同心双驱动轴步进电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种同心双驱动轴步进电机，包括外壳上盖（１）、外壳下盖（２）、两根具有相同圆心的内转动轴（３）、外转动轴（１７）、内外轴的定子铁心体（１６）（３０）、内外转动轴对应的两级减速传动齿轮系统、电机内置一块驱动电路ＰＣＢ板（３１）以及焊接在ＰＣＢ上对电机固有步距角进行微步细分的驱动芯片（３２），所述内转动轴减速齿轮系的减速比为６０∶１，外转动轴减速齿轮系的减速比为８０∶１，经ＩＣ芯片（３２）微步细分后，每路均可实现在电机固有步距角基础上的６倍细分控制，主要应用于各类数字化指针式仪表的同心双指针驱动，特别有利于指针类数字化仪表的小型化和数据的集中显示。？（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种同心双驱动轴步进电机，主要应用于汽车数字仪表和其它指针式数字仪表的同心双指针驱动。
技术介绍
仪表用微型步进电机是实现数字化仪表的关键元器件之一，通过步进电机的驱动 轴带动仪表指针，可实现数据的实时指示。目前仪表用步进电机主要是单转动轴形式，所以 一个步进电机只能驱动一个指针，即每次只能指示一个物理量。但在实际应用中，许多相关 物理量却需要同时指示，例如，时钟和分钟、汽车的水温和油位、车速和转速、温度和湿度，海拔高度和大气压力，以往常常通过两个单轴的步进电机分别带动两个指针来指示，因此 需要两个刻度表盘，但是当仪表台架较小时，采用两个单独的步进电机的方案，将受到仪表 台架几何尺寸的限制，如果一个步进电机可以同时带动两个指针，而且两个指针具有相同 的圆心，则可以在一个刻度表盘内集中显示两路数据信息，并且可以彻底解决表盘几何尺 寸受到限制的瓶颈。
技术实现思路
本技术提供了一种能同时带动两个指针的同心双驱动轴步进电机方案，从而实现在一个仪表刻度盘内能同时集成指示两路信息，且具有控制简单、制造方便、成本较低、尺寸较小、指示精度高特点。 所述电机最显著的技术特征归纳如下 —、电机内置两套独立的指针驱动机构，每个驱动轴可带动一个指针。 二 、两路指针驱动轴采用内、外同心机构，即具有相同的圆心。 三、两套指针驱动轴机构分别由两级独立的传动减速齿轮系统组成。 四、两套指针驱动机构的传动减速比设计成不同，固有步距角不同，以保证内、外两个指针驱动轴异步动作。 五、电机内置一片驱动IC，可在两级传动减速齿轮系统的基础上实现步进电机固 有步距角的进一步细分，从而组成外部免驱动的机电一体化的同心双驱动轴步进电机。 本技术提出的具体的技术方案如下 所述同心双驱动轴步进电机，包括外壳上盖(1)、外壳下盖(2)、内外轴的定子铁 心体(16) (30)、驱动电路PCB板(31)等，其内外转动轴传动齿轮系有与之对应的I级、II 级减速传动齿轮组和两根内外转动轴。 所述的同心双驱动轴微型步进电机，其外壳上盖(1)、外壳下盖(2)采用卡扣装配 结构。 所述的同心双驱动轴微型步进电机，具有内转动轴(3)和外转动轴(17)，两根转 动轴相互独立，内转动轴(3)与内轴II级传动齿轮组从动轮(13)同轴相连，外转动轴(17) 与外轴II级传动齿轮组从动轮(27)同轴相连，保证从动轮转动时可同时带动转动轴，其中内转动轴(3)为不锈钢针，外转动轴(17)为塑料套，外转动轴(17)套于内转动轴(3)上， 内转动轴与外转动轴共轴心。 所述的同心双驱动轴微型步进电机，内置一块驱动电路PCB板(31) ， PCB板(31) 上焊接有16脚贴片封装的IC芯片(32)，驱动芯片IC(32)的一路输出引脚(0UTA1，0UTA2， 0UTA3， 0UTA4)直接与所述电机内轴定子磁场相线圈输出引脚(15)相连，另一路输出引脚 (0UTB1，0UTB2，0UTB3，0UTB4)与外轴定子磁场相线圈的输出引脚(29)相连，与两路输出引 脚相对应的芯片输入引脚CWA、FA、CWB、FB直接引出至电机外部，其电机的引出脚分别定义 为内轴方向控制引脚(4)、内轴转角控制引脚(5)、内轴地VSS(6)、内轴电源VDD(7)，外轴方 向控制引脚(18)、外轴转角控制引脚(19)、外轴地VSS(20)、外轴电源VDD(21)。 所述的内转动轴传动齿轮系，其齿轮系由内轴永磁转子(8) 、 I级传动齿轮组从动 轮(10)、 II级传动齿轮组主动轮(11)、 II级传动齿轮组从动轮(13)组成，内轴永磁转子 (8)为9个齿，与包含54齿内轴I级传动齿轮组的从动轮(10)啮合，内轴II级传动齿轮组 主动轮(11)为8个齿，与包含80齿的内轴II级传动齿轮组的从动轮(13)啮合，内转动轴 减速传动齿轮系的I级传动齿轮组从动轮(10)与II级传动齿轮组主动轮(11)连为一体， 形成内轴的I级传动与II级传动之间的联动。 所述的外转动轴传动齿轮系，其齿轮系由外轴永磁转子(22)、外轴I级传动齿轮 组从动轮(24)与连为一体的外轴II级传动齿轮组主动轮(25)、外轴II级传动齿轮组从 动轮(27)组成，外轴永磁转子(22)为9个齿，与包含54齿的外轴I级传动齿轮组从动轮 (24)啮合；外轴II级传动齿轮组主动轮(25)为6个齿，与包含80齿的外轴II级传动齿 轮组从动轮(27)啮合，外轴I级传动齿轮组的从动轮(24)与外轴II级传动齿轮组的主动 轮(25)连为一体，形成外转动轴减速传动齿轮系的I级传动与其II级传动之间的联动。 