邁步式步進(jìn)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種邁步式步進(jìn)電機(jī)裝置，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種結(jié)構(gòu)簡單、高效節(jié)能、低碳環(huán)保的步進(jìn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的市售步進(jìn)電機(jī)由于步進(jìn)推動(dòng)原理問題，一直以來存在著體積大、重量重、耗能高、發(fā)熱、小功率、工藝復(fù)雜等問題，不利于產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)和低碳節(jié)能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服目前步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱、體積大、能源利用率低等諸多問題，本發(fā)明提供一種邁步式步進(jìn)電機(jī)裝置，該裝置采用定子與轉(zhuǎn)子邁步式步進(jìn)推動(dòng)原理，由定子推動(dòng)轉(zhuǎn)子邁進(jìn)一步，然后定子再緊隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向跟進(jìn)一步，依次循環(huán)不斷，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子步進(jìn)旋轉(zhuǎn)。
[0004]本發(fā)明主要由殼體、定子、轉(zhuǎn)子、蝸桿、齒輪、鎖定器組成。殼體上設(shè)有鎖定器，對(duì)停止工作狀態(tài)的定子或蝸桿進(jìn)行鎖定，或者殼體上也可以不設(shè)鎖定器。蝸桿設(shè)在殼體上。齒輪固定在定子上。蝸桿與齒輪組成傳動(dòng)裝置，齒輪隨蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)與定子轉(zhuǎn)動(dòng)同步。定子設(shè)在殼體上，定子轉(zhuǎn)動(dòng)方向取決于蝸桿傳動(dòng)方向。轉(zhuǎn)子設(shè)在定子上。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與定子轉(zhuǎn)向相同。轉(zhuǎn)子磁極位于定子相鄰兩磁極之間。轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極可以采用咬合組合結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子磁極進(jìn)到定子相鄰兩磁極之間內(nèi)，或者轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極也可以采用內(nèi)外組合結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子磁極設(shè)置在定子磁極內(nèi)徑內(nèi)，或者轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極也可以采用半包組合結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子磁極有二面或三面與定子磁極相對(duì)應(yīng)或定子磁極有二面或三面與轉(zhuǎn)子磁極相對(duì)應(yīng)，或者轉(zhuǎn)子與定子也可以采用面面組合結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子設(shè)置在左邊，定子設(shè)置在右邊或轉(zhuǎn)子設(shè)置在右邊，定子設(shè)置在左邊。轉(zhuǎn)子磁極極性不變，定子磁極極性交替變化或轉(zhuǎn)子磁極極性交替變化，定子磁極極性不變。
[0005]采用轉(zhuǎn)子磁極極性不變，定子磁極極性交替變化設(shè)計(jì)的，當(dāng)開始工作時(shí)，鎖定器首先對(duì)定子或蝸桿快速解鎖，定子或蝸桿進(jìn)入工作狀態(tài)，設(shè)此時(shí)定子磁極極性與相鄰轉(zhuǎn)子磁極極性相同，磁性排斥力將同時(shí)作用于定子和轉(zhuǎn)子上。由于定子運(yùn)動(dòng)受蝸桿糟限制，定子只能順蝸桿傳動(dòng)方向前進(jìn)，不能逆蝸桿傳動(dòng)方向倒退。若此時(shí)定子運(yùn)動(dòng)方向與蝸桿傳動(dòng)方向不相同，蝸桿不工作，定子受蝸桿糟限制不能動(dòng)，故磁性排斥力只能作用于轉(zhuǎn)子上，推動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)到定子下一個(gè)異性磁極位置時(shí)停止。至此，轉(zhuǎn)子移動(dòng)了一步。隨后，定子磁極極性改變，定子和轉(zhuǎn)子同時(shí)受到相反磁性力的作用，由于轉(zhuǎn)子受運(yùn)動(dòng)慣性和帶負(fù)載的制約，對(duì)相反力矩的反應(yīng)慢，定子狀況卻不存在轉(zhuǎn)子這些制約因素，對(duì)力矩反應(yīng)速度快，而且，此時(shí)蝸桿工作，蝸桿傳動(dòng)方向又與定子運(yùn)動(dòng)方向相同，故定子能夠朝轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向迅速跟進(jìn)一步，使定子又回到與轉(zhuǎn)子相對(duì)應(yīng)的起初位置。