一种可连续旋转的伺服轴系结构的制作方法

专利检索2025-03-22  15


本发明属于伺服轴系,具体涉及一种可连续旋转的伺服轴系结构。


背景技术:

1、在某类小型精密设备中,伺服轴系结构常用于实现负载的高精度连续旋转,并将负载的供电和控制线缆引出。因此伺服轴系结构一般包括电滑环、电机、伺服外壳、位置反馈装置、伺服转轴和轴承等。同时,伺服轴系的中心过孔中还需要安装或避让其它设备,所以对于这类小型精密设备中的伺服轴系结构,需同时满足外径小、中心过孔大、轴向尺寸小以及可连续旋转等严苛要求。

2、目前这种可连续旋转的伺服轴系结构,多采用逐级缩小口径的方式,逐层布局环状电滑环、电机、旋转变压器以及采用一大一小两个轴承支撑伺服转轴,这种伺服轴系结构的中心过孔呈现一端大一端小的状态。如若采用圆柱式电滑环的伺服轴系方案,甚至会将伺服轴系的中心过孔完全占用。

3、这些伺服轴系结构虽然可以达到连续旋转的要求,但难以达到中心过孔最大化,无法安装或避让深入到过孔中的精密设备,而且旋转变压器的转子端引出线缆需引入电滑环,增加了电滑环的传输路数和布线困难。同时,伺服轴系的轴向尺寸较大,不适应小型精密设备中狭小空间的安装要求。


技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种可连续旋转的伺服轴系结构,以解决目前常见的小口径可连续旋转的伺服轴系结构难以达到中心过孔最大化和轴向尺寸最小化,不适应小型精密设备中安装使用的问题。

2、一种可连续旋转的伺服轴系结构,包括外壳、伺服转轴、电滑环、电机和编码器;

3、所述伺服转轴通过上下间隔布设的轴承设置于该外壳内部,所述伺服转轴内设置有中心过孔,且该中心过孔用于安装或避让深入到该中心过孔中的设备;

4、所述电滑环、所述电机和所述编码器上下间隔设置,所述电滑环包括电滑环定子和电滑环转子,所述电机包括电机定子和电机转子,所述编码器包括编码器定子和编码器转子;

5、所述电滑环定子、所述电机定子和所述编码器定子安装在所述外壳上,所述电滑环转子、所述电机转子和所述编码器转子安装在伺服转轴上,且所述电机转子嵌套布设在相邻两个轴承之间,所述电机定子布设于轴承的外侧。

6、进一步的,所述外壳包括轴向相接的伺服上外壳和伺服下外壳,所述伺服上外壳和所述伺服下外壳均为圆环状结构,且所述伺服上外壳和所述伺服下外壳的内部均设有用于安装轴承的轴承孔。

7、进一步的,所述伺服上外壳和所述伺服下外壳之间通过销钉定位相接,且两者之间通过沿圆周间隔分布的紧固件进行轴向紧固。

8、进一步的,在所述伺服上外壳与所述伺服下外壳装配在一起后,所述伺服上外壳中的轴承孔和所述伺服下外壳中的轴承孔一体加工而成。

9、进一步的,一体加工完轴承孔后的所述伺服上外壳与所述伺服下外壳标记为配对使用,以保证两个轴承安装的同轴精度。

10、进一步的,轴承通过隔圈和压圈安装固定在所述伺服上外壳与伺服转轴之间,或者轴承通过隔圈和压圈安装固定在所述伺服下外壳与伺服转轴之间;且在轴承安装时,通过匹配适配厚度的调整垫片,以实现轴承的预紧控制以及对所述伺服转轴的定位。

11、进一步的,所述电机定子安装在所述伺服上外壳内孔中,所述电机转子安装在所述伺服转轴外圆上;所述电机转子位于两个轴承中间,该电机转子与上部轴承的内圈通过所述隔圈隔开,且该电机转子通过安装在所述伺服转轴上的所述压圈固定。

12、进一步的,所述电滑环包括电滑环定子和电滑环转子;其中,所述电滑环定子安装在所述伺服上外壳内孔中,所述电滑环转子安装在所述伺服转轴外圆上;

