一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器制造技术

一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，涉及士兵系统中的外骨骼系统领域；包括驱动板、控制板、铁氧体、焊针组和三相线缆；其中，驱动板为水平放置的圆形板状结构；控制板为同轴放置在驱动板上方的圆形板状结构；控制板的圆心处设置有圆形通孔；焊针组竖直固定安装在驱动板与控制板之间；铁氧体固定安装在驱动板的上表面；控制板沿轴向与外部电磁制动器对接；驱动板沿轴向与外部导热壳对接；三相线缆沿轴向穿过驱动板和控制板；本发明专利技术采用了双层板对接方式，有效减小了占用空间，实现控制驱动紧凑型轻质化设计。

A Compact Ring-Plate Integrated Motor Driver

A compact annular plate type integrated motor driver relates to the field of exoskeleton system in the soldier system, including driving plate, control plate, ferrite, welding needle group and three-phase cable; in which the driving plate is a circular plate structure placed horizontally; the control plate is a circular plate structure placed coaxially above the driving plate; the center of the control plate is provided with a circular through hole; and the welding needle group is arranged horizontally. Vertically fixed between the drive plate and the control plate; ferrite fixed on the upper surface of the drive plate; the control plate butted with the external electromagnetic brake along the axis; the drive plate butted with the external heat conduction shell along the axis; three-phase cable passed through the drive plate and the control plate along the axis; the invention adopts the double-layer plate butting mode, effectively reduces the occupied space, and realizes the control of compact driving light. Qualitative design.

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器
本专利技术涉及一种士兵系统中的外骨骼系统领域，特别是一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器。
技术介绍
目前士兵系统正在向复杂化方向发展，包括战斗系统、信息系统和生活系统。武器与弹药的重量是制约单兵作战水平的重要因素之一。助力型外骨骼技术通过模拟人体骨骼肌肉，为人体装备额外的外骨骼系统，提高士兵野外负重机动的持续能力和运动机能。外骨骼关节的控制驱动需要极小的空间。现有的电机驱动器一体化设计是将驱动器置于电机上方或者电机轴向的侧壁，这样的一体化设计是只是空间上的叠加。在对外形尺寸要求比较高的场合这样的设计会增大电机的尺寸，不利于外骨骼关节小型化、轻便化设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，采用了双层板对接方式，有效减小了占用空间，实现控制驱动紧凑型轻质化设计。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，包括驱动板、控制板、铁氧体、焊针组和三相线缆；其中，驱动板为水平放置的圆形板状结构；控制板为同轴放置在驱动板上方的圆形板状结构；控制板的圆心处设置有圆形通孔；焊针组竖直固定安装在驱动板与控制板之间；铁氧体固定安装在驱动板的上表面；控制板沿轴向与外部电磁制动器对接；驱动板沿轴向与外部导热壳对接；三相线缆沿轴向穿过驱动板和控制板。