如此反復(fù)循環(huán)，轉(zhuǎn)子便在磁性力推動(dòng)下，步步向前運(yùn)動(dòng)，定子同樣在磁性力作用下步步向前跟進(jìn)。當(dāng)改變蝸桿傳動(dòng)方向時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向也隨之改變。當(dāng)停止工作時(shí)，鎖定器會(huì)快速將定子或蝸桿鎖定，制止定子或蝸桿的慣性運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子和定子的運(yùn)動(dòng)步數(shù)與定子磁極極性交替變化次數(shù)相關(guān)。如果采用轉(zhuǎn)子磁極極性交替變化，定子磁極極性不變設(shè)計(jì)，其工作原理與上述相同。
[0006]本發(fā)明的有益效果是，采用邁步式推動(dòng)轉(zhuǎn)子步進(jìn)的電機(jī)，由于定轉(zhuǎn)子之間的磁性作用力基本轉(zhuǎn)化在作功上，所以，不僅能源利用率高，起動(dòng)力距大，發(fā)熱少和可制造大功率步進(jìn)電機(jī)，而且，結(jié)構(gòu)簡單，電機(jī)耗材少，體積小，重量輕和可作低速電機(jī)使用等。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0008]圖1是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例橫剖面構(gòu)造圖
[0009]圖2是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例橫剖面構(gòu)造圖
[0010]圖3是本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例橫剖面構(gòu)造圖
[0011]圖4是本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例縱剖面構(gòu)造圖
[0012]圖中:1、殼體2、定子3、轉(zhuǎn)子
[0013]4、蝸桿5、齒輪6、鎖定器
【具體實(shí)施方式】
[0014]在圖1中，本發(fā)明主要由殼體1、定子2、轉(zhuǎn)子3、蝸桿4、齒輪5、鎖定器6組成。殼體I上設(shè)有鎖定器6，對(duì)停止工作狀態(tài)的定子2或蝸桿4進(jìn)行鎖定，或者殼體I上也可以不設(shè)鎖定器6。蝸桿4設(shè)在殼體I上。齒輪5固定在定子2上。蝸桿4與齒輪5組成傳動(dòng)裝置，齒輪5隨蝸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)與定子2轉(zhuǎn)動(dòng)同步。定子2設(shè)在殼體I上，定子2轉(zhuǎn)動(dòng)方向取決于蝸桿4傳動(dòng)方向。轉(zhuǎn)子3設(shè)在定子2上。轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)向與定子2轉(zhuǎn)向相同。轉(zhuǎn)子3磁極位于定子2相鄰兩磁極之間。轉(zhuǎn)子3磁極與定子2磁極采用咬合組合結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子3磁極進(jìn)到定子2相鄰兩磁極之間內(nèi)。轉(zhuǎn)子3磁極極性不變，定子2磁極極性交替變化或轉(zhuǎn)子3磁極極性交替變化，定子2磁極極性不變。
[0015]在圖2中，本發(fā)明轉(zhuǎn)子3磁極與定子2磁極也可以采用內(nèi)外組合結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子3磁極設(shè)置在定子2磁極內(nèi)徑內(nèi)。
[0016]在圖3中，本發(fā)明轉(zhuǎn)子3磁極與定子2磁極也可以采用半包組合結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子3磁極有二面或三面與定子2磁極相對(duì)應(yīng)或定子2磁極有二面或三面與轉(zhuǎn)子3磁極相對(duì)應(yīng)。
[0017]在圖4中，本發(fā)明轉(zhuǎn)子3與定子2也可以采用面面組合結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子3設(shè)置在左邊，定子2設(shè)置在右邊或轉(zhuǎn)子3設(shè)置在右邊，定子2設(shè)置在左邊。
[0018]采用轉(zhuǎn)子3磁極極性不變，定子2磁極極性交替變化設(shè)計(jì)的，當(dāng)開始工作時(shí)，鎖定器6首先對(duì)定子2或蝸桿4快速解鎖，定子2或蝸桿4進(jìn)入工作狀態(tài)，設(shè)此時(shí)定子2磁極極性與相鄰轉(zhuǎn)子3磁極極性相同，磁性排斥力將同時(shí)作用于定子2和轉(zhuǎn)子3上。由于定子2運(yùn)動(dòng)受蝸桿4糟限制，定子2只能順蝸桿4傳動(dòng)方向前進(jìn)，則不能逆蝸桿4傳動(dòng)方向倒退。若此時(shí)定子2運(yùn)動(dòng)方向與蝸桿4傳動(dòng)方向不相同，蝸桿4不工作，定子2受蝸桿4糟限制不能動(dòng)，故磁性排斥力只能作用于轉(zhuǎn)子3上，推動(dòng)轉(zhuǎn)子3運(yùn)動(dòng)到定子2下一個(gè)異性磁極位置時(shí)停止。至此，轉(zhuǎn)子3移動(dòng)了一步。