專利名稱：有限轉(zhuǎn)角力矩電機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電機技術領域，涉及一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機。 背錄技術常見的有限轉(zhuǎn)角力矩電機是由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等部件構成。永磁圓柱 式有限轉(zhuǎn)角力矩電機現(xiàn)有技術特征描述如下定子部件是由疊片構成的鐵芯和線圈組成，線圈繞制在與鐵芯的內(nèi)周緣 一體的極爪上。這種制造方法不易確保線圈繞制質(zhì)量，而且工藝復雜；轉(zhuǎn)子部件是由軸、鐵芯和永磁體組成，永磁體呈瓦片形，固定在鐵芯的 外表面上。磁瓦與鐵芯的固定有多種方法粘接、套非磁性圓筒、包無繹 玻璃絲帶等。直接粘接工藝簡單，但時間長了，磁瓦易脫落；磁瓦外表面 增加固定物會加大轉(zhuǎn)子與定子的氣隙，影響磁性能；這些方法或影響固定 質(zhì)量或影響磁性能。有限轉(zhuǎn)角力矩電機都有限定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動范圍的功能， 一般采用剛性或彈性 限位，剛性限位沖擊大、噪音大、對有限轉(zhuǎn)角力矩電機的損傷也大，用橡 膠塊彈性限位有限定范圍不準和老化的缺點；有限轉(zhuǎn)角力矩電機一般結(jié)構簡單，磁極數(shù)較少，線圈繞組少，電磁滯后 嚴重于轉(zhuǎn)子慣性滯后，增加了控制有限轉(zhuǎn)角力矩電機的難度，影響控制精 度；有限轉(zhuǎn)角力矩電機一般內(nèi)置轉(zhuǎn)角位置傳感器，轉(zhuǎn)子的軸向竄動會影響傳 感器的測量精度和使用壽命；有限轉(zhuǎn)角力矩電機一般都采用自然冷卻，散熱問題直接影響體積小、功 率大的有限轉(zhuǎn)角力矩電機的可靠性；在同種結(jié)構形式的不同力矩輸出的有限轉(zhuǎn)角力矩電機之間，往往大多數(shù) 零部件不能互換使用，增加了系列化生產(chǎn)的成本。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，以解決現(xiàn)有技術存 在的工藝復雜、磁瓦易脫落、轉(zhuǎn)子與定子之間磁性能不佳、剛性限位沖擊 大、噪音大和控制精度差等技術問題。本實用新型實現(xiàn)上述目的的技術方案是，該有限轉(zhuǎn)角力矩電機主要包 括定子總成、轉(zhuǎn)子總成、前端蓋、后端蓋、位置傳感器、慣性輪總成、限 位片、護罩、插座、轉(zhuǎn)臂；轉(zhuǎn)子總成串在定子總成中，固定有磁瓦的鐵芯 在定子總成的軸孔中，轉(zhuǎn)子總成通過套在軸的兩端上的兩個軸承與前端蓋 和后端蓋徑向定位，前端蓋和后端蓋通過端蓋上的止口與定子總成徑向定 位，穿過定子總成、前端蓋和后端蓋上的裝配孔的六根螺栓將其三者軸向4 定位，連成一體，連同轉(zhuǎn)子總成構成有限轉(zhuǎn)角力矩電機的主體；主體內(nèi)部 的限位片穿過軸上的框形限位孔，卡在后端蓋的限位槽中；位置傳感器轉(zhuǎn) 動部分插在轉(zhuǎn)子軸上，固定部分用螺釘固定在后端蓋上；護罩用螺釘固定 在后端蓋上；插座用螺釘固定在護罩上；轉(zhuǎn)角指針用螺釘固定在前端蓋上； 轉(zhuǎn)子總成是由軸、鐵芯、擋圈、擋蓋、擋片和磁瓦組組成，每組磁瓦由4塊 徑向充磁的釹鐵硼磁瓦組成，相鄰異性地分布在轉(zhuǎn)子的圓周上；軸和鐵芯 采用同一材質(zhì)，成一體設置；每塊磁瓦的兩端面加工成錐面或階梯軸面， 磁瓦的外表面軸線長度小于內(nèi)表面軸線長度，擋圈和擋蓋與磁瓦的端面吻 合，擋片半鑲嵌在鐵芯表面上相間90度的四條軸向溝槽里，磁瓦置于擋片 之間的鐵芯表面上，各組磁瓦在同一軸面上的磁極方向相同，擋圈置于每 兩組磁瓦之間，擋蓋壓在磁瓦的端面上并固定在軸或鐵芯上。