一種高精度旋轉(zhuǎn)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電機領(lǐng)域，具體涉及一種高精度旋轉(zhuǎn)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]電機是機械領(lǐng)域常用的一種驅(qū)動設(shè)備，較為常見的有具備較強控制性能的伺服電機，可方便地進行轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、角度定位等控制。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的伺服電機，一般采用編碼器進行角度的控制。編碼器的結(jié)構(gòu)一般是光柵式的，采用光電感應(yīng)的方式進行角度信息的定位與控制。然而光柵的密度決定了編碼器所能識別的最小偏轉(zhuǎn)角，即光柵越密，編碼器的分辨率越高。但由于制作工藝的問題，在體積較為細(xì)小的編碼器內(nèi)制作出密集的光柵顯然是不現(xiàn)實的，因而這種設(shè)計的角度定位精度始終有限，最終導(dǎo)致電機的角度定位精度遇到難以突破的瓶頸。
[0004]不難看出，現(xiàn)有技術(shù)還存在一定的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高精度旋轉(zhuǎn)電機，實現(xiàn)高精度角度定位。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種高精度旋轉(zhuǎn)電機，包括定子外殼、后蓋、永磁體、轉(zhuǎn)子、電連接元件、伺服系統(tǒng)和角度定位裝置；永磁體均勻排布于定子外殼的內(nèi)壁；轉(zhuǎn)子位于定子外殼的正中，轉(zhuǎn)子的周圍均勻設(shè)有至少三組繞組，轉(zhuǎn)子的一端在軸向上設(shè)有一條凸出于定子外殼的輸出轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子的另一端在軸向上設(shè)有一條定位轉(zhuǎn)軸；電連接元件與轉(zhuǎn)子上的繞組電連接；后蓋蓋設(shè)于定子外殼的后方，轉(zhuǎn)子的定位轉(zhuǎn)軸凸出于后蓋之外；角度定位裝置與轉(zhuǎn)子的定位轉(zhuǎn)軸連接；角度定位裝置與伺服系統(tǒng)電連接。
[0008]進一步的，所述角度定位裝置包括殼體、封蓋、光敏元件、電荷檢測元件、處理器、充電元件和激光發(fā)射器；殼體呈頂部開放的圓筒形，殼體與后蓋固定連接；光敏元件呈正面朝內(nèi)、背面朝外的環(huán)形，光敏元件設(shè)于殼體的內(nèi)部；電荷檢測元件呈環(huán)形且緊貼于光敏元件的背面設(shè)置；充電元件設(shè)于殼體內(nèi)部且與光敏元件及電荷檢測元件電連接；激光發(fā)生器可旋轉(zhuǎn)活動設(shè)于殼體中部，激光發(fā)生器自殼體中心朝光敏元件的正面設(shè)置，激光發(fā)射器與轉(zhuǎn)子的定位轉(zhuǎn)軸連接；封蓋蓋設(shè)于殼體的頂部；處理器與電荷檢測元件連接，且處理器與伺服系統(tǒng)連接。
[0009]進一步的，所述光敏元件包括光敏電阻層、絕緣層和導(dǎo)電玻璃；導(dǎo)電玻璃呈環(huán)形，位于光敏原件的內(nèi)側(cè)正面；光敏電阻層設(shè)于導(dǎo)電玻璃的外側(cè)且與充電元件電連接；絕緣層覆于光敏電阻層的外側(cè)表面。
[0010]進一步的，所述光敏電阻層為均勻的砸填充層。
[0011]進一步的，所述電荷檢測元件包括環(huán)形導(dǎo)體和連接電極；環(huán)形導(dǎo)體呈環(huán)形，且緊貼于絕緣層設(shè)置，環(huán)形導(dǎo)體與充電元件電連接；連接電極分別與環(huán)形導(dǎo)體及導(dǎo)電玻璃電連接，同時，連接電極與處理器連接。
[0012]進一步的，所述封蓋與殼體之間還設(shè)有密封圈。
[0013]進一步的，上述高精度旋轉(zhuǎn)電機還包括用于圈數(shù)計數(shù)的激光接收器；激光接收器安裝于殼體的內(nèi)壁，位于光敏元件的上方或下方；且激光接收器與處理器連接
[0014]本發(fā)明所提供的一種高精度旋轉(zhuǎn)電機，具有以下優(yōu)點:
[0015]角度定位裝置通過光學(xué)和電學(xué)的方式實現(xiàn)高精度角度定位；
[0016]應(yīng)用性能與一般伺服電機無異，應(yīng)用面廣；