隨后，定子2磁極極性改變，定子2和轉(zhuǎn)子3同時(shí)受到相反磁性力的作用，由于轉(zhuǎn)子3受運(yùn)動(dòng)慣性和帶負(fù)載的制約，對(duì)相反力矩的反應(yīng)慢，定子2狀況卻不存在轉(zhuǎn)子3這些制約因素，對(duì)力矩反應(yīng)速度快，而且，此時(shí)蝸桿4工作，蝸桿4傳動(dòng)方向又與定子2運(yùn)動(dòng)方向相同，故定子2能夠朝轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)方向迅速跟進(jìn)一步，使定子2又回到與轉(zhuǎn)子3相對(duì)應(yīng)的起初位置。如此反復(fù)循環(huán)，轉(zhuǎn)子3便在磁性力推動(dòng)下，步步向前運(yùn)動(dòng)，定子2同樣在磁性力作用下步步向前跟進(jìn)。當(dāng)改變蝸桿4傳動(dòng)方向時(shí)，定子2和轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)方向也隨之改變。當(dāng)停止工作時(shí)，鎖定器6會(huì)快速將定子2或蝸桿6鎖定，制止定子2或蝸桿6的慣性運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子3和定子2的運(yùn)動(dòng)步數(shù)與定子2磁極極性交替變化次數(shù)相關(guān)。如果采用轉(zhuǎn)子3磁極極性交替變化，定子2磁極極性不變設(shè)計(jì)，其工作原理與上述相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.邁步式步進(jìn)電機(jī)，它主要由殼體1、定子2、轉(zhuǎn)子3、蝸桿4、齒輪5、鎖定器6組成，其特征在于殼體I上設(shè)有鎖定器6，對(duì)停止工作狀態(tài)的定子2或蝸桿4進(jìn)行鎖定，或者殼體I上也可以不設(shè)鎖定器6，蝸桿4設(shè)在殼體I上，齒輪5固定在定子2上，蝸桿4與齒輪5組成傳動(dòng)裝置，齒輪5隨蝸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)與定子2轉(zhuǎn)動(dòng)同步，定子2設(shè)在殼體I上，定子2轉(zhuǎn)動(dòng)方向取決于蝸桿4傳動(dòng)方向，轉(zhuǎn)子3設(shè)在定子2上，轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)向與定子2轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)子3磁極位于定子2相鄰兩磁極之間。轉(zhuǎn)子3磁極極性不變,定子2磁極極性交替變化或轉(zhuǎn)子3磁極極性交替變化，定子2磁極極性不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子3磁極和定子2磁極，其特征在于轉(zhuǎn)子3磁極與定子2磁極可以采用咬合組合結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子3磁極進(jìn)到定子2相鄰兩磁極之間內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子3磁極和定子2磁極，其特征在于轉(zhuǎn)子3磁極與定子2磁極也可以采用內(nèi)外組合結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子3磁極設(shè)置在定子2磁極內(nèi)徑內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子3磁極和定子2磁極，其特征在于轉(zhuǎn)子3磁極和定子2磁極也可以采用半包組合結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子3磁極有二面或三面與定子2磁極相對(duì)應(yīng)或定子2磁極有二面或三面與轉(zhuǎn)子3磁極相對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子3和定子2，其特征在于轉(zhuǎn)子3與定子2也可以采用面面組合結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子3設(shè)置在左邊，定子2設(shè)置在右邊或轉(zhuǎn)子3設(shè)置在右邊，定子2設(shè)置在左邊。
【專利摘要】邁步式步進(jìn)電機(jī)主要由殼體、定子、轉(zhuǎn)子、蝸桿、齒輪等組成，本發(fā)明采用定子與轉(zhuǎn)子邁步式步進(jìn)推動(dòng)原理，由定子推動(dòng)轉(zhuǎn)子邁進(jìn)一步，隨后定子再跟進(jìn)一步，依次循環(huán)不斷，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子步進(jìn)次數(shù)與定子極性交替變化次數(shù)相關(guān)，步幅精確。它具有能源利用率高，起動(dòng)力矩大，發(fā)熱少，體積小，重量輕，大功率，制造工藝簡單，低碳環(huán)保和可作低速電機(jī)使用等特點(diǎn)。
【IPC分類】H02K37-24
【公開號(hào)】CN104779767
【申請?zhí)枴緾N201410034875
【發(fā)明人】周宗元
【申請人】周宗元
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月15日