一种易于装配的无轴承伺服电机的制作方法

1.本实用新型涉及易于装配的无轴承伺服电机技术领域，具体是一种易于装配的无轴承伺服电机。


背景技术：

2.伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。常用的通用型伺服电机一般由电机定子、电机转子、光电编码器(或磁编码器)、电机壳体、轴承和电机中轴组成，这种伺服电机结构简单，生产装配流畅。
3.但是随着市场对伺服电机的持续了解和使用后，这种通用型伺服电机的缺点慢慢显现出来：终端客户在切换到通用型伺服电机时，需要根据电机的结构重新订制模具，增加了科研和生产成本；光电编码器精度和分辨率虽高，但易碎，不耐油污，而磁编码器无法支持电机穿轴安装应用，同时精度和分辨率相对较低。因此，需要重新设计一种新的伺服电机来解决上述技术缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种易于装配的无轴承伺服电机，解决了现有技术中存在的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种易于装配的无轴承伺服电机，包括电机外壳，还包括编码器外壳、信号接口、第一固定螺丝、编码器定子印刷电路板、编码器转子印刷电路板、轴套、第二固定螺丝、编码器转子印刷电路板载体、第三固定螺丝、电机转子磁钢、电机转子载体、电机线包载体和第四固定螺丝；
6.所述编码器外壳通过第一固定螺丝固定在电机外壳上，所述编码器外壳和电机外壳形成了一置物空间用于安装电磁感应式编码器；
7.电机线包安装在所述电机线包载体上；
8.所述电机转子磁钢安装在电机转子载体上；
9.所述编码器定子印刷电路板通过第三固定螺丝安装在编码器外壳内侧；
10.所述编码器转子印刷电路板安装在轴套上，所述轴套通过第二固定螺丝安装在编码器转子印刷电路板载体，所述编码器转子印刷电路板载体通过第四固定螺丝安装在电机转子载体上；
11.所述编码器定子印刷电路板上包括至少一组激励线圈，一组接收线圈组件和信号处理电路。
12.优选的，所述信号接口包括编码器电源、编码器地、编码器位置信号线和电机外壳接地信号线。
13.优选的，所述电机外壳通过电机外壳接地信号线与外部地连接。
14.优选的，所述接收线圈组件包含多个接收线圈，多个所述接收线圈分别沿圆周方
向依次绕制有多个类正弦闭合金属导线，且相邻两个类正弦闭合金属导线电流方向相反。
15.优选的，所述激励线圈由一圈或多圈沿圆周方向绕制的金属导线串联而成。
16.优选的，所述激励线圈在编码器定子印刷电路板所在平面上的垂直映射图形将接收线圈组件包裹在内。
17.优选的，所述编码器转子印刷电路板上包括多个周期性重复设置的金属叶片。
18.优选的，所述金属叶片在编码器定子印刷电路板所在平面上的垂直映射图形与接收线圈组件重叠。
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，伺服电机本身不带电机中轴和轴承，制造成本低，同时客户不需要替换现有模具，可直接装配使用；
21.(2)本实用新型，电磁感应式编码器精度和分辨率高，支持穿轴等多种装配方式。
附图说明
22.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
23.图1为本实用新型的外观示意图；
24.图2为本实用新型的横向截面图；
25.图3为本实用新型的无编码器的外观示意图；
26.图4为本实用新型的俯视示意图；
27.图5为本实用新型的电磁感应式编码器定子印刷电路板安装示意图；
28.图6为本实用新型的电磁感应式编码器转子印刷电路板安装示意图。
29.图中：1、编码器外壳；2、信号接口；3、电机外壳；4、第一固定螺丝；5、编码器定子印刷电路板；6、编码器转子印刷电路板；7、轴套；8、第二固定螺丝；9、编码器转子印刷电路板载体；10、第三固定螺丝；11、电机转子磁钢；12、电机转子载体；13、电机线包载体；14、第四固定螺丝；15、电机外壳接地信号线；16、信号处理电路。
具体实施方式
30.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。
31.请参阅图1-6，本实用新型实施例中，一种易于装配的无轴承伺服电机，编码器外壳1(为了方便观察，图中只显示一半)、信号接口2、电机外壳3、第一固定螺丝4、编码器定子印刷电路板5、编码器转子印刷电路板6、轴套7、第二固定螺丝8、编码器转子印刷电路板载体9、第三固定螺丝10、电机转子磁钢11、电机转子载体12、电机线包载体13、第四固定螺丝14、电机外壳接地信号线15。
32.编码器外壳1通过固定螺丝4固定在电机外壳3上，编码器外壳1和电机外壳3形成了一置物空间，用于安装电磁感应式编码器；
33.信号接口2包括编码器电源、编码器地、编码器位置信号线和电机外壳接地信号线
15；
34.电机外壳3通过接地信号线15与外部地连接，用于屏蔽外界干扰；
35.电机线包(为了方便观察，图中未显示)安装在电机线包载体13上；
36.电机转子磁钢11安装在电机转子载体12上；
37.编码器定子印刷电路板5通过第三固定螺丝10安装在编码器外壳1内侧；
38.编码器转子印刷电路板6安装在轴套7上，轴套7通过第二固定螺丝8安装在编码器转子印刷电路板载体9，编码器转子印刷电路板载体9通过固定螺丝14安装在电机转子载体12上；
39.编码器定子印刷电路板5上包括至少一组激励线圈，一组接收线圈组件和信号处理电路16；
40.接收线圈组件包含多个接收线圈，多个接收线圈分别沿圆周方向依次绕制有多个类正弦闭合金属导线，且相邻两个正弦闭合金属导线电流方向相反。
41.激励线圈由一圈或多圈沿圆周方向绕制的金属导线串联而成。
42.激励线圈在编码器定子印刷电路板5所在平面上的垂直映射图形将接收线圈组件包裹在内。
43.编码器转子印刷电路板6上包括多个周期性重复设置的金属叶片；
44.金属叶片在编码器定子印刷电路板5所在平面上的垂直映射图形与接收线圈组件重叠。
45.基于上述易于装配的无轴承伺服电机，其工作方式如下：
46.系统供电后，信号处理电路配合激励线圈产生高频周期性交流电压和电流，流过激励线圈的交变电流将在其周边区域内形成交变电磁场。
47.根据法拉第电磁感应定律可知，通过闭合线圈的磁通量发生变化，会在闭合线圈上产生感应电动势。当激励线圈上产生的交变电磁场穿过闭合接收线圈组件时，由于通过闭合接收线圈组件的磁通量发生交变，在每个扇环形线圈上产生频率相同的交变感应电动势。
48.编码器转子印刷电路板6上的金属叶片用于影响激励线圈和接收线圈之间的耦合关系，当电机转子转动时，带动电机转子载体12、编码器转子印刷电路板载体9、轴套7和编码器转子印刷电路板6一起旋转，激励线圈的交变电磁场使得编码器转子印刷电路板6上的金属叶片产生涡流场，从而削弱激励线圈的交变电磁场强度。不均匀的电磁场强度将接收线圈上的感应电动势发生变化。当编码器转子印刷电路板6相对编码器定子印刷电路板5旋转一圈后，在接收线圈上分别得到多个周期的接收信号；接收信号输入信号处理电路后，经过计算输出高精度高分辨率的编码信号，并传输到电机控制系统，从而精准地控制电机启停、速度控制及功率密度监控等。
49.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。