其它的实施细节还包括 步进电机驱动芯片(32)在所述步进电机固有步距角的基础上可提供6倍细 分的微步驱动信号，步进电机驱动内轴(3)与外轴(17)减速齿轮系采用了减速比不同 的两级减速齿轮系驱动，其内轴减速齿轮系减速比为60 : l，外轴减速齿轮系减速比为 80 : 1。在内、外转动轴减速传动齿轮系中，其内轴指针转动轴(3)具有的固有步距角 为(360° +9)/60 = (2/3)° ，外轴转动轴(17)具有的固有步距角为(360° +9)/80 = (1/2) ° ，由于其内轴的减速比小于外轴的减速比，因此内轴带动指针转动的速度会略快于 外轴带动指针转动的速度。 通过以上措施，本技术降低了同心双驱动轴步进电机控制的复杂度，特别是 内、外转动轴传动齿轮系采取I和II级减速传动齿轮组，大大降低了齿轮加工的难度，降低 了电机制造成本，有利于所述步进电机在小型数字化仪表上的应用与推广。附图说明图1是本技术外观图； 图2是本技术内部结构爆炸图； 图3是本技术齿轮系统结构示意图； 图4是本技术电机引脚接线图； 图5是本技术内置电机驱动PCB板的结构示意图； 图6是本技术定子铁心体正视图和侧视图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。 本技术包括外壳上盖(1)、外壳下盖(2)、内转动轴(3)、内轴方向控制引脚 (4)、内轴转角控制引脚(5)、内轴地VSS(6)、内轴电源VDD(7)、内轴永磁转子(8)、内轴永磁 转子的转轴(9)、内轴I级传动齿轮组从动轮(10)与连为一体的内轴II级传动齿轮组主动 轮(1D、内轴I级传动齿轮组从动轮的转轴(12)、内轴II级传动齿轮组从动轮(13)、内轴 两相线圈及支架(14)、内轴两相线圈输出引脚(15)、内轴定子铁心体(16);外转动轴(17)、 外轴方向控制引脚(18)、外轴转角控制引脚(19)、外轴地VSS(20)、外轴电源VDD(21)、外轴 永磁转子(22)、外轴永磁转子的转轴(23)、外轴I级传动齿轮组从动轮(24)与连为一体的 外轴II级传动齿轮组主动轮(25)、外轴I级传动齿轮组从动轮的转轴(26)、外轴II级传动 齿轮组从动轮(27)、外轴两相线圈及支架(28)、外轴相线圈输出脚(29)、外轴定子铁心体 (30)，电机驱动电路PCB板(31)、电机驱动芯片IC(32)组成。其中内轴永磁转子(8)与外 轴永磁转子(22)分别是由一个9个齿的塑料齿轮为本体的外壳，内嵌一个环型的永磁体。 本电机所述的外壳上盖(1)、外壳下盖(2)采用卡扣装配结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同心双驱动轴步进电机，包括外壳上盖（１）、外壳下盖（２）、内外轴的定子铁心体（１６）（３０）、驱动电路ＰＣＢ板（３１），其特征在于，内外转动轴传动齿轮系有与之对应的Ⅰ级、Ⅱ级减速传动齿轮组和两根内外转动轴。

【技术特征摘要】
一种同心双驱动轴步进电机，包括外壳上盖(1)、外壳下盖(2)、内外轴的定子铁心体(16)(30)、驱动电路PCB板(31)，其特征在于，内外转动轴传动齿轮系有与之对应的I级、II级减速传动齿轮组和两根内外转动轴。2. 根据权利要求1所述的同心双驱动轴微型步进电机，其特征在于，所述的外壳上盖 (1)、外壳下盖(2)采用卡扣装配结构。3. 根据权利要求1所述的同心双驱动轴微型步进电机，其特征在于，步进电机具有内 转动轴(3)和外转动轴(17)，两根转动轴相互独立，内转动轴(3)与内轴II级传动齿轮组 从动轮(13)同轴相连，外转动轴(17)与外轴II级传动齿轮组从动轮(27)同轴相连，保证 从动轮转动时可同时带动转动轴，其中内转动轴(3)为不锈钢针，外转动轴(17)为塑料套， 外转动轴(17)套于内转动轴(3)上，内转动轴与外转动轴共轴心。4. 根据权利要求1所述的同心双驱动轴微型步进电机，其特征在于，内置一块驱动电 路PCB板(31)， PCB板(31)上焊接有16脚贴片封装的IC芯片(32)，驱动芯片IC(32)的 一路输出引脚(0UTA1， 0UTA2， 0UTA3， 0UTA4)直接与所述电机内轴定子磁场相线圈输出引 脚(15)相连，另一路输出引脚(0UTB1， 0UTB2， 0UTB3， 0UTB4)与外轴定子磁场相线圈的 输出引脚(29)相连，与两路输出引脚相对应的芯片输入引脚CWA、FA、CWB、FB直接引出至 电机外部，其电机的引出脚分...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭希南，金鹏伟，卢力，卢芳云，卢文波，荀庆来，谢稳，程卫权，彭程，
申请(专利权)人：彭希南，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]