一种双编码器微型高精度直流减速电机的制作方法

1.本实用新型涉及工业机器技术领域，具体为一种双编码器微型高精度直流减速电机。


背景技术：

2.直流减速电机，即齿轮减速电机，是在普通直流电机的基础上，加上配套齿轮减速箱，齿轮减速箱的作用是，提供较低的转速，较大的力矩，同时，齿轮箱不同的减速比可以提供不同的转速和力矩，这大大提高了直流电机在自动化行业中的使用率，减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体，这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机，通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货，减速电机广泛应用于机械行业、医疗行业、教育科研等，使用减速电机的优点是简化设计、节省空间；
3.目前市场上存在的大部分工业伺服电机使用光电编码器精度高，可实现多圈位置控制，但是工业伺服电机同功率同扭矩体积大，(伺服电机+精密减速机)成本高，控制复杂，需要运动控制器和plc来实现控制，对操作技术人员要求高；一些同类型产品直流减速电机只有一个单圈绝对值编码器，断电后无法读取减速机输岀端精确位置功能；一些同类型产品直流电机集成单圈绝对值编码器+霍尔+纽扣电池结构，虽然可以实现上述功能，但是电池损坏和电量耗尽等原因，容易丢失数据等，因此，针对上述问题提出一种双编码器微型高精度直流减速电机。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种双编码器微型高精度直流减速电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种双编码器微型高精度直流减速电机，包括：
7.定子结构，所述定子结构是由底板、定子铁芯、和绕组组成的，所述底板上安装有同轴心设置的定子铁芯，所述绕组按序分别缠绕在定子铁芯上；
8.转子结构，所述转子结构安装在定子结构的一侧，所述转子结构是由转子组件、太阳齿轮、第一编码器齿轮和第一编码器磁铁组成的，所述转子组件的内侧安装有太阳齿轮，所述太阳齿轮的另一侧设有第一编码器齿轮，所述第一编码器齿轮的另一侧安装有第一编码器磁铁；
9.减速机结构，所述减速机结构安装在定子结构和转子结构之间，减速机机构由外齿圈、行星齿轮、行星保持架和向心轴承组成，所述齿圈内部装有3个行星齿轮，行星齿轮由保持架固定，向心轴承安装在保持架上；
10.外罩结构，所述外罩结构安装在转子结构的外侧，所述外罩结构是由壳体、上保护壳、第二编码器磁铁和第二编码器齿轮构成，所述壳体的上侧安装有上保护壳，所述壳体内侧安装有同速比的第二编码器齿轮，所述第二编码器磁铁安装在第二编码器齿轮上与减速
机同步转动；
11.驱动器结构，所述驱动器结构安装在外罩结构的上保护壳的内侧，所述驱动器结构是由安装板、第一磁性编码器、连接器、拨码开关、第二磁性编码器和指示灯，所述安装板的下侧安装有第一磁性编码器和第二磁性编码器，所述连接器安装在安装板最下端，所述安装板的另一侧安装有拨码开关，所述拨码开关的一侧安装有指示灯，且指示灯安装在安装板上；
12.驱动盖板结构，所述驱动盖板结构安装在驱动器结构的上侧，所述驱动盖板结构包括顶板和侧板，所述顶板的一侧安装有侧板，且侧板设置在连接器和指示灯的外侧。
13.优选的，所述底板上均匀的安装有高强度螺钉，所述壳体的上均匀的开设有螺钉孔，且螺钉孔与高强度螺钉呈一一对应设置。
14.优选的，所述转子组件为外转子永磁体多级结构。
15.优选的，所述上保护壳内侧安装有安装柱，所述安装板上开设有固定孔，且每个固定孔分别和安装柱同轴心设置。
16.优选的，所述保护壳的内侧两端安装有驱动盖板结构固定座，所述顶板的两侧开设有顶板固定孔，且顶板固定孔和驱动盖板结构固定座为对其设置。
17.优选的，所述第一磁性编码器与转子结构配合，所述第二磁性编码器与减速机结构配合。
18.优选的，所述顶板的上侧开设有开关孔，且开关孔位于拨码开关的外侧。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
20.1、本实用新型中，电机端和减速机端都配有编码器，双编码器协作控制，可以精确读取输岀端的准确位置；在失电且不需要辅助设备下，能精准读取减速机端当前所处位置值；在空间狭小受限情况下，确保大扭矩高功率精确输出；在长时间不运行工况下，确保电机位置精确识别不丢失。
21.2、本实用新型中，在保证了电机体积较小的情况下，保证了电机的功率和扭矩，而且生产成本较低，便于进行控制使用，降低了使用成本。
附图说明
22.图1为本实用新型爆炸图；
23.图2为本实用新型定子结构整体结构示意图；
24.图3为本实用新型减速机结构整体结构示意图；
25.图4为本实用新型转子结构整体结构示意图；
26.图5为本实用新型图4的剖视图；
27.图6为本实用新型驱动盖板结构整体结构示意图；
28.图7为本实用新型外罩结构整体结构示意图；
29.图8为本实用新型图7的剖视图；
30.图9为本实用新型驱动器结构整体结构示意图；
31.图10为本实用新型图9的正视图。
32.图中：1、定子结构；11、底板；12、定子铁芯；13、高强度螺钉；14、绕组；2、减速机结构；21、外齿圈；22、行星齿轮；23、保持架；24、向心轴承；3、转子结构；31、转子组件；32、太阳
