專利名稱：一種伺服直驅(qū)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)，一種與傳統(tǒng)的伺服直驅(qū)模塊相比較，具有更高的 集成度、更好的傳動(dòng)精度、更小的結(jié)構(gòu)尺寸的伺服直驅(qū)模塊，適用于狹小空間的使用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的伺服直驅(qū)模塊一般結(jié)構(gòu)為獨(dú)立的伺服電機(jī)、獨(dú)立的傳動(dòng)絲杠絲母機(jī)構(gòu)、獨(dú) 立的控制機(jī)構(gòu)及制動(dòng)機(jī)構(gòu)。裝配時(shí)，以聯(lián)軸器或鍵、銷等聯(lián)接裝置將伺服電機(jī)與絲杠絲母機(jī) 構(gòu)相聯(lián)接，并以適當(dāng)方式安裝控制機(jī)構(gòu)和制動(dòng)機(jī)構(gòu)，形成伺服直驅(qū)模塊。傳統(tǒng)的伺服直驅(qū)模 塊主要缺點(diǎn)有三一是傳動(dòng)誤差較大，由于采用不同的聯(lián)接方式來聯(lián)接伺服電機(jī)與絲杠絲 母機(jī)構(gòu)，會(huì)帶來不同的同軸度、端面跳動(dòng)等傳動(dòng)誤差；二是集成度低，結(jié)構(gòu)尺寸較大，不適應(yīng) 較狹窄的空間使用；三是使用零部件較多，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，具有更高的集成度、更好的傳動(dòng)精度、更小 的結(jié)構(gòu)尺寸的伺服直驅(qū)模塊。本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種伺服直驅(qū)模塊，包括編碼器組件、制動(dòng)器組 件、制動(dòng)器固定座、電機(jī)后端蓋、電機(jī)前端蓋、滾珠絲母組件、絲杠電機(jī)軸、端部支撐器、制動(dòng) 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(jī)定子/轉(zhuǎn)子組件。結(jié) 構(gòu)特點(diǎn)為1、伺服直驅(qū)模塊依據(jù)選定型號(hào)的伺服電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子參數(shù)，以及選定型號(hào)的編碼 器、制動(dòng)器、滾珠絲母組件、端部支撐器的參數(shù)，設(shè)計(jì)制造絲杠電機(jī)軸、電機(jī)前端蓋與電機(jī)后 端蓋。其中本發(fā)明的最大特點(diǎn)，是將分別獨(dú)立的電機(jī)軸、傳動(dòng)絲杠、編碼器/制動(dòng)器安裝軸 合三為一，設(shè)計(jì)為一體式的絲杠電機(jī)軸。2、電機(jī)前端蓋與電機(jī)后端蓋將伺服電機(jī)定/與轉(zhuǎn)子組件包覆定位。在電機(jī)后端蓋 上，裝有軸承座；軸承座內(nèi)裝有2個(gè)軸承，軸承定位套從上端頂住軸承內(nèi)環(huán)，軸承鎖緊螺母 從下端頂住軸承內(nèi)環(huán)；軸承座上端裝有軸承壓蓋，壓住軸承外環(huán)。3、制動(dòng)器安裝座安裝在電機(jī)后端蓋上，以保證制動(dòng)器組件安裝后的軸向位置；制 動(dòng)器定位平鍵安裝在絲杠電機(jī)軸和制動(dòng)器組件上，用以確定制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)定位。4、編碼器組件安裝位置在制動(dòng)器組件的下方，以緊定螺釘固定在絲杠電機(jī)軸上。5、滾珠絲母組件安裝在絲杠電機(jī)軸的絲杠一端。6、端部支撐器安裝在絲杠端部支撐部位。7、工作時(shí)，控制機(jī)構(gòu)向伺服電機(jī)定子的線圈提供電流，產(chǎn)生交變磁場，使伺服電機(jī) 轉(zhuǎn)子帶動(dòng)絲杠電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)；滾珠絲母組件將絲杠電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲母上下的直線 運(yùn)動(dòng)向外輸出。