如上所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，有一慣性輪總成和轉(zhuǎn)臂通過鎖緊螺 釘將其固定在主體外部的花鍵軸上；慣性輪總成是由慣性輪和轉(zhuǎn)角刻度尺 組成，刻度尺粘接在慣性輪的圓周表面上，通過鎖緊螺釘將慣性輪固定在轉(zhuǎn)子的花鍵軸上。如上所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其中的限位片是由多片條形鋼帶組 成，穿過轉(zhuǎn)子軸上的框形孔，卡進后端蓋的限位槽內(nèi)。 如上所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其中的定子總成是由一個大的框形的疊片鐵芯、兩個小的爪形疊片鐵芯和兩個線圈組成；線圈單獨繞制后連 同爪形的鐵芯置于框形的鐵芯內(nèi)，整體用環(huán)氧樹脂澆鑄，成為一體。如上所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，在主體內(nèi)部設有彈簧，該彈簧的一 端頂在轉(zhuǎn)子總成的擋蓋上，另一端通過一個彈簧壓蓋頂在置于前端蓋里的 軸承的內(nèi)圈上。如上所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其中的前端蓋、后端蓋結(jié)構相同， 由金屬模壓鑄的鋁毛坯加工而成；端蓋外周邊表面制成散熱片狀，加大散 熱面積，前端蓋和后端蓋的上側(cè)面各有兩個螺紋孔，根據(jù)需要可加裝散熱 片；端蓋外側(cè)面中央制成有利于機械加工定位的圓柱凸臺形狀，凸臺上有 用于安裝轉(zhuǎn)角位置傳感器和護罩的螺紋孔、過線的通孔和軸孔，對于前端 蓋，過線的通孔可用鋼珠封死；端蓋內(nèi)側(cè)有密封圈孔、軸承孔、限位孔、 止口、限位槽、線圈槽、密封槽和組裝孔；前端蓋和后端蓋的下側(cè)面各有 兩個用于有限轉(zhuǎn)角力矩電機的安裝使用的螺紋孔。如上所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，所述位置傳感器選用的是非接觸磁 敏電阻轉(zhuǎn)角位置傳感器，轉(zhuǎn)動部分插在轉(zhuǎn)子軸上，固定部分用螺釘固定在 后端蓋上。;實k新型的有益效果1.該有限轉(zhuǎn)角力矩電機結(jié)構簡單、緊湊，易于加工制造，前端蓋、后 端蓋采用相同模具制造； 2.在不改變結(jié)構形式的條件下，通過整組增加或減少磁瓦，即可形成 輸出力矩不同的系列有限轉(zhuǎn)角力矩電機；3. 定子總成中的鐵芯設計成分體式，線圈單獨繞制，與鐵芯組裝后整 體用環(huán)氧樹脂澆鑄，工藝簡單、可靠性高；4. 轉(zhuǎn)子總成中的磁瓦，采用擋片、擋圈和擋蓋的固定方式，解決了以 往用膠將磁瓦直接粘在轉(zhuǎn)子鐵芯上，時間長了磁瓦易脫落的問題；5. 轉(zhuǎn)子軸輸出端采用花鍵形式，搖臂連接方便、可靠，配合有限轉(zhuǎn)角 力矩電機底面的四個安裝螺紋孔，有利于靈活使用；6. 多片結(jié)構的限位片有利于吸收轉(zhuǎn)子的撞擊，降低了噪音，增強了有 限轉(zhuǎn)角力矩電機的可靠性，同時限位片限定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動范圍，保障了有限轉(zhuǎn) 角力矩電機在轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的電流與力矩的線性度；7. 