一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種驅動機構，尤其涉及一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構。
[0002]
【背景技術】
[0003]傳統(tǒng)的有限轉角無刷力矩驅動機構采用整圓環(huán)形或者半圓環(huán)形結構設計，通過提高氣隙磁感應強度和增加繞組有效匝數(shù)等方式來提高力矩系數(shù)。當體積和重量受限制時，要進一步提高力矩系數(shù)非常困難。并且，半圓環(huán)形結構由于對轉軸存在較大的徑向拉力而容易在系統(tǒng)運行時產生有害的振動。
[0004]

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于怎樣解決驅動機構受體積和重量限制無法提高力矩系數(shù)的問題，提供一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構，能夠將驅動機構的兩個單元布置在力臂最大的位置，在不增加驅動機構體積和重量的前提下，顯著地增加了驅動力矩系數(shù)和力矩-重量比；對稱配置的兩個單元也很好地消除了驅動轉子對轉軸的徑向力，尤其適用于小轉角工作的大尺寸平臺上要求低速平穩(wěn)運行的場合。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是這樣的:一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構，包括驅動軸和兩驅動單元，其特征在于:兩驅動單元對稱分布于驅動軸的兩側；所述驅動單元包括定子和轉子，所述定子由斷面呈弧形的定子鐵芯和嵌于其上的定子繞組構成，所述定子繞組為三相，并按星形方式連接；所述轉子由永磁體和斷面呈弧形的導磁磁軛構成，所述永磁體固定在導磁磁軛上，其中，永磁體充磁方向沿徑向，且N、S極性交替排列；兩驅動單元的定子的兩端分別通過一定子法蘭盤相連，兩驅動單元的轉子的兩端分別通過一轉子法蘭盤相連，且兩驅動單元的轉子通過兩轉子法蘭盤與驅動軸相連。
[0007]進一步地，所述轉子對應的圓心角角度至少為5*n ;定子對應的圓心角角度至少為 3*n ；
式中:0±n為轉動范圍，n=6—8°。
[0008]進一步地，定子繞組的三相電勢相位差為120°電角度，且定子繞組的反電勢波形為正弦波。
[0009]進一步地，每個驅動單元的轉子永磁體磁極為5對，每一個N極和相鄰的S極之間相距角度為5度；與轉子相對應的定子上的定子繞組為三相Y型繞組，且定子繞組分布在中間的三對磁極寬度內。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1、將驅動機構配置成呈中心對稱分布的兩個驅動單元可以將驅動機構的兩個單元布置在力臂最大的位置，在不增加驅動機構體積和重量的前提下，顯著地增加了驅動機構的力矩系數(shù)和力矩-重量比；并且對稱配置的兩個單元也很好地消除了驅動機構轉子對轉軸的徑向力。
[0011]2、本發(fā)明通過增加轉子力臂的方法，提高了有限轉角力矩驅動機構的力矩系數(shù)和力矩重量比，尤其適用于小轉角工作的大尺寸平臺上要求低速平穩(wěn)運行的場合。
[0012]
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結構主視圖。
[0014]圖2是實施例結構示意圖。
[0015]圖3是實施例縱向軸剖視圖。
[0016]圖中:1一定子鐵芯，2—定子繞組，3—永磁體，4一導磁磁軛，5—驅動軸。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]實施例:參見圖1、圖2以及圖3，一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構，包括驅動軸5和兩驅動單元，兩驅動單元對稱分布于驅動軸5的兩側。所述驅動單元包括定子和轉子，所述定子由斷面呈弧形的定子鐵芯I和嵌于其上的定子繞組2構成，所述定子繞組2為三相，并按星形方式連接。定子繞組2的三相電勢相位差為120°電角度，且定子繞組2的反電勢波形為正弦波。