同時(shí)，編碼器根據(jù)絲杠電機(jī)軸的運(yùn)轉(zhuǎn)開始計(jì)數(shù)并向控制機(jī)構(gòu)反饋信息，以控 制伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。8、在工作中意外斷電時(shí)，制動(dòng)器組件中的電磁線圈由于磁場突然消失而失去磁吸力，聯(lián)接牙嵌離合器的銜鐵在彈簧力的作用下被拉進(jìn)牙嵌槽內(nèi)而被強(qiáng)制停止轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)緊湊的伺服直驅(qū)模塊相比傳統(tǒng)直驅(qū)模塊，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、在本發(fā)明的伺服直驅(qū)模塊中，因電機(jī)軸與傳動(dòng)絲杠、編碼器/制動(dòng)器安裝軸采 用一體式結(jié)構(gòu)，沒有使用鍵、銷、聯(lián)軸器等聯(lián)接裝置所產(chǎn)生的同軸度誤差和徑向跳動(dòng)誤差， 因此傳動(dòng)精度高。2、由于采用一體式絲杠電機(jī)軸，所有的功能部件(制動(dòng)器組件、編碼器組件、滾珠 絲母組件、端面支撐器等)都直接安裝在絲杠電機(jī)軸上，可以取消分體式結(jié)構(gòu)必須使用的 聯(lián)接機(jī)構(gòu)(如鍵、銷、聯(lián)軸器、傳動(dòng)皮帶、傳動(dòng)齒輪等)，使整個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)尺寸較小，適用于 使用空間狹窄的工作場合。3、由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，組成機(jī)構(gòu)的零部件較少，從而有效的減少制造費(fèi)用，降低生產(chǎn)成 本。


圖1為本發(fā)明的伺服直驅(qū)模塊的主視圖；圖2為本發(fā)明的伺服直驅(qū)模塊的剖視圖。在附圖中，具體數(shù)字表示1-編碼器組件、2-制動(dòng)器組件、3-制動(dòng)器固定座、4-電 機(jī)后端蓋、5-電機(jī)前端蓋、6-滾珠絲母組件、7-絲杠電機(jī)軸、8-端部支撐器、9-制動(dòng)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(jī)定 子/轉(zhuǎn)子組件。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明參照圖1所示，一種結(jié)構(gòu)緊湊的伺服直驅(qū)模塊包括編碼器組件1、制動(dòng)器組件2、 制動(dòng)器固定座3、電機(jī)后端蓋4、電機(jī)前端蓋5、滾珠絲母組件6、絲杠電機(jī)軸7、端部支撐器 8、制動(dòng)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(jī)定子/轉(zhuǎn)子組件15。伺服直驅(qū)模塊依據(jù)選定型號(hào)的伺服電機(jī)定子/伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子15 參數(shù)，以及選定型號(hào)的編碼器組件1、制動(dòng)器組件2、滾珠絲母組件6、端部支撐器8的參數(shù)， 設(shè)計(jì)制造絲杠電機(jī)軸7、電機(jī)前端蓋5與電機(jī)后端蓋4。其中本發(fā)明的最大特點(diǎn)，是將分別 獨(dú)立的電機(jī)軸、傳動(dòng)絲杠、編碼器/制動(dòng)器安裝軸合三為一，設(shè)計(jì)為一體式的絲杠電機(jī)軸7。電機(jī)前端蓋5與電機(jī)后端蓋4將伺服電機(jī)定子/電機(jī)轉(zhuǎn)子組件15包覆定位。在 電機(jī)后端蓋4上，裝有軸承座11 ；軸承座11內(nèi)裝有2個(gè)軸承12，軸承定位套14從上端頂住 軸承12內(nèi)環(huán)，軸承鎖緊螺母10從下端頂住軸承12內(nèi)環(huán)；軸承座11上端裝有軸承壓蓋13， 壓住軸承12外環(huán)。制動(dòng)器安裝座3安裝在電機(jī)后端蓋4上，以保證制動(dòng)器組件2安裝后的軸向位置； 制動(dòng)器定位平鍵9安裝在絲杠電機(jī)軸7和制動(dòng)器組件2上，用以確定制動(dòng)器組件2的旋轉(zhuǎn) 定位。編碼器組件1安裝位置在制動(dòng)器組件2的下方，以緊定螺釘固定在絲杠電機(jī)軸7 上；滾珠絲母組件6從絲杠電機(jī)軸7的絲杠端旋入，安裝在絲杠電機(jī)軸7的絲杠一端；端部 支撐器8安裝在絲杠電機(jī)軸7端部支撐部位。