在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，所述的驱动板和控制板的直径均为73-77mm；控制板的圆形通孔直径为28-32mm；驱动板与控制板之间的间距为7-9mm。在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，所述驱动板采用单层铝基板材料；所述控制板采用4层玻纤板叠层放置。在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，所述三相线缆包括第一线缆、第二线缆和第三线缆；第一线缆、第二线缆和第三线缆沿逆时针方向依次放置；第一线缆、第二线缆和第三线缆设置在以控制板中心为圆心的同心圆弧上。在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，所述第一线缆与第二线缆相对于控制板中心的夹角为58-62°；第二线缆与第三线缆相对于控制板中心的夹角为58-62°；所述第一线缆轴心距控制板中心的距离为16-20mm；第二线缆轴心距控制板中心的距离为16-20mm；第三线缆轴心距控制板中心的距离为16-20mm。在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，所述焊针组包括第一组焊针、第二组焊针、第三组焊针和第四组焊针；其中，第一组焊针、第二组焊针、第三组焊针和第四组焊针沿逆时针方向依次放置；且第一组焊针、第二组焊针和第三组焊针设置在以控制板中心为圆心的同心圆弧上。在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，第一组焊针轴心距控制板中心的距离为16-20mm；第一组焊针位于第一线缆的顺时针方向，且第一组焊针与第一线缆的轴心距为7-9mm；第二组焊针轴心距控制板中心的距离为16-20mm；第二组焊针位于第二线缆的顺时针方向，且第二组焊针与第二线缆的轴心距为7-9mm；第三组焊针轴心距控制板中心的距离为16-20mm；第三组焊针位于第三线缆的顺时针方向，且第三组焊针与第三线缆的轴心距为7-9mm；第四组焊针与第三线缆相对于控制板中心的夹角为88-92°；且第四组焊针轴心距控制板中心的距离为22-26mm.在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，所述第一组焊针包括3根焊针；第二组焊针包括3根焊针；第三组焊针包括3根焊针；第四组焊针包括4根焊针。在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，所述焊针为圆柱体结构；焊针直径为1mm；焊针轴向长度为7-9mm。在上述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，所述驱动板上设置有4个安装孔(6)；4个安装孔(6)均匀环绕分布在驱动板的外边处。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术实现了微小型无刷直流电机精确控制，具有增量式与绝对式传感器接口，能够实现位置、速度和力矩闭环控制。具备CAN通讯接口；(2)本专利技术驱动器外轮廓设计为圆形，能和电机安装在同一尺寸的外壳内，真正实现电机和驱动器一体化；(3)本专利技术采用铁氧体芯片隔离式回路设计，有效避免驱动部分与功率部分相互影响；(4)本专利技术控制板与功率板接插采用通孔式焊针安装，充分利用驱动器内部空间。附图说明图1为本专利技术一体化电机驱动器结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术提供一种满足紧凑性需求的无刷直流电机伺服驱动器设计方案，可实现驱动器和电机的高度集成和微小型设计。该驱动器由控制板和驱动板两部分组成。控制板2和驱动板1以对插式连接器连接，并用铜柱固定。控制板2中心开设有一个圆形通孔，通孔位置可以预留出电机位置传感器的空间。此外，控制板开有五个过线孔，分别为电源正负线和电机三相线。如图1所示为一体化电机驱动器结构示意图，由图可知，一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，包括驱动板1、控制板2、铁氧体3、焊针组4和三相线缆5；其中，驱动板1为水平放置的圆形板状结构；控制板2为同轴放置在驱动板1上方的圆形板状结构；控制板2的圆心处设置有圆形通孔；焊针组4竖直固定安装在驱动板1与控制板2之间；铁氧体3固定安装在驱动板1的上表面；控制板2沿轴向与外部电磁制动器对接；驱动板1沿轴向与外部导热壳对接；三相线缆5沿轴向穿过驱动板1和控制板2。铁氧体3是一种具有亚铁磁性的金属氧化物。铁氧体3的电阻率比单质金属或合金磁性材料大，而且有较高的介电性能，在高频时有较高的磁导率。