步进电机的传动机构、步进电机和驱动机构的制作方法

1.本实用新型涉及电机领域，特别涉及步进电机的传动机构、步进电机及驱动机构。


背景技术：

2.电机为作为电器和各种机械的动力源，广泛应用在各种场合。电机可以按照工作电源的种类、结构和工作原理、起动和运行方式、转子机构、用途等，分为各个种类的电机。
3.其中，步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。由于步进电机的价格较低、精确控制等优点，是最常用的电机之一。
4.与伺服电机相比，步进电机的输出力矩比较小。当在一定的应用条件，需要调大步进电机力矩并使其不打滑，输出齿轮会出现断齿或输出轴出现脱轴等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种步进电机的传动机构，所述步进电机的传动机构对输出轴和输出齿轮进行优化，在传动过程中结合更为牢靠，不会发生断齿或脱轴的现象，步进电机变得稳定耐用。
6.本实用新型还提出一种具有上述步进电机的传动机构的步进电机及具有所述步进电机的驱动机构。
7.根据本实用新型第一方面实施例的步进电机的传动机构，包括：输入轴；输出轴，所述输出轴设置有多个凹槽，多个所述凹槽均匀分布于所述输出轴的周面；输出齿轮，安装于所述输出轴，所述输出齿轮设置有多个凸块，所述凸块与所述凹槽相配合；若干传动齿轮组，用于传递动力，若干所述传动齿轮组连接于所述输入轴和所述输出齿轮。
8.根据本实用新型第一方面实施例的步进电机的传动机构，至少具有如下有益效果：通过凹槽与凸块相配合，输出轴和输出齿轮在传动过程中结合更为牢靠，不会发生脱轴或断齿的现象，使步进电机变得更加稳定耐用。
9.根据本实用新型第一方面所述的步进电机的传动机构，所述凸块为弧形凸块，所述凹槽为弧形凹槽。弧形凸块和弧形凹槽的设置，使得输出轴与输出齿轮之间的插拔更为简便。
10.根据本实用新型第一方面所述的步进电机的传动机构，所述凸块为五个，五个所述凸块沿所述输出齿轮的周向均匀分布，使得输出轴和输出齿轮之间的咬合更为稳固。
11.根据本实用新型第一方面所述的步进电机的传动机构，所述传动齿轮组有三组，三组所述传动齿轮组沿所述输入轴的周向布置，三组所述传动齿轮组分别为依次啮合配合的第一传动齿轮组、第二传动齿轮组和第三传动齿轮组，所述第一传动齿轮组连接于所述输入轴，所述输出齿轮连接于所述第三传动齿轮组。第一传动齿轮组、第二传动齿轮组和第三传动齿轮组沿所述输入轴的周向布置，使得结构更为紧凑，有效减少步进电机的整机尺
寸。
12.根据本实用新型第一方面所述的步进电机的传动机构，所述输入轴的一端设置有齿槽，所述第一传动齿轮组包括第一传动轴、第一从动齿轮和第一主动齿轮，所述第二传动齿轮组包括第二传动轴、第二从动齿轮和第二主动齿轮，所述第三传动齿轮组包括第三传动轴、第三从动齿轮和第三主动齿轮，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮固定安装于所述第一传动轴，所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮固定安装于所述第二传动轴，所述第三主动齿轮和所述第三从动齿轮固定安装于所述第三传动轴，所述第一从动齿轮通过所述齿槽与所述输入轴啮合，所述第二从动齿轮与所述第一主动齿轮啮合，所述第三从动齿轮与所述第二主动齿轮啮合，所述输出齿轮与所述第三主动齿轮啮合。齿槽与输入轴设为一体，方便直接使用，无需另外将齿轮安装于输入轴。
13.根据本实用新型第一方面所述的步进电机的传动机构，所述第一从动齿轮的外径大于所述输入轴的外径，所述第二从动齿轮的外径大于所述第一主动齿轮的外径，所述第三从动齿轮的外径大于所述第二主动齿轮的外径，所述输出齿轮的外径大于所述第三主动齿轮的外径，起到降低输入转速并增大输出力矩的作用。