磁瓦選用釹鐵硼為材料，價格便宜，磁性能高，保證了電機有較大 的輸出力矩同時體積大大縮??；8. 轉(zhuǎn)子軸上的慣性輪能改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，增強了有限轉(zhuǎn)角力矩電 機的可控性，由于安裝在主體的外部，更換調(diào)整方便；9. 壓在轉(zhuǎn)子軸上的彈簧使轉(zhuǎn)子軸緊緊靠向內(nèi)側(cè)，防止轉(zhuǎn)子軸在軸向串 動，降低了加工精度要求，也保障了位置傳感器的使用壽命；10. 位置傳感器與轉(zhuǎn)子軸直接相連，實時準確地檢測轉(zhuǎn)子軸的位置。

圖l是本實用新型的電機工作原理圖。圖2是本實用新型關于實施例1的有限轉(zhuǎn)角力矩電機的構造圖。圖3是本實用新型關于實施例1、實施例2和實施例3的定子總成構造圖。圖4-l是本實用新型關于實施例l轉(zhuǎn)子總成的構造圖。圖4-2是圖4-l的左視圖。圖4-3是圖4-l的沿A-A方向的剖視圖。圖5是圖2的沿A-A方向的剖面圖。圖6是本實用新型關于實施例2的有限轉(zhuǎn)角力矩電機的構造圖。圖7-l是本實用新型關于實施例2轉(zhuǎn)子總成的構造圖。圖7-2是圖7-l的左視圖。圖7-3是圖7-1的沿A-A方向的剖視圖。圖8是本實用新型關于實施例3的有限轉(zhuǎn)角力矩電機的構造圖。 圖9-l是本實用新型關于實施例3轉(zhuǎn)子總成的構造圖。 圖9-2是圖9-l的左視圖。 圖9-3是圖9-1的沿A-A方向的剖視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一歩說明 附圖編號1定子總成2轉(zhuǎn)子總成3飛輪總成4前端蓋 5
后端蓋 6彈簧7彈簧壓蓋8限位片9插座10護罩11轉(zhuǎn)臂 12位置傳感器13軸承14油封15刻度牌16填充材料17定子小 鐵芯18定子大鐵芯19線圈20擋蓋21擋圈22擋片23螺釘 24軸 25磁瓦。關于本實用新型的整體結(jié)構關系轉(zhuǎn)子總成串在定子總成中，固定有磁瓦的鐵芯在定子總成的軸孔中， 轉(zhuǎn)子總成通過套在軸的兩端上的兩個軸承與前端蓋和后端蓋徑向定位，前 端蓋和后端蓋通過端蓋上的止口與定子總成徑向定位，穿過定子總成、前 端蓋和后端蓋上的裝配孔的六根螺栓將其三者軸向定位，連成一體，連同 轉(zhuǎn)子總成構成有限轉(zhuǎn)角力矩電機的主體。主體內(nèi)部的限位片穿過軸上的框 形限位孔，卡在后端蓋的限位槽中；主體內(nèi)部的彈簧的一端頂在轉(zhuǎn)子總成 的擋蓋上，另一端通過一個彈簧壓蓋頂在置于前端蓋里的軸承的內(nèi)圈上； 慣性輪總成和轉(zhuǎn)臂通過鎖緊螺釘將其固定在主體外部的花鍵軸上；位置傳 感器轉(zhuǎn)動部分插在轉(zhuǎn)子軸上，固定部分用螺釘固定在后端蓋上；護罩用螺 釘固定在后端蓋上；插座用螺釘固定在護罩上；轉(zhuǎn)角指針用螺釘固定在前 端蓋上。;零部件結(jié)構關系及其作用 定子總成是由一個大的框形的疊片鐵芯、兩個小的爪形疊片鐵芯和兩個 線圈組成。線圈單獨繞制后連同爪形的鐵芯置于框形的鐵芯內(nèi)，整體用環(huán) 氧樹脂澆鑄，成為一體。定子鐵芯的這種分體結(jié)構使得繞制線圈的工藝簡 單、可靠性高。轉(zhuǎn)子總成是由軸、鐵芯、擋圈、擋蓋、擋片和磁瓦組組成，每組磁瓦由 4塊徑向充磁的釹鐵硼磁瓦組成，相鄰異性地分布在轉(zhuǎn)子的圓周上。軸和鐵 芯采用同一材質(zhì)，成一體設置。