用于机器人的单输出轴伺服电机制造技术

一种用于机器人的单输出轴伺服电机，其包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一定子铁芯和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子固定于转子轴上，所述转子轴从外壳一端伸出，转子包括沿壳体周向等间隔布置的多个磁极，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯和多个第二电枢绕组，所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第二电枢绕组缠绕在第二极靴上。本发明专利技术提供的用于机器人的单输出轴伺服电机重量轻。

Single Output Axis Servo Motor for Robot

【技术实现步骤摘要】
用于机器人的单输出轴伺服电机
本专利技术涉及一种用于机器人的单输出轴伺服电机，属于电机

技术介绍
现有技术中提供的机器人具有：机械手及控制器，所述机械手具有多个彼此相连，且能够旋转或者弯曲的臂式机械结构，每个机械结构包括连杆部件和关节机构。在关节机构中设置有伺服电机，在控制器的控制下，伺服电机驱动连杆部件运动从而完成设定的动作并完成设定的作业，如焊接，上料等。后一级的机械结构及其负载为前一级的机械结构的负载，即为前一级机械结构的伺服电机的负载，因此如何降低伺服电机的重量显得特别重要。
技术实现思路
为克服现有技术存在的缺点，本专利技术的专利技术目的是提供一种用于机器人的单输出轴伺服电机，所述伺服电机的铁芯不需要做成叠片状，重量轻。为实现所述专利技术目的，本专利技术提供一种用于机器人的单输出轴伺服电机，其包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一定子铁芯和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子固定于转子轴上，所述转子轴从外壳一端伸出；所述转子包括沿壳体周向等间隔布置的多个磁极，其特征在于，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯和多个第三电枢绕组，所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组缠绕在第二极靴上。优选地，给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第三交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的高次和/或低次磁动势成分。优选地，所述转子包括交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体具有基部和从基部延伸的部分，基部基本上垂直于转子轴的中心线轴线，从基部延伸的部分至少有部分平行于中心线轴线，从基部延伸的部分形成一个空腔以容纳第二定子至少部分。优选地，每个永磁体呈”L”形状。优选地，单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括供电电路，供电电路至少包括由将直整流滤滤电路产生的电压直接提供给电机的驱动电路的直供电路和将直整流滤滤电路产生的电压进行升压的供电电路。优选地，升压电路包括蓄流电感L1、电容C2、电容C4、绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4，其中，绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4串联连接并给电机驱动回路提供直流电压，它们的栅极连接于电源控制器，由电源控制器给它们提供通断的控制信号；四个双极型晶体管IGBT的集电极和发射极之间分别连接有二极管；绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4相串联的节点分别记为节点N1、节点N2和节点N3，整流滤波电路的第一信号输出端通过蓄流线圈L1连于接节点N1，第二信号输出端连接于节点N3；在绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4相串联的电路的输出端和地之间连接有电容C3，其用于滤波；绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q2的发射极之间连接电容C2,绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极之间连接电容C4，绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极之间连接电容C3。优选地，驱动电路至少包括频率识别单元和相角调整单元，频率识别单元根据电动机的位置检测单元提供的电机位置信号识别磁动势的频率成分，以给相角调整单元提供一个控制信号，使相角调整单元给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流,使抵消提供给第一电枢绕组由于施加了驱动电流产生的低次谐波。优选地，单输出轴伺服电机还包括常识识别单元，其根据电机位置信号计算出电动机的转子惯量和安装在电动机上的刚体负载的惯量的合计值J。优选地，单输出轴伺服电机还包括控制信号生成单元，其根据常识别单元和位置指令值生成校正信号Ff。优选地，校正信号通过下式得到：Ff＝AJP″ref式中，A为放大倍数，P″ref为位置指令值的2阶微分。与现有技术相比，本专利技术提供的伺服电机的铁芯不需要做成叠片，重量轻。附图说明图1是本专利技术提供的用于机器人的单输出轴伺服电机的组成示意图；图2是沿图1中AB垂直于伺服电机轴向的截面示意图；图3是本专利技术提供的伺服电机供电电路；图4是本专利技术提供的伺服电机的驱动电路组成框图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。图1是本专利技术提供的用于机器人的单输出轴伺服电机的纵向剖视图。图2是沿图1中AB垂直于伺服电机轴向的截面示意图，如图1-2所示，本专利技术提供的双输出轴伺服电机包括基座5和与基座5的周边相配合的外壳6以在基座和外壳6内形成第一空腔7，第一空腔7内设置有第一定子9和设置在第一定子形成的空腔内的转子8，所述第一定子包括第一定子铁芯13和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子8固定于设置于转子中心的轴4上，所述轴4从外壳6的一端伸出。第一定子9设置于转子8的外周。所述外壳6内表面具有多个凹口，所述第一定子铁芯与外壳6内表面的至少一部分连接。所述基座5沿轴向设置有用于安装转子轴4的通孔，通孔内至少设置有两个轴承1A和1B，转子轴4通过轴承1A和1B安装到基座5上，转子8安装到转子轴4上。也就是说，轴承1A和1B设置在基座5设置的通孔的径向内部，在基座5内形成第二空腔2，在第二空腔2内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯11和多个第三电枢绕组10，所述第二定子铁芯11具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组10缠绕在第二极靴上。转子8包括多个交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体呈”L”形状，其具有基部和从基部延伸的部分。基部基本上垂直于转子轴4的中心线轴线，从基部延伸的部分基本平行于中心线轴线。基座5的端部安装在轴4的后端附近。第一定子9相对于轴4的中心轴线安装在转子8的径向外侧。因此，第一定子9设置在转子8和外壳6之间。更具体一点，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机器人的单输出轴伺服电机，其包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一定子铁芯和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子固定于转子轴上，所述转子轴从外壳一端伸出；所述转子包括沿壳体周向等间隔布置的多个磁极，其特征在于，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯和多个第三电枢绕组，所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组缠绕在第二极靴上。

【技术特征摘要】
1.一种用于机器人的单输出轴伺服电机，其包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一定子铁芯和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子固定于转子轴上，所述转子轴从外壳一端伸出；所述转子包括沿壳体周向等间隔布置的多个磁极，其特征在于，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯和多个第三电枢绕组，所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组缠绕在第二极靴上。2.根据权利要求1所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第三交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的高次和/或低次磁动势成分。3.根据权利要求2所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，所述转子包括交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体具有基部和从基部延伸的部分，基部基本上垂直于转子轴的中心线轴线，从基部延伸的部分至少有部分平行于中心线轴线，从基部延伸的部分形成一个空腔以容纳第二定子至少部分。4.根据权利要求3所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，每个永磁体呈“L”形状。5.根据权利要求3所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括供电电路，供电电路，所述供电电路整流滤波电路和升压电路。6.根据权利要求5所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，升压电路包括蓄流电感L1、电容C2、电容C4、绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4，其中，绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：范克健，李月芹，李书磊，宋子强，
申请(专利权)人：大国重器自动化设备山东股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37