14.根据本实用新型第一方面所述的步进电机的传动机构，所述齿槽的厚度大于所述第一从动齿轮的厚度，所述第一主动齿轮的厚度大于所述第二从动齿轮的厚度，所述第二主动齿轮的厚度大于所述第三从动齿轮的厚度，所述第三主动齿轮的厚度大于所述输出齿轮的厚度，齿轮间能更好地进行啮合传动。
15.根据本实用新型第二方面实施例的步进电机，包括本实用新型第一方面实施例的步进电机的传动机构。
16.根据本实用新型第二方面实施例的步进电机，至少具有如下有益效果：输出轴和输出齿轮在传动过程中结合更为牢靠，步进电机在使用过程中不会发生脱轴或断齿的现象，运行更加平稳。
17.根据本实用新型第三方面实施例的驱动机构，包括本实用新型第二方面实施例的步进电机；连接件，所述连接件连接于所述输出轴，以传递所述步进电机的动力。
18.根据本实用新型第三方面实施例的驱动机构，至少具有如下有益效果：输出轴和输出齿轮在传动过程中结合更为牢靠，在连接件连接步进电机使用的过程中，不会发生脱轴或断齿的现象，运行更加平稳。
19.根据本实用新型第三方面所述的驱动机构，所述连接件为联轴器、转杆和齿轮中的一种。步进电机的应用广泛，联轴器方便步进电机采用直连的方式进行驱动，而且，由于步进电机经过传动齿轮组减速后，力矩会相应增大，步进电机也适合直接应用转杆或齿轮的驱动机构。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为本实用新型第一实施例的步进电机的传动机构的结构示意图；
23.图2为本实用新型第一实施例的步进电机的传动机构的输出轴和输出齿轮的示意图；
24.图3为本实用新型第二实施例的步进电机示意图；
25.图4为本实用新型第三实施例的驱动机构的第一种结构示意图；
26.图5为本实用新型第三实施例的驱动机构的第二种结构示意图；
27.图6为本实用新型第三实施例的驱动机构的第三种结构示意图。
28.附图标号说明：
29.输出轴100、凹槽110、输出齿轮200、凸块210；
30.输入轴300、齿槽310；
31.第一传动齿轮组410、第一传动轴411、第一从动齿轮412；
32.第二传动齿轮组420、第二传动轴421、第二从动齿轮422、第二主动齿轮423；
33.第三传动齿轮组430、第三传动轴431、第三从动齿轮432、第三主动齿轮433；
34.联轴器500、第一动力轴510、转杆600、连杆610、第二动力轴611、第一转动齿轮700、第二转动齿轮710、第三动力轴711。
具体实施方式
35.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
38.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
39.实施例1:
40.如图1和图2所示，根据本实用新型第一实施例的步进电机的传动机构，包括输入轴300、输出轴100、输出齿轮200和若干传动齿轮组。其中，输出轴100设置有多个凹槽110，多个凹槽110均匀分布于输出轴100的周面；输出齿轮200安装于输出轴100，输出齿轮200设置有多个凸块210，凸块210与凹槽110相配合；若干传动齿轮组用于传递动力，若干传动齿轮组连接于输入轴300和输出齿轮200。
41.参照图2，在本实用新型的实施例中，输出齿轮200设置的凸块210为弧形凸块210，与之相配合的，输出轴100设置的凹槽110为弧形凹槽110。进一步的，凸块210设为五个，五
个凸块210沿输出齿轮200的周向均匀分布，与之对应的，凹槽110也为五个，且沿输出轴100的周向均匀分布。
42.参照图1，在本实用新型的实施例中，传动齿轮组有三组，三组传动齿轮组沿输入轴300的周向布置，结构更为紧凑，有效减少步进电机的整机尺寸。具体的，三个传动齿轮组分别为依次啮合配合的第一传动齿轮组410、第二传动齿轮组420和第三传动齿轮组430，第一传动齿轮组410连接于输入轴300，输出齿轮200连接于第三传动齿轮组430。
