一种伺服电机制造技术

本发明专利技术公开了一种伺服电机，包括：前端盖、转子、定子、机壳、后端盖、编码器、后封盖；所述转子还包括盘轴；所述编码器安装于所述后端盖的后端面；所述定子安装于所述机壳内；所述盘轴的轮盘沿周向贴有磁钢，相邻磁钢的磁极呈交叉排列；所述磁钢整体形成瓦状结构；所述定子为分瓣式结构，单瓣铁芯前后两端安装有绝缘骨架，全部单瓣铁芯依次卡接形成一个环形且铁芯绕线部的两侧分别贴附有绝缘纸；本发明专利技术优点在于：通过分瓣式定子结构结合绝缘骨架及绕线部单侧一体式绝缘纸减少了结构复杂程度及加工步骤，配合转子外凸的瓦片状磁钢结构，获得了更小的电磁转矩脉动，降低齿槽转矩，增大力矩的同时实现了更快的响应，平稳运行，满足伺服系统的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服电机
本专利技术涉及电机领域，尤其涉及一种伺服电机。
技术介绍
随着机器人、新能源等产业的快速发展，市场逐渐对伺服驱动机构提出了更高的标准，需要性能更加优越的产品，同时面对批量生产，如何有效降低伺服电机制造成本、减少工艺步骤等问题也成为了新的技术难题。现有技术中伺服电机的设计生产过程中，定子常采用一体冲压叠片方法，造成了大量废料的产生，同时常见的齿形结构也达不到较高的槽满率，影响电机效率进一步的提升，而定子磁钢设计常见的插入式、贴片式还存在形状结构设计无法进一步提高效率的问题。中国专利CN210898667U公开了一种分瓣式组合定子，包括铁芯基座、设置在铁芯基座上的数个相互连接成圆环状物的铁芯单元，铁芯单元包括由若干个冲片叠压制成的铁芯单元体、设置在铁芯单元体上的绝缘骨架、绕在绝缘骨架上的漆包线，冲片包括磁轭、磁极铁芯、极靴，其特征在于构成铁芯单元的若干个冲片的磁轭、磁极铁芯形状相同，极靴形状不同，极靴形状不同的若干个冲片叠压制在一起后的铁芯单元体的极靴部分呈倾斜状。该技术方案提供了一种分瓣式定子但是由其具体方案为塞接式，长时间运行后周向晃动会导致伺服电机振动及噪音显著增大，且并没有给出相应的转子配合形式。中国专利CN111082549A公开了一种拼块组合定子，包括圆环形铁芯座、圆环状定子铁芯，拼块铁芯单元两侧的上部设置有绕线凹槽，相邻两拼块铁芯单元通过榫头、榫槽相互镶嵌在一起，若干拼块铁芯单元组合就形成圆环状定子铁芯，圆环形铁芯座过盈镶嵌进圆环状定子铁芯的孔内，构成圆环状定子铁芯的部分拼块铁芯单元内圆弧面设置有键槽，圆环形铁芯座上对应部分或全部拼块铁芯单元内圆弧面所设置的键槽设置有对应的键槽，圆环形铁芯座上的键槽与拼块铁芯单元内圆弧面所设置的键槽之间镶嵌有键。相似的技术方案还有中国专利CN206932078U、201920331828.3、201721455257.1等。上述技术方案采用的是单瓣底部设计为榫接结构，结构更为牢靠，但是运行过程中由于定子靠外侧(接触壳体端)受启停、加减速中惯性影响，与壳体产生较大的摩擦力，由于材料、重量限制，上述技术方案中单瓣顶部均采用间隔分布的方式，意味着将产生少量摆动余量，长时间使用后会导致根部榫接松动，出现较大噪音，还存在与壳体压装困难的情况，且受结构影响线圈与定子永磁体间距显著增大，不利于提升电机效率。中国专利CN210806869U、CN203339819U、CN205195442U、CN205846882U均提供了一种单瓣顶部拼接结构，解决了长时间运转后根部榫接处松动的问题，且结构、组装工艺简单，有效缩短了线圈与永磁体间距，连续的环形外轮廓也是压装更加容易。但是，上述技术方案均未提供有效的绝缘及安装结构，也没有给出适配的转子结构，需要进一步改进。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种伺服电机，能够解决上述问题。为此目的，本专利技术由如下技术方案实施。