高度集成的機電作動器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種高度集成的機電作動器，包括：電機、絲杠傳動機構(gòu)；其中，所述電機包括電機轉(zhuǎn)子，所述電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸；所述絲杠傳動機構(gòu)包括絲桿軸和絲杠導(dǎo)向支撐裝置；其中，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述絲桿軸設(shè)置有外螺紋，與所述轉(zhuǎn)軸的內(nèi)螺紋相嚙合；所述絲桿軸的輸出端安裝有用于支撐所述絲桿軸且用于限制絲桿軸旋轉(zhuǎn)的絲杠導(dǎo)向支撐裝置。本實用新型提供的高度集成的機電作動器，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強、運動精度和傳動效率高的優(yōu)點。
【專利說明】高度集成的機電作動器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機電作動器，具體涉及一種高度集成的機電作動器。
【背景技術(shù)】
[0002]機電作動器作為一種常用的功率電傳作動器，是一種以電機提供動力，通過傳動件驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，最終將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線往復(fù)運動的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于汽車、列車和航空等領(lǐng)域中。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，機電作動器通常采用搭積木的設(shè)計方式，簡單地將驅(qū)動電機、傳動機構(gòu)和位移傳感器等器件拼湊在一起，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜和體積重量大的缺陷，另外，由于傳動環(huán)節(jié)較多，還導(dǎo)致系統(tǒng)剛度和傳動效率的下降。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型提供一種高度集成的機電作動器，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強、運動精度和傳動效率高的優(yōu)點。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實用新型提供一種高度集成的機電作動器，包括:電機、絲杠傳動機構(gòu)；其中，所述電機包括電機轉(zhuǎn)子，所述電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸；所述絲杠傳動機構(gòu)包括絲桿軸和絲杠導(dǎo)向支撐裝置；
[0007]其中，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述絲桿軸設(shè)置有外螺紋，與所述轉(zhuǎn)軸的內(nèi)螺紋相嚙合；所述絲桿軸的輸出端安裝有用于支撐所述絲桿軸且用于限制絲桿軸旋轉(zhuǎn)的絲杠導(dǎo)向支撐裝置。
[0008]優(yōu)選的，還包括LVDT位移傳感器；所述LVDT位移傳感器內(nèi)置于所述絲桿軸內(nèi)部。
[0009]優(yōu)選的，所述LVDT位移傳感器包括LVDT外殼、LVDT鐵芯和LVDT延長桿；所述LVDT外殼置于所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部；所述LVDT外殼的軸心開設(shè)有孔，所述LVDT鐵芯內(nèi)置于所述LVDT外殼開設(shè)的孔內(nèi)，所述LVDT延長桿一端與所述LVDT鐵芯通過螺紋相連接，所述LVDT延長桿另一端通過螺栓與所述絲杠軸相連接。
[0010]優(yōu)選的，所述LVDT延長桿的一端的外圓與所述絲杠軸內(nèi)孔配合，用于兩者的徑向定位。
[0011]優(yōu)選的，所述LVDT外殼通過LVDT固定套固定在所述電機的端蓋上。
[0012]優(yōu)選的，還包括:旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0013]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)變壓器包括變壓器定子和變壓器轉(zhuǎn)子；所述變壓器定子采用過盈配合固定在電機的機殼內(nèi)部；所述變壓器轉(zhuǎn)子采用過盈配合固定在電機轉(zhuǎn)子上。
[0014]本實用新型的有益效果如下:
[0015]本實用新型提供的高度集成的機電作動器，采用一體化設(shè)計，將電機、絲桿傳動機構(gòu)、LVDT位移傳感器和旋轉(zhuǎn)變壓器有機地融為一體，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、承載能力大、運動精度好、傳動效率高、抗干擾能力強等特點，可廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、機器人、高精密數(shù)控機床等領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型提供的高度集成的機電作動器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0018]如圖1所示，本實用新型提供一種高度集成的機電作動器，包括:電機、絲杠傳動機構(gòu)；電機包括電機轉(zhuǎn)子5,電機轉(zhuǎn)子5由面對面方式布置的一對角接觸球軸承2支撐。電機的定子4通過過盈配合與機殼3固定。其中，電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸；絲杠傳動機構(gòu)包括絲桿軸11和絲杠導(dǎo)向支撐裝置9 ;其中，轉(zhuǎn)軸設(shè)置有內(nèi)螺紋；絲桿軸設(shè)置有外螺紋，與轉(zhuǎn)軸的內(nèi)螺紋相嚙合；絲桿軸的輸出端安裝有用于支撐絲桿軸且用于限制絲桿軸旋轉(zhuǎn)的絲杠導(dǎo)向支撐裝置。作為一種具體結(jié)構(gòu)，絲杠導(dǎo)向支撐裝置可以為與絲桿軸貼合的兩個相互平行的平面及圓柱面，通過螺栓固定在右端蓋10上，從而具有限制絲杠軸轉(zhuǎn)動以及支撐絲桿軸的作用。