每塊磁瓦的兩端面加工成錐面或階梯軸面， 特征是磁瓦的外表面軸線長度小于內(nèi)表面軸線長度，擋圈和擋蓋與磁瓦的 端面吻合，擋片半鑲嵌在鐵芯表面上相間90度的四條軸向溝槽里，磁瓦置 于擋片之間的鐵芯表面上，各組磁瓦在同一軸面上的磁極方向相同，擋圈 置于每兩組磁瓦之間，擋蓋壓在磁瓦的端面上并固定在軸或鐵芯上。擋片 防止磁瓦沿圓周移動，擋蓋和擋圈防止磁瓦沿徑向移動，擋蓋防止磁瓦沿 軸向移動。這種結(jié)構解決了以往用膠將磁瓦直接粘在鐵芯上，時間長了磁 瓦易脫落的問題。實踐中，可用膠補償機械加工精度不夠的問題。前端蓋、后端蓋結(jié)構相同，由金屬模壓鑄的鋁毛坯加工而成。端蓋外周 邊表面制成散熱片狀，加大散熱面積，前端蓋和后端蓋的上側(cè)面各有兩個 螺紋孔，根據(jù)需要可加裝散熱片；端蓋外側(cè)面中央制成圓柱凸臺形狀，有 利于機械加工定位，凸臺上有用于安裝轉(zhuǎn)角位置傳感器和護罩的螺紋孔、 過線的通孔和軸孔，對于前端蓋，過線的通孔可用鋼珠封死；端蓋內(nèi)側(cè)有 密封圈孔、軸承孔、限位孔、止口、限位槽、線圈槽、密封槽和組裝孔；
前端蓋和后端蓋的下側(cè)面各有兩個螺紋孔，用于有限轉(zhuǎn)角力矩電機的安裝 使用。這種端蓋結(jié)構緊湊，散熱面積大，前端蓋、后端蓋的構造相同，制 造成本低。限位片是由多片條形鋼帶組成，穿過轉(zhuǎn)子軸上的框形孔，卡進后端蓋的 限位槽內(nèi)。這種多片結(jié)構的限位片有利于吸收轉(zhuǎn)子的撞擊，降低了噪音， 增強了有限轉(zhuǎn)角力矩電機的可靠性，同時限位片限定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動范圍，保障 了有限轉(zhuǎn)角力矩電機在轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的電流與力矩的線性度。彈簧的一端頂在轉(zhuǎn)子的擋蓋上，另一端通過一個彈簧壓蓋頂在置于前端 蓋里的軸承的內(nèi)圈上，其作用是補償機械加工精度不足，防止轉(zhuǎn)子發(fā)生軸 向移動。慣性輪總成是由慣性輪和轉(zhuǎn)角刻度尺組成，刻度尺粘接在慣性輪的圓周 表面上。通過鎖緊螺釘將慣性輪固定在轉(zhuǎn)子的花鍵軸上。其作用是增加轉(zhuǎn) 子的轉(zhuǎn)動慣量，提高有限轉(zhuǎn)角力矩電機的可控性和控制精度，也具有指示 轉(zhuǎn)角位置的功能，由于安裝在主體的外部，更換調(diào)整方便。位置傳感器選用的是非接觸磁敏電阻轉(zhuǎn)角位置傳感器，轉(zhuǎn)動部分插在轉(zhuǎn) 子軸上，固定部分用螺釘固定在后端蓋上。非接觸傳感器可靠性高，使用 壽命長，使有限轉(zhuǎn)角力矩電機的可靠性增強。護罩選用鋁體，用螺釘固定在后端蓋上。對位置傳感器、接線和插座起 保護作用，也有散熱作用。插座用螺釘固定在護罩上，線圈和位置傳感器的導線焊接在插座的插針上。該有限轉(zhuǎn)角力矩電機的工作原理當線圈不通電時，帶永久磁鋼的轉(zhuǎn)子軸穩(wěn)定在磁路磁阻最小位置上，即 穩(wěn)態(tài)平衡位置(或零位)。當線圈通電，定子鐵芯按通電方向形成極性時， 根據(jù)同性極相斥、異性極相吸原理，轉(zhuǎn)子軸開始偏轉(zhuǎn)。若轉(zhuǎn)子軸上無負載， 且不計摩擦力矩時，則轉(zhuǎn)子一直要轉(zhuǎn)到其磁極軸線與定子磁極軸線相重合 為止。若轉(zhuǎn)子軸上帶有負載，則偏轉(zhuǎn)的角度要小些。轉(zhuǎn)子在90度的范圍內(nèi) 轉(zhuǎn)動，在負載不變的情況下，可調(diào)節(jié)電流的大小來控制偏轉(zhuǎn)角。位置傳感 器與轉(zhuǎn)子軸直接相連，實時檢測轉(zhuǎn)子軸的位置，并把信號反饋給控制系統(tǒng)。 