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工作時(shí)，伺服電機(jī)定子/電機(jī)轉(zhuǎn)子組件15帶動(dòng)絲杠電機(jī)軸7旋轉(zhuǎn)；滾珠絲母組件 6將絲杠電機(jī)軸7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲母上下的直線運(yùn)動(dòng)向外輸出。同時(shí)，編碼器組件1根 據(jù)絲杠電機(jī)軸7的運(yùn)轉(zhuǎn)開始計(jì)數(shù)并向控制機(jī)構(gòu)反饋信息，以控制伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。意外斷 電時(shí)，制動(dòng)器組件2中的電磁線圈由于磁場突然消失而失去磁吸力，聯(lián)接牙嵌離合器的銜 鐵在彈簧力的作用下被拉進(jìn)牙嵌槽內(nèi)而被強(qiáng)制停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
一種伺服直驅(qū)模塊，包括編碼器組件(1)、制動(dòng)器組件(2)、制動(dòng)器固定座(3)、電機(jī)后端蓋(4)、電機(jī)前端蓋(5)、滾珠絲母組件(6)、絲杠電機(jī)軸(7)、端部支撐器(8)、制動(dòng)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(jī)定子/轉(zhuǎn)子組件(15)；其特征在于所述絲杠電機(jī)軸同時(shí)用作電機(jī)軸、傳動(dòng)絲杠、編碼器/制動(dòng)器安裝軸，所述電機(jī)前端蓋(5)與電機(jī)后端蓋(4)將伺服電機(jī)定子/電機(jī)轉(zhuǎn)子組件(15)包覆定位；在電機(jī)后端蓋(4)上裝有軸承座(11)；軸承座(11)內(nèi)裝有2個(gè)軸承(12)，軸承定位套(14)從上端頂住軸承(12)內(nèi)環(huán)，軸承鎖緊螺母(10)從下端頂住軸承(12)內(nèi)環(huán)；軸承座(11)上端裝有軸承壓蓋(13)，壓住軸承(12)外環(huán)；所述制動(dòng)器安裝座(3)安裝在電機(jī)后端蓋(4)上；制動(dòng)器定位平鍵(9)安裝在絲杠電機(jī)軸(7)和制動(dòng)器組件(2)上，用以確定制動(dòng)器組件(2)的旋轉(zhuǎn)定位；所述編碼器組件(1)安裝在制動(dòng)器組件(2)的下方，以緊定螺釘固定在絲杠電機(jī)軸(7)上；滾珠絲母組件(6)從絲杠電機(jī)軸(7)的絲杠端旋入，安裝在絲杠電機(jī)軸(7)的絲杠一端；端部支撐器(8)安裝在絲杠電機(jī)軸(7)端部支撐部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服直驅(qū)模塊，其特征在于電機(jī)軸在電機(jī)后端延伸成為用 以裝配制動(dòng)器、編碼器的輔助軸。
全文摘要
一種伺服直驅(qū)模塊，包括編碼器組件(1)、制動(dòng)器組件(2)、制動(dòng)器固定座(3)、電機(jī)后端蓋(4)、電機(jī)前端蓋(5)、滾珠絲母組件(6)、絲杠電機(jī)軸(7)、端部支撐器(8)、制動(dòng)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(jī)定子/轉(zhuǎn)子組件(15)。本發(fā)明將分別獨(dú)立的電機(jī)軸、傳動(dòng)絲杠、編碼器/制動(dòng)器安裝軸合三為一，設(shè)計(jì)為一體式的絲杠電機(jī)軸(7)，具有更高的集成度、更好的傳動(dòng)精度、更小的結(jié)構(gòu)尺寸的伺服直驅(qū)模塊。
文檔編號(hào)H02K7/06GK101888137SQ201010225879
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者劉延杰, 吳明月, 孫立寧, 榮偉彬 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)