[0019]由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的內(nèi)螺紋和絲桿軸的外螺紋相嚙合，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸按照期望的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動時，由于絲杠導(dǎo)向支撐裝置的作用，轉(zhuǎn)軸帶動絲桿軸進行直線伸縮運動。也就是說，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸相當(dāng)于絲杠傳動機構(gòu)的螺母，因此，絲杠傳動機構(gòu)不再單獨配置螺母，將轉(zhuǎn)軸與絲桿傳動機構(gòu)有機地融為一體，一方面，提高了機電作動器的結(jié)構(gòu)緊湊性；另一方面，提高了機電作動器的耦合剛度和傳動精度。
[0020]本實用新型還對LVDT位移傳感器的安裝方式進行了改進，其中，LVDT(LinearVariable Differential Transformer)是線性可變差動變壓器縮寫，屬于直線位移傳感器。具體為將LVDT位移傳感器內(nèi)置于絲桿軸內(nèi)部，而不單獨占用絲桿軸外部空間。更具體的，LVDT位移傳感器包括LVDT外殼13、LVDT鐵芯14和LVDT延長桿12 ；LVDT外殼置于轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，LVDT外殼通過LVDT固定套15固定在電機的端蓋上，圖1中，LVDT固定套15固定在電機的左端蓋I上；LVDT外殼的軸心開設(shè)有孔，LVDT鐵芯內(nèi)置于LVDT外殼開設(shè)的孔內(nèi)，LVDT延長桿一端與LVDT鐵芯通過螺紋相連接，LVDT延長桿的一端的外圓與絲杠軸內(nèi)孔配合，用于兩者的徑向定位；LVDT延長桿另一端通過螺栓8與絲杠軸相連接。因此，LVDT鐵芯通過LVDT延長桿與絲杠軸連接，當(dāng)絲桿軸進行直線往復(fù)運動時，同時帶動LVDT鐵芯進行直線往復(fù)運動。另外，LVDT延長桿的凸肩與絲杠軸內(nèi)壁配合，具有支撐絲桿軸的作用，并且還保證了 LVDT鐵芯與絲杠軸的同軸度。通過LVDT位移傳感器，精確檢測絲杠軸直線運動的位移，可實現(xiàn)精確的位置和速度閉環(huán)控制。將LVDT位移傳感器內(nèi)置于絲杠軸內(nèi)部空間中，一方面使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)極為緊湊，另一方面對LVDT位移傳感器也具有良好的保護作用。
[0021]本實用新型還對旋轉(zhuǎn)變壓器的布局進行了改進，從而進一步減小了機電作動器的體積和重量，具體為:旋轉(zhuǎn)變壓器包括變壓器定子6和變壓器轉(zhuǎn)子7 ;變壓器定子采用過盈配合固定在電機的機殼內(nèi)部；變壓器轉(zhuǎn)子采用過盈配合固定在電機轉(zhuǎn)子上。通過旋轉(zhuǎn)變壓器，精確檢測電機角位移和角速度，供交流伺服電機驅(qū)動控制使用。
[0022]綜上所述，本實用新型從多個方面對機電作動器的結(jié)構(gòu)和布局方式進行了改進，米用一體化設(shè)計，將電機、絲桿傳動機構(gòu)、LVDT位移傳感器和旋轉(zhuǎn)變壓器有機地融為一體，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、承載能力大、運動精度好、傳動效率高、抗干擾能力強等特點，可廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、機器人、高精密數(shù)控機床等領(lǐng)域。
[0023]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高度集成的機電作動器，其特征在于，包括:電機、絲杠傳動機構(gòu)；其中，所述電機包括電機轉(zhuǎn)子，所述電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸；所述絲杠傳動機構(gòu)包括絲桿軸和絲杠導(dǎo)向支撐裝置； 其中，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述絲桿軸設(shè)置有外螺紋，與所述轉(zhuǎn)軸的內(nèi)螺紋相嚙合；所述絲桿軸的輸出端安裝有用于支撐所述絲桿軸且用于限制絲桿軸旋轉(zhuǎn)的絲杠導(dǎo)向支撐裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度集成的機電作動器，其特征在于，還包括LVDT位移傳感器；所述LVDT位移傳感器內(nèi)置于所述絲桿軸內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高度集成的機電作動器，其特征在于，所述LVDT位移傳感器包括LVDT外殼、LVDT鐵芯和LVDT延長桿；所述LVDT外殼置于所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部；所述LVDT外殼的軸心開設(shè)有孔，所述LVDT鐵芯內(nèi)置于所述LVDT外殼開設(shè)的孔內(nèi)，所述LVDT延長桿一端與所述LVDT鐵芯通過螺紋相連接，所述LVDT延長桿另一端通過螺栓與所述絲杠軸相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高度集成的機電作動器，其特征在于，所述LVDT延長桿的一端的外圓與所述絲杠軸內(nèi)孔配合，用于兩者的徑向定位。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高度集成的機電作動器，其特征在于，所述LVDT外殼通過LVDT固定套固定在所述電機的端蓋上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度集成的機電作動器，其特征在于，還包括:旋轉(zhuǎn)變壓器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高度集成的機電作動器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器包括變壓器定子和變壓器轉(zhuǎn)子；所述變壓器定子采用過盈配合固定在電機的機殼內(nèi)部；所述變壓器轉(zhuǎn)子采用過盈配合固定在電機轉(zhuǎn)子上。
【文檔編號】H02K11/00GK203481990SQ201320571535
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】陳智祥, 黃飛, 王少磊, 張鴻強, 吳群雄, 劉德波, 張濤 申請人:黃河科技學(xué)院, 北京華中星科技有限公司, 河南華中星科技電子有限公司