該有限轉(zhuǎn)角力矩電機的工作原理-圖1為有限轉(zhuǎn)角力矩電機的工作原理圖。當定子線圈不通電時，帶永 久磁鋼的轉(zhuǎn)子穩(wěn)定在磁路磁阻最小的位置上，即所謂穩(wěn)態(tài)平衡位置或零位，如圖la所示。當線圈通電，并形成如圖lb所示的極性時，根據(jù)同性極相 斥、異性極相吸原理，轉(zhuǎn)子按逆時針方向偏轉(zhuǎn)。若轉(zhuǎn)子軸上無負載，且不 計摩擦力矩時，則轉(zhuǎn)子一直要轉(zhuǎn)到其磁極軸線與定子磁極軸線相重合為止。 若轉(zhuǎn)子軸上帶有負載，則偏轉(zhuǎn)的角度要小些。同理，若定子線圈通電方向 相反，如圖lc所示，則轉(zhuǎn)子就按順時針方向偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子在90度的范圍內(nèi)
轉(zhuǎn)動，在負載不變的情況下，可調(diào)節(jié)電流的大小來控制偏轉(zhuǎn)角。 實施例l兩組磁瓦的有限轉(zhuǎn)角力矩電機在圖2中，轉(zhuǎn)子總成(2)穿過定子總成(1)的中心孔后，通過兩個球 軸承(13)支撐于前端蓋(4)和后端蓋(5)上，前端蓋(4)和后端蓋(5) 的止口插入定子總成(1)的中心孔內(nèi)，使磁瓦(25)與定子總成(1)的 中心孔內(nèi)壁形成均勻的氣隙，穿過定子總成(1)、前端蓋(4)和后端蓋(5) 上的裝配孔的六根螺栓將其三者軸向定位，連成一體，連同轉(zhuǎn)子總成(2) 構成有限轉(zhuǎn)角力矩電機的主體；限位片(8)穿過轉(zhuǎn)子總成(2)上的框形 限位孔，卡在后端蓋(5)的限位槽中，限定轉(zhuǎn)子總成(2)的旋轉(zhuǎn)角度， 使之在72度內(nèi)轉(zhuǎn)動；彈簧(6)的一端頂在轉(zhuǎn)子總成(2)的擋蓋(20)上， 另一端通過一個彈簧壓蓋(7)頂在置于前端蓋(4)里的軸承(13)的內(nèi) 圈上；位置傳感器(12)的轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子總成(2)相連，外殼固定在后端蓋(5)上，實時檢測轉(zhuǎn)子總成(2)的旋轉(zhuǎn)角度；飛輪總成(3)和轉(zhuǎn)臂(11) 分別通過鎖緊螺釘將其固定在軸(24)的端部的花鍵軸上，由于飛輪總成 (3)安裝在主體的外部，更換調(diào)整方便；護罩(10)用螺釘固定在后端蓋(5) 上；插座(9)用螺釘固定在護罩(10)上；轉(zhuǎn)角指針用螺釘固定在前端蓋(4)上。在圖3中，定子大鐵芯(18)和定子小鐵芯(17)分別用疊層的矽鋼片 焊接而成，兩個線圈(19)單獨制作，制作完成后放入定子大鐵芯(18) 內(nèi)，在線圈(19)中插入定子小鐵芯(17)后用環(huán)氧樹脂填充材料(16) 將它們整體灌封，成為一體。與傳統(tǒng)的線圈直接纏繞在定子上的技術相比， 線圈的繞制難度大大降低，提高了可靠性；三個實施例的定子大鐵芯和定 子小鐵芯的疊片形狀尺寸相同，采用相同的沖片模具。在圖4中，軸和鐵芯采用同一材質(zhì)，成一體設置，統(tǒng)稱為軸(24)，轉(zhuǎn)子 總成的軸(24)上固定有兩組磁瓦(25)，每組由4塊徑向充磁的釹鐵硼磁 瓦(25)組成，相鄰異性地分布在軸(24)的圓周上，構成四個N、 S極， 擋片(22)半鑲嵌在軸(24)表面上相間90度的四條軸向溝槽里，磁瓦(25) 置于擋片(22)之間的軸(24)的表面上，兩組磁瓦(25)在同一軸面上 的磁極方向相同，擋圈(21)置于兩組磁瓦(25)之間，擋蓋(20)壓在 磁瓦(25)的兩端，通過螺釘(23)固定在軸(24)上。