端部支撐部位。7、工作時，控制機構向伺服電機定子的線圈提供電流，產生交變磁場，使伺服電機 轉子帶動絲槓電機軸旋轉；滾珠絲母組件將絲槓電機軸的旋轉運動轉化為絲母上下的直線 運動向外輸出。同時，編碼器根據絲槓電機軸的運轉開始計數並向控制機構反饋信息，以控 制伺服電機的運動。8、在工作中意外斷電時，制動器組件中的電磁線圈由於磁場突然消失而失去磁吸力，聯接牙嵌離合器的銜鐵在彈簧力的作用下被拉進牙嵌槽內而被強制停止轉動。本發明一種結構緊湊的伺服直驅模塊相比傳統直驅模塊，具有如下優點1、在本發明的伺服直驅模塊中，因電機軸與傳動絲槓、編碼器/制動器安裝軸採 用一體式結構，沒有使用鍵、銷、聯軸器等聯接裝置所產生的同軸度誤差和徑向跳動誤差， 因此傳動精度高。2、由於採用一體式絲槓電機軸，所有的功能部件(制動器組件、編碼器組件、滾珠 絲母組件、端面支撐器等)都直接安裝在絲槓電機軸上，可以取消分體式結構必須使用的 聯接機構(如鍵、銷、聯軸器、傳動皮帶、傳動齒輪等)，使整個模塊的結構尺寸較小，適用於 使用空間狹窄的工作場合。3、由於結構特點，組成機構的零部件較少，從而有效的減少製造費用，降低生產成 本。


圖1為本發明的伺服直驅模塊的主視圖；圖2為本發明的伺服直驅模塊的剖視圖。在附圖中，具體數字表示1-編碼器組件、2-制動器組件、3-制動器固定座、4-電 機後端蓋、5-電機前端蓋、6-滾珠絲母組件、7-絲槓電機軸、8-端部支撐器、9-制動器定位 平鍵、10-軸承鎖緊螺母、11-軸承座、12-軸承、13-軸承壓蓋、14-電軸承定位套15-電機定 子/轉子組件。
具體實施例方式結合附圖對本發明作進一步說明參照圖1所示，一種結構緊湊的伺服直驅模塊包括編碼器組件1、制動器組件2、 制動器固定座3、電機後端蓋4、電機前端蓋5、滾珠絲母組件6、絲槓電機軸7、端部支撐器 8、制動器定位平鍵9、軸承鎖緊螺母10、軸承座11、軸承12、軸承壓蓋13、電軸承定位套14、 電機定子/轉子組件15。伺服直驅模塊依據選定型號的伺服電機定子/伺服電機轉子15 參數，以及選定型號的編碼器組件1、制動器組件2、滾珠絲母組件6、端部支撐器8的參數， 設計製造絲槓電機軸7、電機前端蓋5與電機後端蓋4。其中本發明的最大特點，是將分別 獨立的電機軸、傳動絲槓、編碼器/制動器安裝軸合三為一，設計為一體式的絲槓電機軸7。電機前端蓋5與電機後端蓋4將伺服電機定子/電機轉子組件15包覆定位。在 電機後端蓋4上，裝有軸承座11 ；軸承座11內裝有2個軸承12，軸承定位套14從上端頂住 軸承12內環，軸承鎖緊螺母10從下端頂住軸承12內環；軸承座11上端裝有軸承壓蓋13， 壓住軸承12外環。制動器安裝座3安裝在電機後端蓋4上，以保證制動器組件2安裝後的軸向位置； 制動器定位平鍵9安裝在絲槓電機軸7和制動器組件2上，用以確定製動器組件2的旋轉 定位。編碼器組件1安裝位置在制動器組件2的下方，以緊定螺釘固定在絲槓電機軸7 上；滾珠絲母組件6從絲槓電機軸7的絲槓端旋入，安裝在絲槓電機軸7的絲槓一端；端部 支撐器8安裝在絲槓電機軸7端部支撐部位。
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工作時，伺服電機定子/電機轉子組件15帶動絲槓電機軸7旋轉；滾珠絲母組件 6將絲槓電機軸7的旋轉運動轉化為絲母上下的直線運動向外輸出。同時，編碼器組件1根 據絲槓電機軸7的運轉開始計數並向控制機構反饋信息，以控制伺服電機的運動。意外斷 電時，制動器組件2中的電磁線圈由於磁場突然消失而失去磁吸力，聯接牙嵌離合器的銜 鐵在彈簧力的作用下被拉進牙嵌槽內而被強制停止轉動。
權利要求
一種伺服直驅模塊，包括編碼器組件(1)、制動器組件(2)、制動器固定座(3)、電機後端蓋(4)、電機前端蓋(5)、滾珠絲母組件(6)、絲槓電機軸(7)、端部支撐器(8)、制動器定位平鍵(9)、軸承鎖緊螺母(10)、軸承座(11)、軸承(12)、軸承壓蓋(13)、軸承定位套(14)、電機定子/轉子組件(15)；其特徵在於所述絲槓電機軸同時用作電機軸、傳動絲槓、編碼器/制動器安裝軸，所述電機前端蓋(5)與電機後端蓋(4)將伺服電機定子/電機轉子組件(15)包覆定位；在電機後端蓋(4)上裝有軸承座(11)；軸承座(11)內裝有2個軸承(12)，軸承定位套(14)從上端頂住軸承(12)內環，軸承鎖緊螺母(10)從下端頂住軸承(12)內環；軸承座(11)上端裝有軸承壓蓋(13)，壓住軸承(12)外環；所述制動器安裝座(3)安裝在電機後端蓋(4)上；制動器定位平鍵(9)安裝在絲槓電機軸(7)和制動器組件(2)上，用以確定製動器組件(2)的旋轉定位；所述編碼器組件(1)安裝在制動器組件(2)的下方，以緊定螺釘固定在絲槓電機軸(7)上；滾珠絲母組件(6)從絲槓電機軸(7)的絲槓端旋入，安裝在絲槓電機軸(7)的絲槓一端；端部支撐器(8)安裝在絲槓電機軸(7)端部支撐部位。
2.根據權利要求1所述的伺服直驅模塊，其特徵在於電機軸在電機後端延伸成為用 以裝配製動器、編碼器的輔助軸。
全文摘要
一種伺服直驅模塊，包括編碼器組件(1)、制動器組件(2)、制動器固定座(3)、電機後端蓋(4)、電機前端蓋(5)、滾珠絲母組件(6)、絲槓電機軸(7)、端部支撐器(8)、制動器定位平鍵(9)、軸承鎖緊螺母(10)、軸承座(11)、軸承(12)、軸承壓蓋(13)、軸承定位套(14)、電機定子/轉子組件(15)。本發明將分別獨立的電機軸、傳動絲槓、編碼器/制動器安裝軸合三為一，設計為一體式的絲槓電機軸(7)，具有更高的集成度、更好的傳動精度、更小的結構尺寸的伺服直驅模塊。
文檔編號H02K7/06GK101888137SQ201010225879
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者劉延傑, 吳明月, 孫立寧, 榮偉彬 申請人:哈爾濱工業大學