[0017]工作原理相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)角度的實地高精度測量，角度定位裝置與伺服系統(tǒng)形成一個閉環(huán)系統(tǒng)，電機自身制造精度對定位精度的影響較小，誤差容易控制。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明高精度旋轉(zhuǎn)電機的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為角度定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為電荷檢測元件與光敏元件的作用原理示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]100、定子外殼200、后蓋
[0024]300、永磁體400、轉(zhuǎn)子
[0025]500、角度定位裝置600、輸出轉(zhuǎn)軸
[0026]700、繞組800、定位轉(zhuǎn)軸
[0027]1、殼體2、封蓋
[0028]3、光敏元件4、電荷檢測元件
[0029]5、激光發(fā)射器6、導(dǎo)電玻璃
[0030]7、光敏電阻層8、絕緣層
[0031]9、環(huán)形導(dǎo)體
【具體實施方式】
[0032]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例和附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033]實施例
[0034]請參閱圖1，本發(fā)明公開了一種高精度旋轉(zhuǎn)電機，包括定子外殼100、后蓋200、永磁體300、轉(zhuǎn)子400、電連接元件、伺服系統(tǒng)和角度定位裝置500 ;永磁體300均勻排布于定子外殼100的內(nèi)壁；轉(zhuǎn)子400位于定子外殼100的正中，轉(zhuǎn)子400的周圍均勻設(shè)有至少三組繞組700，轉(zhuǎn)子400的一端在軸向上設(shè)有一條凸出于定子外殼100的輸出轉(zhuǎn)軸600，轉(zhuǎn)子400的另一端在軸向上設(shè)有一條定位轉(zhuǎn)軸800 ;電連接元件與轉(zhuǎn)子400上的繞組700電連接；后蓋200蓋設(shè)于定子外殼100的后方，轉(zhuǎn)子400的定位轉(zhuǎn)軸800凸出于后蓋200之外；角度定位裝置500與轉(zhuǎn)子400的定位轉(zhuǎn)軸800連接；角度定位裝置500與伺服系統(tǒng)電連接。
[0035]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)最大的區(qū)別在于采用了特殊的角度定位裝置500來取代一般的旋轉(zhuǎn)編碼器。一般的旋轉(zhuǎn)編碼器采用了光柵的結(jié)構(gòu)，并采用光電感應(yīng)原理進行旋轉(zhuǎn)角度的定位與檢測。這種結(jié)構(gòu)存在較大的技術(shù)瓶頸:光柵的密度決定了旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率，而在有限的體積下設(shè)置高密度的光柵是極其困難的，大大增加了加工制造的難度。
[0036]下面將詳細(xì)講述角度定位裝置500的具體結(jié)構(gòu)和原理:
[0037]請參閱圖2，所述角度定位裝置500包括殼體1、封蓋2、光敏元件3、電荷檢測元件4、處理器、充電元件和激光發(fā)射器5 ;殼體I呈頂部開放的圓筒形，殼體I與后蓋200固定連接；光敏元件3呈正面朝內(nèi)、背面朝外的環(huán)形，光敏元件3設(shè)于殼體I的內(nèi)部；電荷檢測元件4呈環(huán)形且緊貼于光敏元件3的背面設(shè)置；充電元件設(shè)于殼體I內(nèi)部且與光敏元件3及電荷檢測元件4電連接；激光發(fā)射器5可旋轉(zhuǎn)活動設(shè)于殼體I中部，激光發(fā)射器5自殼體I中心朝光敏元件3的正面設(shè)置，激光發(fā)射器5與轉(zhuǎn)子400的定位轉(zhuǎn)軸800連接；封蓋2蓋設(shè)于殼體I的頂部；處理器與電荷檢測元件4連接，且處理器與伺服系統(tǒng)連接。
[0038]現(xiàn)有技術(shù)對于電機旋轉(zhuǎn)角度的定位，一般采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測以及脈沖步進的定位方法。對于脈沖信號而言無法做到輸出與接收百分百響應(yīng)，脈沖的計數(shù)較容易丟失，從而出現(xiàn)誤差。以常見的伺服電機為例，一般將每圈劃分為1000個等份，每等份為一個偏轉(zhuǎn)單元，每偏轉(zhuǎn)單元角度為0.36°，每接收一個脈沖信號則旋轉(zhuǎn)1/1000圈，從而達到控制偏轉(zhuǎn)角度的目的，精度較高。這種設(shè)計存在兩個較大的問題:其一，脈沖信號有一定的丟失率，因而偏轉(zhuǎn)角度容易產(chǎn)生誤差