擋片(22)防止 磁瓦(25)沿圓周移動，擋蓋(20)和擋圈(21)防止磁瓦(25)沿徑向 移動，擋蓋(20)防止磁瓦(25)沿軸向移動。這種結(jié)構解決了以往用膠 將磁瓦直接粘在鐵芯上，時間長了磁瓦易脫落的問題。制作中，各接觸面 之間用膠補償機械加工精度不夠的問題。在圖5中，限位片(8)是由6片條形鋼帶組成，穿過轉(zhuǎn)子總成(2)上的 框形孔，卡進后端蓋(5)的限位槽內(nèi)。當轉(zhuǎn)子總成(2)分別向兩個方向 旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子總成(2)的框形限位孔邊緣與限位片(8)接觸，轉(zhuǎn)子總成 (2) 停止轉(zhuǎn)動。這種多片結(jié)構的限位片(8)有利于吸收轉(zhuǎn)子的撞擊，降 低了噪音，增強了有限轉(zhuǎn)角力矩電機的可靠性。實施例2為有四組磁瓦的有限轉(zhuǎn)角力矩電機在圖6中，轉(zhuǎn)子總成(2)穿過定子總成(1)的中心孔后，通過兩個球 軸承(13)支撐于前端蓋(4)和后端蓋(5)上，前端蓋(4)和后端蓋(5) 的止口插入定子總成(1)的中心孔內(nèi)，使磁瓦(25)與定子總成(1)的 中心孔內(nèi)壁形成均勻的氣隙，穿過定子總成(1)、前端蓋(4)和后端蓋(5) 上的裝配孔的六根螺栓將其三者軸向定位，連成一體，連同轉(zhuǎn)子總成(2) 構成有限轉(zhuǎn)角力矩電機的主體；由于該實施例的輸出力矩大，需用前、后 兩組限位片(8)限定轉(zhuǎn)子總成(2)的輸出角，限位片(8)穿過轉(zhuǎn)子總成 (2)上的前、后框形限位孔，卡在前端蓋(4)和后端蓋(5)的限位槽中， 限定轉(zhuǎn)子總成(2)的旋轉(zhuǎn)角度，使之在72度內(nèi)轉(zhuǎn)動，前端蓋(4)中的限 位片(8)的結(jié)構和工作方式同后端蓋(5)的相同，并且與后端蓋(5)中 的限位片(8)同步工作，由于位置所限，不再用彈簧(6)和彈簧壓蓋(7) 頂住軸承(13)，但轉(zhuǎn)子總成(2)的軸肩與軸承(13)的內(nèi)圈間留有間隙， 以免軸承(13)卡死；位置傳感器(12)的轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子總成(2)相連，外 殼固定在后端蓋(5)上，實時檢測轉(zhuǎn)子總成(2)的旋轉(zhuǎn)角度；飛輪總成(3) 和轉(zhuǎn)臂(11)分別通過鎖緊螺釘將其固定在軸(24)的端部的花鍵軸上， 由于飛輪總成(3)安裝在主體的外部，更換調(diào)整方便；護罩(10)用螺釘固 定在后端蓋(5)上；插座(9)用螺釘固定在護罩(10)上；轉(zhuǎn)角指針用 螺釘固定在前端蓋(4)上。在圖7中，軸和鐵芯采用同一材質(zhì)，成一體設置，統(tǒng)稱為軸(24)，轉(zhuǎn)子 總成的軸(24)上固定有四組磁瓦(25)，每組由4塊徑向充磁的釹鐵硼磁 瓦(25)組成，相鄰異性地分布在軸(24)的圓周上，構成四個N、 S極， 擋片(22)半鑲嵌在軸(24)表面上相間90度的四條軸向溝槽里，磁瓦(25) 置于擋片(22)之間的軸(24)的表面上，各組磁瓦(25)在同一軸面上 的磁極方向相同，擋圈(21)置于每兩組磁瓦(25)之間，擋蓋(20)壓 在磁瓦(25)的兩端，通過螺釘(23)固定在軸(24)上。擋片(22)防 止磁瓦(25)沿圓周移動，擋蓋(20)和擋圈(21)防止磁瓦(25)沿徑 向移動，擋蓋(20)防止磁瓦(25)沿軸向移動。這種結(jié)構解決了以往用 膠將磁瓦直接粘在鐵芯上，時間長了磁瓦易脫落的問題。制作中，各接觸 面之間用膠補償機械加工精度不夠的問題。實施例3有一組磁瓦的有限轉(zhuǎn)角力矩電機在圖8中，轉(zhuǎn)子總成(2)穿過定子總成(1)的中心孔后，通過兩個球 軸承(13)支撐于前端蓋(4)和后端蓋(5)上，前端蓋(4)和后端蓋(5) 的止口插入定子總成(1)的中心孔內(nèi)，使磁瓦(25)與定子總成(1)的 中心孔內(nèi)壁形成均勻的氣隙，穿過定子總成(1)、前端蓋(4)和后端蓋(5)