13、在实施时,随所述伺服转轴转动的负载线缆与所述电滑环转子连接,所述电滑环定子下方引出固定线缆从所述电机定子外侧的过线槽引出。

14、进一步的,由所述电滑环定子下方引出的固定线缆通过固定夹固定在该过线槽侧壁上。

15、进一步的,还包括位置反馈装置,所述位置反馈装置为只有定子端出线的环状编码器,该编码器包括编码器定子和编码器转子;其中,所述编码器定子安装在所述伺服下外壳上,所述编码器转子安装在所述伺服转轴下部,所述编码器定子端出线朝向该伺服轴系结构的外部。

16、本发明的有益效果为:

17、本发明提供了一种可连续旋转的伺服轴系结构。本发明能够实现整个小口径可连续旋转伺服轴系的中心过孔最大化和轴向尺寸最小化,为小型精密设备的紧凑布局和中心过孔安装或避让其它设备提供了解决方案。



技术特征:

1.一种可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:包括外壳、伺服转轴、电滑环、电机和编码器;

2.根据权利要求1所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:所述外壳包括轴向相接的伺服上外壳和伺服下外壳,所述伺服上外壳和所述伺服下外壳均为圆环状结构,且所述伺服上外壳和所述伺服下外壳的内部均设有用于安装轴承的轴承孔。

3.根据权利要求2所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:所述伺服上外壳和所述伺服下外壳之间通过销钉定位相接,且两者之间通过沿圆周间隔分布的紧固件进行轴向紧固。

4.根据权利要求2所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:在所述伺服上外壳与所述伺服下外壳装配在一起后,所述伺服上外壳中的轴承孔和所述伺服下外壳中的轴承孔一体加工而成。

5.根据权利要求4所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:一体加工完轴承孔后的所述伺服上外壳与所述伺服下外壳标记为配对使用,以保证两个轴承安装的同轴精度。

6.根据权利要求2-5中任一所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:轴承通过隔圈和压圈安装固定在所述伺服上外壳与伺服转轴之间,或者轴承通过隔圈和压圈安装固定在所述伺服下外壳与伺服转轴之间;且在轴承安装时,通过匹配适配厚度的调整垫片,以实现轴承的预紧控制以及对所述伺服转轴的定位。

7.根据权利要求6所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:所述电机定子安装在所述伺服上外壳内孔中,所述电机转子安装在所述伺服转轴外圆上;所述电机转子位于两个轴承中间,该电机转子与上部轴承的内圈通过所述隔圈隔开,且该电机转子通过安装在所述伺服转轴上的所述压圈固定。

8.根据权利要求2所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:所述电滑环定子安装在所述伺服上外壳内孔中,所述电滑环转子安装在所述伺服转轴外圆上;

9.根据权利要求8所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:由所述电滑环定子下方引出的固定线缆通过固定夹固定在该过线槽侧壁上。

10.根据权利要求2所述的可连续旋转的伺服轴系结构,其特征在于:所述编码器为只有定子端出线的环状编码器;所述编码器定子安装在所述伺服下外壳上,所述编码器转子安装在所述伺服转轴下部,所述编码器定子端出线朝向该伺服轴系结构的外部。


技术总结
本发明属于伺服轴系技术领域,具体涉及一种可连续旋转的伺服轴系结构。本发明包括外壳、伺服转轴、电滑环、电机和编码器;伺服转轴通过上下间隔布设的轴承设置于该外壳内部,伺服转轴内设置有中心过孔,且该中心过孔用于安装或避让深入到该中心过孔中的设备;电滑环定子、电机定子和编码器定子安装在外壳上,电滑环转子、电机转子和编码器转子安装在伺服转轴上,电滑环、电机和编码器上下间隔设置,且电机转子嵌套布设在相邻两个轴承之间,电机定子布设于轴承的外侧。本发明能够实现整个小口径可连续旋转伺服轴系的中心过孔最大化和轴向尺寸最小化,为小型精密设备的紧凑布局和中心过孔安装或避让其它设备提供了解决方案。

技术研发人员:姚都,李晓玉
受保护的技术使用者:北京遥感设备研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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