齿轮；33、第一编码器齿轮；34、第一编码器磁铁；4、驱动盖板结构；41、顶板；42、开关孔；43、顶板固定孔；44、侧板；5、外罩结构；51、壳体；52、上保护壳；53、螺钉孔；54、安装柱；55、第二编码器磁铁；56、驱动盖板结构固定座；57-第二编码器齿轮；6、驱动器结构；61、安装板；62、第一磁性编码器；63、固定孔；64、连接器；65、拨码开关；66、指示灯；67、第二磁性编码器。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
34.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
35.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
37.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
38.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
39.请参阅图1-10，本实用新型提供一种技术方案：
40.一种双编码器微型高精度直流减速电机，包括：定子结构1、底板11、定子铁芯12、高强度螺钉13、绕组14、减速机结构2、外齿圈21、行星齿轮22、保持架23、向心轴承24、转子结构3、转子组件31、太阳齿轮32、第一编码器齿轮33、第一编码器磁铁34、驱动盖板结构4、顶板41、开关孔42、顶板固定孔43、侧板44、外罩结构5、壳体51、上保护壳52、螺钉孔53、安装柱54、第二编码器磁铁55、驱动盖板结构固定座56、第二编码器齿轮57、驱动器结构6、安装板61、第一磁性编码器62、固定孔63、连接器64、拨码开关65、指示灯66和第二磁性编码器67；
41.定子结构1是由底板11、定子铁芯12、和绕组14组成的，底板11上安装有同轴心设置的定子铁芯12，绕组14按序分别缠绕在定子铁芯12上，底板11上均匀的安装有高强度螺钉13，壳体51的上均匀的开设有螺钉孔53，且螺钉孔53与高强度螺钉13呈一一对应设置；转子结构3安装在定子结构1的一侧，转子结构3是由转子组件31、太阳齿轮32、第一编码器齿轮33和第一编码器磁铁34组成的，转子组件31为外转子永磁体多级结构，转子组件31的内侧安装有太阳齿轮32，太阳齿轮32的另一侧设有第一编码器齿轮33，第一编码器齿轮33的另一侧安装有第一编码器磁铁34；减速机结构2安装在定子结构1和转子结构3之间，减速机机构2由外齿圈21、行星齿轮22、行星保持架23和向心轴承24组成，齿圈21内部装有3个行星齿轮22，行星齿轮22由保持架23固定，向心轴承24安装在保持架23上；外罩结构5安装在转子结构3的外侧，外罩结构5是由壳体51、上保护壳52、第二编码器磁铁55和第二编码器齿轮57构成，壳体51的上侧安装有上保护壳52，上保护壳52内侧安装有安装柱54，安装板61上开设有固定孔63，且每个固定孔63分别和安装柱54同轴心设置，保护壳52的内侧两端安装有驱动盖板结构固定座56，顶板41的两侧开设有顶板固定孔43，且顶板固定孔43和驱动盖板结构固定座56为对其设置，壳体51内侧安装有同速比的第二编码器齿轮57，所述第二编码器磁铁55安装在第二编码器齿轮57上与减速机2同步转动；驱动器结构6安装在外罩结构5的上保护壳52的内侧，驱动器结构6是由安装板61、第一磁性编码器62、连接器64、拨码开关65、第二磁性编码器67和指示灯66，第一磁性编码器62与转子结构3配合，第二磁性编码器67与减速机结构2配合，安装板61的下侧
42.安装有第一磁性编码器62和第二磁性编码器67，连接器64安装在安装板61最下端，安装板61的另一侧安装有拨码开关65，拨码开关65的一侧安装有指示灯66，且指示灯66安装在安装板61上；驱动盖板结构4安装在驱动器结构6的上侧，驱动盖板结构4包括顶板41和侧板44，顶板41的一侧安装有侧板44，且侧板44设置在连接器64和指示灯66的外侧，顶板41的上侧开设有开关孔42，且开关孔42位于拨码开关65的外侧。
43.本实用新型中，电机主要结构由定子结构1和转子结构3构成，电机集成有驱动器结构6，驱动器结构6上布置有第一磁性编码器62和第二磁性编码器67，内置有精密减速机结构2。
44.接通电源，驱动器结构6得电发送控制指令控制定子结构1线圈提供的磁场大小和方向，推动转子结构3开始旋转，转子结构3下部安装太阳齿轮32，带动减速机结构2旋转，转子结构3安装第一编码器齿轮33，带动外侧的第二编码器齿轮57旋转，减速机结构2齿轮速比等于第二编码器齿轮57速比，输岀转速相同，同时位于电机转子结构3上的第一编码器磁铁34和第外罩结构5上的二编码器磁铁55以各自数值旋转，分别为驱动器结构6的两个磁性
编码器分别提供电机端和减速机端的双位置的准确反馈，确保电机有准确的控制，同时电机经过减速器结构2使得输出扭矩成倍增大。
45.例：本电机安装于机械臂上，操作人员想要机械臂某一轴运动到90
°
位置来工作，电机減速比l：6的，需要怎么控制电机，在停止工作后，电机需要断电，避免其他操作。
46.方案：实现机械臂90
°
工作，操作技术人员需要给电机发送一个位置角度值命令，让电机端旋转到角度540
°
(90*6)，减速机端通过速比后到达90
°
位置，断电重启后电机端只能识别到的位置是180
°
(540-360)，需要配合减速机端编码器读取的90
°
位置，推算出电机实际所处的位置为540
°
47.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
48.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。