一种伺服电机，主要包括：前端盖、转子、定子、机壳、后端盖、编码器、后封盖；所述转子还包括盘轴；所述前端盖和所述后端盖与所述机壳的安装面均设置有O型垫圈；所述前端盖的后端面和所述后端盖的前端面分别安装有轴承，所述轴承分别套装于所述盘轴的两端；所述编码器安装于所述后端盖的后端面，并处于所述后封盖与所述后端盖形成的盘状空腔内，所述编码器电气线路连接所述后封盖上端设置的插座；所述定子安装于所述机壳内，且电气线路连接所述机壳上端设置的插座；所述盘轴的轮盘沿周向贴有磁钢，且相邻磁钢的磁极呈交叉排列；所述磁钢中部沿转子径向向外侧凸起，整体形成瓦状结构；所述磁钢表面设有均匀单层密布绕线；所述定子为分瓣式结构，单瓣铁芯由多片叠压在一起的冲片构成，所述单瓣铁芯前后两端安装有绝缘骨架；所述冲片呈蝶状，靠所述机壳一侧呈弧形且两侧端分别设有一个凸边和凹边，所述单瓣铁芯两侧端分别形成有凸棱和凹槽，相邻两单瓣铁芯由侧端的凸棱和凹槽相配合构成一个整体，全部单瓣铁芯依次卡接形成一个环形；铁芯绕线部的两侧分别贴附有绝缘纸，所述绝缘纸两端向外延伸并向内弯折叠放，形成柱状空腔，线圈两侧处于所述柱状空腔中。进一步，所述单瓣铁芯靠所述盘轴一侧为弧部，下表面半径(Rz)与所述磁钢的弧面半径(Rw)比值范围为1.87<Rz/Rw<1.92。更进一步，所述铁芯绕线部的中位宽度(Dm)与所述磁钢宽度(Dw)比值范围为1.05<Dm/Dw<1.2。进一步，所述盘轴的轮盘柱面沿周向均匀分布多个凹槽，所述磁钢靠所述盘轴一侧嵌入所述凹槽内。进一步，所述冲片靠所述机壳一侧弧部的中间位置设置有一个凹口，叠片形成的所述单瓣铁芯顶部对应形成一个防转凹槽；所述机壳的内表面对应的设置有1-3个防转凸起，所述防转凸起与所述防转凹槽相配合，形成定子周向定位结构。进一步，所述绝缘骨架与所述单瓣铁芯形成半包围结构；所述绝缘纸与所述铁芯绕线部贴合，在所述绝缘骨架与所述单瓣铁芯叠合处，所述绝缘纸处于所述绝缘骨架与所述单瓣铁芯之间，其上、下方延长段从所述绝缘骨架与所述单瓣铁芯之间延展伸出，并向内侧弯折形成所述柱状空腔。进一步，所述轴承与端盖端面之间还安装有波形垫圈。更进一步，全部单瓣铁芯依次卡接形成一个环形后，采用环氧树脂胶灌封成一体结构。进一步，所述磁钢表面单层密布绕线用料为凯夫拉线。本专利技术具有如下优点：本专利技术通过分瓣式定子结构结合绝缘骨架及绕线部单侧一体式绝缘纸大大减少了结构复杂程度及加工步骤，配合转子外凸的瓦片状磁钢结构，获得了更小的电磁转矩脉动，降低齿槽转矩，增大力矩的同时实现了更快的响应，平稳运行，满足伺服系统的要求。进一步，还可根据模拟结合实验验证获得铁芯及磁钢几何尺寸较优关系，不仅可以增大扭矩，同时还可提升机械能转换效率。附图说明图1为本专利技术伺服电机立体图；图2为本专利技术伺服电机爆炸视图；图3为本专利技术转子立体结构视图；图4为本专利技术磁钢结构图；图5为本专利技术定子立体结构视图；图6为本专利技术定子单瓣立体结构视图；图7为本专利技术单瓣铁芯立体结构视图；图8为本专利技术绝缘骨架立体视图(图a为正等轴测视图，图b为后等轴测视图)；图9为对比例1中本专利技术伺服电机测试结果图；图10为对比例1中对比伺服电机测试结果图；图11为对比例2中测试结果图。图中：1-前端盖；2-盘轴；3-转子；4-定子；5-机壳；6-后端盖；7-编码器；8-后封盖；301-磁钢；401-单瓣铁芯；402-绝缘骨架；403-绝缘纸；4011-防转凹槽；4012-凸棱；4013-凹槽；4014-铁芯绕线部。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“前端”、“后端”等指示的方位或位置关系为基于附图2中箭头所示的方位或位置关系，图中箭头所指方向为由后至前。