專利名稱：振鏡電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)，尤其涉及一種能夠應(yīng)用于激光標(biāo)記、光學(xué)掃描或類似的系統(tǒng)中的動磁式振鏡電機(jī)。
技術(shù)背景振鏡電機(jī)通常會具有不同的結(jié)構(gòu)形式和配置方式。傳統(tǒng)上，振鏡電機(jī)所使用的位置反饋多采用電容或電感式傳感器，由于這些傳感器本身的漂移，振鏡電機(jī)的精度、重復(fù)性和穩(wěn)定性等受到很大的制約。此外，振鏡電機(jī)為兩極結(jié)構(gòu)并由球軸承支撐，相對較低的力矩/慣量比限制了響應(yīng)速度，而且較低的軸向剛度也影響其運(yùn)行精度。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所欲解決的技術(shù)問題是提供一種由光柵編碼器控制的動磁式振鏡電機(jī)，以消除由于傳統(tǒng)振鏡電機(jī)傳感器零位和增益漂移引起的系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，同時提高振鏡電機(jī)的性能，從而大幅改善系統(tǒng)的響應(yīng)速度、位置精度和重復(fù)定位精度。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種振鏡電機(jī)，包括定子、相對定子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子以及對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行反饋的位置反饋裝置，該位置反饋裝置為光柵編碼器。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，光柵編碼器為圓光柵編碼器，包括由轉(zhuǎn)子驅(qū)動的光柵碼盤以及與光柵碼盤配合的光柵讀頭。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，光柵編碼器為線性光柵編碼器，包括貼附在與轉(zhuǎn)子連接的圓柱形基座側(cè)面的線性光柵尺以及與線性光柵尺配合的光柵讀頭。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，光柵讀頭包括光發(fā)射器和光接收器。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，定子包括磁軛、骨架以及設(shè)置在骨架上的多極繞組線圈。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，骨架和多極繞組線圈由環(huán)氧樹脂真空澆注于磁軛內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)子為多極轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸、軸承以及貼附在轉(zhuǎn)軸上的極性交替的多個磁鐵。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)軸包括高導(dǎo)磁性主軸和設(shè)置在主軸兩側(cè)的非磁性軸伸，多個磁鐵貼附在主軸上。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，軸承為設(shè)置在非磁性軸伸上的角接觸球軸承。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)子的一端軸伸上設(shè)有擋銷，位于軸承的外側(cè)。
本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果是本發(fā)明采用光柵編碼器和多極動磁式電機(jī)驅(qū)動負(fù)載作平滑、準(zhǔn)確的高速運(yùn)動，完全消除了由于傳感器引起的漂移，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的定位并顯著提高其性能。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施方案對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1是本發(fā)明振鏡電機(jī)的裝配圖；圖2是本發(fā)明振鏡電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明振鏡電機(jī)的定子的骨架和線圈的組合示意圖；圖4是本發(fā)明振鏡電機(jī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明振鏡電機(jī)轉(zhuǎn)子的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明振鏡電機(jī)的位置反饋裝置一實(shí)施例的剖面示意圖；圖7是本發(fā)明振鏡電機(jī)的位置反饋裝置另一實(shí)施例的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式如圖1-圖6所示，本發(fā)明的振鏡電機(jī)1包括固定不動的定子2和相對定子2旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子3。其中，定子2包括線圈5、骨架6和磁軛7，骨架6由非磁性材料構(gòu)成，其上間隔設(shè)有長槽，線圈5整形后置于骨架6的長槽中，按一定的順序連接成多極繞組，由環(huán)氧樹脂將線圈5、骨架6真空澆注于磁軛7內(nèi)。轉(zhuǎn)子3包括磁鐵8、轉(zhuǎn)軸9和軸承10，極性交替的多個磁鐵8粘貼在磁性轉(zhuǎn)軸9上構(gòu)成多極轉(zhuǎn)子，磁性轉(zhuǎn)軸9包括由磁鐵8所覆蓋的主軸(未圖示)，其為高導(dǎo)磁材料，兩端分別連接非磁性軸伸11、12，軸承10為角接觸球軸承，安裝在非磁性軸伸11和12上，壓縮彈簧1 3安裝在軸伸12上，位于軸承10的內(nèi)側(cè)，以形成恒定預(yù)載，而負(fù)載(振鏡)4則安裝在軸伸12上，軸伸12上于軸承10的外側(cè)設(shè)有擋銷14，以控制電機(jī)的最大轉(zhuǎn)動范圍。軸承10由軸承座19和20將轉(zhuǎn)子3與定子2準(zhǔn)確定位。