铁氧体3能够滤除信号线的高次谐波，从而抑制来自驱动板的电磁干扰。铁氧体3体积小、成本低，是小体积低成本设计要求下的最优设计方案。具体方法是将铁氧体3放置于驱动板1上，位于控制板2与驱动板1连接器的输出端，驱动板1功率地与驱动地经过铁氧体高频噪声过滤后再回到控制板2，从而抑制高频电磁干扰。驱动板1上设置有4个安装孔6；4个安装孔6均匀环绕分布在驱动板1的外边处。驱动板1和控制板2的直径均为73-77mm；控制板2的圆形通孔直径为28-32mm；驱动板1与控制板2之间的间距为7-9mm。控制板2采用4层玻纤板叠层放置；驱动板1采用单层铝基板材料；铝基板的采用有效降低了模块运行温度，提高了功率密度和可靠性。三相线缆5包括第一线缆5-1、第二线缆5-2和第三线缆5-3；第一线缆5-1、第二线缆5-2和第三线缆5-3沿逆时针方向依次放置；第一线缆5-1、第二线缆5-2和第三线缆5-3设置在以控制板2中心为圆心的同心圆弧上。第一线缆5-1与第二线缆5-2相对于控制板2中心的夹角为58-62°；第二线缆5-2与第三线缆5-3相对于控制板2中心的夹角为58-62°；所述第一线缆5-1轴心距控制板2中心的距离为16-20mm；第二线缆5-2轴心距控制板2中心的距离为16-20mm；第三线缆5-3轴心距控制板2中心的距离为16-20mm。焊针组4包括第一组焊针4-1、第二组焊针4-2、第三组焊针4-3和第四组焊针4-4；其中，第一组焊针4-1、第二组焊针4-2、第三组焊针4-3和第四组焊针4-4沿逆时针方向依次放置；且第一组焊针4-1、第二组焊针4-2和第三组焊针4-3设置在以控制板2中心为圆心的同心圆弧上。第一组焊针4-1轴心距控制板2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，其特征在于：包括驱动板(1)、控制板(2)、铁氧体(3)、焊针组(4)和三相线缆(5)；其中，驱动板(1)为水平放置的圆形板状结构；控制板(2)为同轴放置在驱动板(1)上方的圆形板状结构；控制板(2)的圆心处设置有圆形通孔；焊针组(4)竖直固定安装在驱动板(1)与控制板(2)之间；铁氧体(3)固定安装在驱动板(1)的上表面；控制板(2)沿轴向与外部电磁制动器对接；驱动板(1)沿轴向与外部导热壳对接；三相线缆(5)沿轴向穿过驱动板(1)和控制板(2)。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，其特征在于：包括驱动板(1)、控制板(2)、铁氧体(3)、焊针组(4)和三相线缆(5)；其中，驱动板(1)为水平放置的圆形板状结构；控制板(2)为同轴放置在驱动板(1)上方的圆形板状结构；控制板(2)的圆心处设置有圆形通孔；焊针组(4)竖直固定安装在驱动板(1)与控制板(2)之间；铁氧体(3)固定安装在驱动板(1)的上表面；控制板(2)沿轴向与外部电磁制动器对接；驱动板(1)沿轴向与外部导热壳对接；三相线缆(5)沿轴向穿过驱动板(1)和控制板(2)。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，其特征在于：所述的驱动板(1)和控制板(2)的直径均为73-77mm；控制板(2)的圆形通孔直径为28-32mm；驱动板(1)与控制板(2)之间的间距为7-9mm。3.根据权利要求2所述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，其特征在于：所述驱动板(1)采用单层铝基板材料；所述控制板(2)采用4层玻纤板叠层放置。4.根据权利要求3所述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，其特征在于：所述三相线缆(5)包括第一线缆(5-1)、第二线缆(5-2)和第三线缆(5-3)；第一线缆(5-1)、第二线缆(5-2)和第三线缆(5-3)沿逆时针方向依次放置；第一线缆(5-1)、第二线缆(5-2)和第三线缆(5-3)设置在以控制板(2)中心为圆心的同心圆弧上。5.根据权利要求4所述的一种紧凑型环状板式一体化电机驱动器，其特征在于：所述第一线缆(5-1)与第二线缆(5-2)相对于控制板(2)中心的夹角为58-62°；第二线缆(5-2)与第三线缆(5-3)相对于控制板(2)中心的夹角为58-62°；所述第一线缆(5-1)轴心距控制板(2)中心的距离为16-20mm；第二线缆(5-2)轴心距控制板(2)中心的距离为16-20mm；第三线缆(5-3)轴心距控制板(2)中心的距离为16-20mm。6.根据权利要求5所述的一种紧凑...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡习婷，韩继文，李广，朱大宾，傅捷，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11