这类术语仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服电机，包括：前端盖(1)、转子(3)、定子(4)、机壳(5)、后端盖(6)、编码器(7)、后封盖(8)；所述转子(3)还包括盘轴(2)；/n其特征在于，所述前端盖(1)和所述后端盖(6)与所述机壳(5)的安装面均设置有O型垫圈；所述前端盖(1)的后端面和所述后端盖(6)的前端面分别安装有轴承，所述轴承分别套装于所述盘轴(2)的两端；/n所述编码器(7)安装于所述后端盖(6)的后端面，并处于所述后封盖(8)与所述后端盖(6)形成的盘状空腔内，所述编码器(7)电气线路连接所述后封盖(8)上端设置的插座；所述定子(4)安装于所述机壳(5)内，且电气线路连接所述机壳(5)上端设置的插座；/n所述盘轴(2)的轮盘沿周向贴有磁钢(301)，且相邻磁钢的磁极呈交叉排列；所述磁钢(301)中部沿转子径向向外侧凸起，整体形成瓦状结构；所述磁钢(301)表面设有均匀单层密布绕线；/n所述定子(4)为分瓣式结构，单瓣铁芯(401)由多片叠压在一起的冲片构成，所述单瓣铁芯(401)前后两端安装有绝缘骨架(402)；所述冲片呈蝶状，靠所述机壳(5)一侧呈弧形且两侧端分别设有一个凸边和凹边，所述单瓣铁芯(401)两侧端分别形成有凸棱(4012)和凹槽(4013)，相邻两单瓣铁芯由侧端的凸棱(4012)和凹槽(4013)相配合构成一个整体，全部单瓣铁芯(401)依次卡接形成一个环形；铁芯绕线部(4014)的两侧分别贴附有绝缘纸(403)，所述绝缘纸(403)两端向外延伸并向内弯折叠放，形成柱状空腔，线圈两侧处于所述柱状空腔中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种伺服电机，包括：前端盖(1)、转子(3)、定子(4)、机壳(5)、后端盖(6)、编码器(7)、后封盖(8)；所述转子(3)还包括盘轴(2)；
其特征在于，所述前端盖(1)和所述后端盖(6)与所述机壳(5)的安装面均设置有O型垫圈；所述前端盖(1)的后端面和所述后端盖(6)的前端面分别安装有轴承，所述轴承分别套装于所述盘轴(2)的两端；
所述编码器(7)安装于所述后端盖(6)的后端面，并处于所述后封盖(8)与所述后端盖(6)形成的盘状空腔内，所述编码器(7)电气线路连接所述后封盖(8)上端设置的插座；所述定子(4)安装于所述机壳(5)内，且电气线路连接所述机壳(5)上端设置的插座；
所述盘轴(2)的轮盘沿周向贴有磁钢(301)，且相邻磁钢的磁极呈交叉排列；所述磁钢(301)中部沿转子径向向外侧凸起，整体形成瓦状结构；所述磁钢(301)表面设有均匀单层密布绕线；
所述定子(4)为分瓣式结构，单瓣铁芯(401)由多片叠压在一起的冲片构成，所述单瓣铁芯(401)前后两端安装有绝缘骨架(402)；所述冲片呈蝶状，靠所述机壳(5)一侧呈弧形且两侧端分别设有一个凸边和凹边，所述单瓣铁芯(401)两侧端分别形成有凸棱(4012)和凹槽(4013)，相邻两单瓣铁芯由侧端的凸棱(4012)和凹槽(4013)相配合构成一个整体，全部单瓣铁芯(401)依次卡接形成一个环形；铁芯绕线部(4014)的两侧分别贴附有绝缘纸(403)，所述绝缘纸(403)两端向外延伸并向内弯折叠放，形成柱状空腔，线圈两侧处于所述柱状空腔中。


2.根据权利要求1所述的伺服电机，其特征在于，所述单瓣铁芯(401)靠所述盘轴(2)一侧为弧部，下表面半径(Rz)与所述磁钢(301)的弧面半径(Rw)比值范围为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨一渠，王灵康，张金凤，彭勃，岳超，杨冬萍，
申请(专利权)人：新动力电机荆州有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42