定子2通電時與轉(zhuǎn)子3磁場相互作用產(chǎn)生力矩，使轉(zhuǎn)子3驅(qū)動負(fù)載4在定子2內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，當(dāng)定子2通以交變電流時，轉(zhuǎn)子3將在定子2內(nèi)作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
在本實(shí)施例中，光柵編碼器為圓光柵編碼器，其包括設(shè)置在軸伸11上并由轉(zhuǎn)軸9驅(qū)動的光柵碼盤15以及光柵碼盤15配合的光柵讀頭16，其中光柵讀頭16與編碼器碼盤15之間的間隙則由編碼器基座17和軸承座20來調(diào)整，并由端蓋18保護(hù)。光柵條碼在光柵碼盤15上均勻分布。當(dāng)光柵碼盤15旋轉(zhuǎn)時，光柵讀頭16上的發(fā)光器(紅外發(fā)光二極管)把光發(fā)射到光柵碼盤15的光柵面上，然后通過透明的指示光柵將光反射到光接收器中，這樣就在光接收器的檢測面產(chǎn)生了與光柵間距同步的正弦干擾條紋，對該正弦信號處理和細(xì)分就可得到準(zhǔn)確的位置信息，由此獲得電機(jī)旋轉(zhuǎn)的位置反饋信號。當(dāng)定子2通以交變電流時，通過光柵編碼器構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子3或負(fù)載4幅值和頻率都可控的振動或掃描。
如圖7所示，圖7是本發(fā)明振鏡電機(jī)的位置反饋裝置另一實(shí)施例的剖面示意圖。在本實(shí)施例中，光柵編碼器采用線性光柵編碼器，其包括貼附在與軸伸11相連接的圓柱形基座22的外側(cè)表面上的線性光柵尺21以及與線性光柵尺21配合的光柵讀頭23，由光柵讀頭23在徑向讀取線性位置來測量轉(zhuǎn)子3的角位置。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，利用光柵編碼器消除了由于傳統(tǒng)電容或電感式振鏡電機(jī)位置反饋裝置的零位和增益漂移引起的系統(tǒng)性能不穩(wěn)定。此外，通過采用多極無槽電機(jī)結(jié)構(gòu)提高了振鏡電機(jī)的響應(yīng)速度。
上述振鏡電機(jī)采用多極線圈和多個磁鐵構(gòu)成多極定子和多極轉(zhuǎn)子，實(shí)際應(yīng)用中，在滿足技術(shù)要求的條件下，定子、轉(zhuǎn)子也可以為兩極結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種振鏡電機(jī)，包括定子、相對所述定子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子以及對所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行反饋的位置反饋裝置，其特征在于所述位置反饋裝置為光柵編碼器。
2.如權(quán)利要求1所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述光柵編碼器為圓光柵編碼器，包括由所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動的光柵碼盤以及與所述光柵碼盤配合的光柵讀頭。
3.如權(quán)利要求1所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述光柵編碼器為線性光柵編碼器，包括貼附在與所述轉(zhuǎn)子連接的圓柱形基座側(cè)面的線性光柵尺以及與所述線性光柵尺配合的光柵讀頭。
4.如權(quán)利要求2或3所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述光柵讀頭包括光發(fā)射器和光接收器。
5.如權(quán)利要求4所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述定子包括磁軛、骨架以及設(shè)置在所述骨架上的多極繞組線圈。
6如權(quán)利要求5所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述骨架和所述多極繞組線圈由環(huán)氧樹脂真空澆注于所述磁軛內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子為多極轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸、軸承以及貼附在所述轉(zhuǎn)軸上的極性交替的多個磁鐵。
8.如權(quán)利要求7所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸包括高導(dǎo)磁性主軸和設(shè)置在所述主軸兩側(cè)的非磁性軸伸，所述多個磁鐵貼附在所述主軸上。
9.如權(quán)利要求8所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述軸承為設(shè)置在所述非磁性軸伸上的角接觸球軸承。
10.如權(quán)利要求9所述的振鏡電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子的一端軸伸上設(shè)有擋銷，位于所述軸承的外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振鏡電機(jī)，該振鏡電機(jī)包括定子、相對定子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子以及對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行反饋的位置反饋裝置，其中位置反饋裝置為光柵編碼器。通過采用上述結(jié)構(gòu)，利用光柵編碼器消除了由于傳統(tǒng)電容或電感式振鏡電機(jī)位置反饋裝置的零位和增益漂移引起的系統(tǒng)性能不穩(wěn)定。此外，通過采用多極無槽電機(jī)結(jié)構(gòu)提高了振鏡電機(jī)的響應(yīng)速度。
文檔編號H02K33/00GK101083423SQ20061010681
公開日2007年12月5日 申請日期2006年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者高云峰, 廖有用, 王光能, 付曉輝 申請人:深圳市大族精密機(jī)電有限公司