上的裝配孔的六根螺栓將其三者軸向定位，連成一體，連同轉(zhuǎn)子總成(2) 構成有限轉(zhuǎn)角力矩電機的主體；限位片(8)穿過轉(zhuǎn)子總成(2)上的框形 限位孔，卡在后端蓋(5)的限位槽中，限定轉(zhuǎn)子總成(2)的旋轉(zhuǎn)角度， 使之在72度內(nèi)轉(zhuǎn)動；彈簧(6)的一端頂在轉(zhuǎn)子總成(2)的擋蓋(20)上， 另一端通過一個彈簧壓蓋(7)頂在置于前端蓋(4)里的軸承(13)的內(nèi) 圈上；位置傳感器(12)的轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子總成(2)相連，外殼固定在后端蓋(5)上，實時檢測轉(zhuǎn)子總成(2)的旋轉(zhuǎn)角度；飛輪總成(3)和轉(zhuǎn)臂(11) 分別通過鎖緊螺釘將其固定在軸(24)的端部的花鍵軸上，由于飛輪總成 (3)安裝在主體的外部，更換調(diào)整方便；護罩(10)用螺釘固定在后端蓋(5) 上；插座(9)用螺釘固定在護罩(10)上；轉(zhuǎn)角指針用螺釘固定在前端蓋(4)上。在圖9中，軸和鐵芯采用同一材質(zhì)，成一體設置，統(tǒng)稱為軸(24)，轉(zhuǎn)子 總成的軸(24)上固定有一組磁瓦(25)，由4塊徑向充磁的釹鐵硼磁瓦(25) 組成，相鄰異性地分布在軸(24)的圓周上，構成四個N、 S極，擋片(22) 半鑲嵌在軸(24)表面上相間90度的四條軸向溝槽里，磁瓦(25)置于擋 片(22)之間的軸(24)的表面上，擋蓋(20)壓在磁瓦(25)的兩端， 通過螺釘(23)固定在軸(24)上。擋片(22)防止磁瓦(25)沿圓周移 動，擋蓋(20)防止磁瓦(25)沿徑向和軸向移動。這種結(jié)構解決了以往 用膠將磁瓦直接粘在鐵芯上，時間長了磁瓦易脫落的問題。制作中，各接 觸面之間用膠補償機械加工精度不夠的問題。
權利要求1、 一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，該有限轉(zhuǎn)角力矩電機主要包括定子總成、 轉(zhuǎn)子總成、前端蓋、后端蓋、位置傳感器、慣性輪總成、限位片、護罩、插座、轉(zhuǎn)臂；轉(zhuǎn)子總成串在定子總成中，固定有磁瓦的鐵芯在定子總成的 軸孔中，轉(zhuǎn)子總成通過套在軸的兩端上的兩個軸承與前端蓋和后端蓋徑向 定位，前端蓋和后端蓋通過端蓋上的止口與定子總成徑向定位，穿過定子 總成、前端蓋和后端蓋上的裝配孔的六根螺栓將其三者軸向定位，連成一 體，連同轉(zhuǎn)子總成構成有限轉(zhuǎn)角力矩電機的主體；主體內(nèi)部的限位片穿過 軸上的框形限位孔，卡在后端蓋的限位槽中；位置傳感器轉(zhuǎn)動部分插在轉(zhuǎn) 子軸上，固定部分用螺釘固定在后端蓋上；護罩用螺釘固定在后端蓋上； 插座用螺釘固定在護罩上；轉(zhuǎn)角指針用螺釘固定在前端蓋上；其特征在于 轉(zhuǎn)子總成是由軸、鐵芯、擋圈、擋蓋、擋片和磁瓦組組成，每組磁瓦由4塊 徑向充磁的釹鐵硼磁瓦組成，相鄰異性地分布在轉(zhuǎn)子的圓周上；軸和鐵芯 采用同一材質(zhì)，成一體設置；每塊磁瓦的兩端面加工成錐面或階梯軸面， 磁瓦的外表面軸線長度小于內(nèi)表面軸線長度，擋圈和擋蓋與磁瓦的端面吻 合，擋片半鑲嵌在鐵芯表面上相間90度的四條軸向溝槽里，磁瓦置于擋片 之間的鐵芯表面上，各組磁瓦在同一軸面上的磁極方向相同，擋圈置于每 兩組磁瓦之間，擋蓋壓在磁瓦的端面上并固定在軸或鐵芯上。