43.其中，输入轴300的一端设置有齿槽310，齿槽310与输入轴300设为一体，方便直接使用。第一传动齿轮组410包括第一传动轴411、第一从动齿轮412和第一主动齿轮(图中未示出)，第二传动齿轮组420包括第二传动轴421、第二从动齿轮422和第二主动齿轮423，第三传动齿轮组430包括第三传动轴431、第三从动齿轮432和第三主动齿轮433。具体的，第一主动齿轮和第一从动齿轮412固定安装于第一传动轴411，第二主动齿轮423和第二从动齿轮422固定安装于第二传动轴421，第三主动齿轮433和第三从动齿轮432固定安装于第三传动轴431。第一从动齿轮412通过齿槽310与输入轴300啮合，第二从动齿轮422与第一主动齿轮啮合，第三从动齿轮432与第二主动齿轮423啮合，输出齿轮200与第三主动齿轮433啮合，最终，将步进电机的动力从输入轴300传递至输出齿轮200。
44.参照图1，一些实施例中，第一从动齿轮412的外径大于输入轴300的外径，第二从动齿轮422的外径大于第一主动齿轮的外径，第三从动齿轮432的外径大于第二主动齿轮423的外径，输出齿轮200的外径大于第三主动齿轮433的外径，形成一个减速的传动机构，最终增大输出轴100的输出力矩。一些实施例中，齿槽310的厚度大于第一从动齿轮412的厚度，第一主动齿轮的厚度大于第二从动齿轮422的厚度，第二主动齿轮423的厚度大于第三从动齿轮432的厚度，第三主动齿轮433的厚度大于输出齿轮200的厚度，使得齿轮间能更好地进行啮合传动。
45.实施例2：
46.如图3所示，根据本实用新型第二实施例的步进电机，包括本实用新型第一实施例的步进电机的传动机构。
47.根据本实用新型实施例的步进电机，通过采用上述的步进电机的传动机构，输出轴100和输出齿轮200在传动过程中结合更为牢靠，不会发生脱轴或断齿的现象。同时，步进电机的输出力矩会增大，且运行更加平稳。
48.一些实施例中，输出轴100的输出端设置有扁槽或螺纹孔或键槽(图中未示出)，方便输出轴100与其他零件的装配使用。
49.根据本实用新型实施例的步进电机的其它构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
50.实施例3:
51.如图4至图6所示，根据本实用新型第三实施例的驱动机构，包括本实用新型第二实施例的步进电机；连接件，连接件连接于输出轴100，以传递步进电机的动力。
52.根据本实用新型实施例的驱动机构，通过采用上述的步进电机，输出轴100和输出齿轮200在传动过程中结合更为牢靠，在连接件连接步进电机使用的过程中，不会发生脱轴或断齿的现象，运行更加平稳。
53.一些实施例中，参照图4，输出轴100和第一动力轴510通过联轴器500直接连接，输
出轴100和第一动力轴510的轴线重合。在步进电机的驱动下，第一动力轴510随输出轴100同步转动。
54.一些实施例中，参照图5，输出轴100与转杆600固定连接，转杆600与第二动力轴611之间设置有连杆610，连杆610的一端转动连接于转杆600，相对的另一端转动连接于第二动力轴611，构成一个连杆机构。在步进电机的驱动下，第二动力轴611进行摆动。
55.一些实施例中，参照图6，输出轴100与第一转动齿轮700固定连接，第三动力轴711与第二转动齿轮710固定连接，第一转动齿轮700与第二转动齿轮啮合传动，构成齿轮传动机构。在步进电机的驱动下，第三动力轴711进行转动。
56.可以理解的是，由于步进电机经过传动齿轮组减速后，力矩会相应增大，更好地应用在各种场合上。例如，通过联轴器500直接连接并驱动；通过连杆机构连接并驱动；通过齿轮啮合连接并驱动；均能取得较好的驱动效果。
57.根据本实用新型实施例的驱动机构的其它构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
58.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。