2、 如權利要求1所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其特征在于慣性輪 總成和轉(zhuǎn)臂通過鎖緊螺釘將其固定在主體外部的花鍵軸上；慣性輪總成是 由慣性輪和轉(zhuǎn)角刻度尺組成，刻度尺粘接在慣性輪的圓周表面上，通過鎖 緊螺釘將慣性輪固定在轉(zhuǎn)子的花鍵軸上。
3、 如權利要求1所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其特征在于限位片 是由多片條形鋼帶組成，穿過轉(zhuǎn)子軸上的框形孔，卡進后端蓋的限位槽內(nèi)。
4、 如權利要求1所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其特征在于定子總 成是由一個大的框形的疊片鐵芯、兩個小的爪形疊片鐵芯和兩個線圈組成； 線圈單獨繞制后連同爪形的鐵芯置于框形的鐵芯內(nèi)，整體用環(huán)氧樹脂澆鑄， 成為一體。
5、 如權利要求1所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其特征在于主體內(nèi) 部設有彈簧，該彈簧的一端頂在轉(zhuǎn)子總成的擋蓋上，另一端通過一個彈簧 壓蓋頂在置于前端蓋里的軸承的內(nèi)圈上。
6、 如權利要求l所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其特征在于前端蓋、 后端蓋結(jié)構相同，由金屬模壓鑄的鋁毛坯加工而成；端蓋外周邊表面制成 散熱片狀，加大散熱面積，前端蓋和后端蓋的上側(cè)面各有兩個螺紋孔，根 據(jù)需要可加裝散熱片；端蓋外側(cè)面中央制成有利于機械加工定位的圓柱凸 臺形狀，凸臺上有用于安裝轉(zhuǎn)角位置傳感器和護罩的螺紋孔、過線的通孔 和軸孔，對于前端蓋，過線的通孔可用鋼珠封死；端蓋內(nèi)側(cè)有密封圈孔、 軸承孔、限位孔、止口、限位槽、線圈槽、密封槽和組裝孔；前端蓋和后 端蓋的下側(cè)面各有兩個用于有限轉(zhuǎn)角力矩電機的安裝使用的螺紋孔。
7、如權利要求1所述的一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，其特征在于位置傳 感器選用的是非接觸磁敏電阻轉(zhuǎn)角位置傳感器，轉(zhuǎn)動部分插在轉(zhuǎn)子軸上， 固定部分用螺釘固定在后端蓋上。
專利摘要本實用新型公開了一種有限轉(zhuǎn)角力矩電機，它主要包括定子總成、轉(zhuǎn)子總成、前端蓋、后端蓋、位置傳感器、慣性輪總成、限位片等；轉(zhuǎn)子總成的每組磁瓦由4塊徑向充磁的釹鐵硼磁瓦組成，每塊磁瓦的兩端面加工成錐面或階梯軸面，擋圈和擋蓋與磁瓦的端面吻合，擋片半鑲嵌在鐵芯表面上相間90度的四條軸向溝槽里，磁瓦置于擋片之間的鐵芯表面上，各組磁瓦在同一軸面上的磁極方向相同，擋圈置于每兩組磁瓦之間，擋蓋壓在磁瓦的端面上并固定在軸或鐵芯上。本實用新型的有益效果結(jié)構簡單、緊湊，易于加工制造；解決了以往用膠將磁瓦直接粘在轉(zhuǎn)子鐵芯上，時間長了磁瓦易脫落的問題；多片結(jié)構的限位片降低了噪音，增強了有限轉(zhuǎn)角力矩電機的可靠性。
文檔編號H02K1/27GK201038850SQ200720143880
公開日2008年3月19日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權日2007年4月17日
發(fā)明者侯德剛, 王進軍, 都春義, 陳志瑞 申請人:陳志瑞;侯德剛