[0020]所述轉子由永磁體3和斷面呈弧形的導磁磁軛4構成，所述永磁體3 (用膠水粘接)固定在導磁磁軛4上，其中，永磁體3充磁方向沿徑向，且N、S極性交替排列。所述轉子對應的圓心角角度至少為5*n ;定子對應的圓心角角度至少為3*n ;式中:0±n為轉動范圍(即轉動弧度所對應的圓心角)，n=6— 8，其中，+/_表示轉動方向，具體實施時，n=6°或8° ;因此，對應地，所述轉子對應的圓心角角度至少為40° ;定子對應的圓心角角度至少為24°。兩驅動單元的定子的兩端分別通過一定子法蘭盤相連，兩驅動單元的轉子的兩端分別通過一轉子法蘭盤相連，且兩驅動單元的轉子通過兩轉子法蘭盤與驅動軸5相連。
[0021 ] 具體實施時，每個驅動單元的轉子永磁體3磁極為5對，每一個N極和相鄰的S極之間相距角度為5度；與轉子相對應的定子上的定子繞組2為三相Y型繞組，且定子繞組2分布在中間的三對磁極寬度內。其中，每相繞組各有3個線圈，每個線圈各有2個元件邊，跨距為3，每個單元共有18個元件邊，相鄰2個元件邊之間的夾角為5/3度(約等于1.67度)。繞組按照整距集中繞組排布，從下到上依次為A+，C-，B+，A-, C+，B-，A+，C-，B+，A-, C+，B-，A+，C-，B+，A-, C+，B-，其中，“ + ”號和號分別表示線圈元件進線方向和出線方向。在定子上安裝有3只霍爾元件，用于感應轉子位置，從而配合驅動機構驅動器，控制電機按照三相6拍方式換向。
[0022]應用時，本驅動機構的定子和產品結構主體的基座固聯(lián)，轉子和結構主體的轉動部分固聯(lián)，使其圍繞結構主體的轉動中心轉動，從而達到蝶形結構轉動的目的。且本驅動結構可設計為外轉子形式也可以設計為內轉子形式，例如定子與軸承內圈固聯(lián)，轉子和軸承外圈固聯(lián)，轉動時繞軸運動。通過驅動器對三相繞組分別通以與其相反電勢相位相同的對稱正弦波電流，這樣可以得到穩(wěn)定的驅動機構輸出力矩。
[0023]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構，包括驅動軸和兩驅動單元，其特征在于:兩驅動單元對稱分布于驅動軸的兩側；所述驅動單元包括定子和轉子，所述定子由斷面呈弧形的定子鐵芯和嵌于其上的定子繞組構成，所述定子繞組為三相，并按星形方式連接；所述轉子由永磁體和斷面呈弧形的導磁磁軛構成，所述永磁體固定在導磁磁軛上，其中，永磁體充磁方向沿徑向，且N、S極性交替排列；兩驅動單元的定子的兩端分別通過一定子法蘭盤相連，兩驅動單元的轉子的兩端分別通過一轉子法蘭盤相連，且兩驅動單元的轉子通過兩轉子法蘭盤與驅動軸相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構，其特征在于:所述轉子對應的圓心角角度至少為5*n ;定子對應的圓心角角度至少為3*n ； 式中:0±n為轉動范圍，n=6—8°。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構，其特征在于:定子繞組的三相電勢相位差為120°電角度，且定子繞組的反電勢波形為正弦波。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構，其特征在于:每個驅動單元的轉子永磁體磁極為5對，每一個N極和相鄰的S極之間相距角度為5度；與轉子相對應的定子上的定子繞組為三相Y型繞組，且定子繞組分布在中間的三對磁極寬度內。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蝶形有限轉角無刷力矩驅動機構，包括驅動軸和兩驅動單元，兩驅動單元對稱分布于驅動軸的兩側；所述驅動單元包括定子和轉子，所述定子由斷面呈弧形的定子鐵芯和嵌于其上的定子繞組構成，所述轉子由永磁體和斷面呈弧形的導磁磁軛構成，所述永磁體固定在導磁磁軛上，兩驅動單元的定子的兩端分別通過一定子法蘭盤相連，兩驅動單元的轉子的兩端分別通過一轉子法蘭盤相連，且兩驅動單元的轉子通過兩轉子法蘭盤與驅動軸相連。本發(fā)明能夠將驅動機構的兩個單元布置在力臂最大的位置，顯著地增加了驅動力矩系數(shù)和力矩-重量比；尤其適用于小轉角工作的大尺寸平臺上要求低速平穩(wěn)運行的場合。
【IPC分類】H02K16-00, H02K29-00
【公開號】CN104795949
【申請?zhí)枴緾N201510231628
【發(fā)明人】魏貴玲, 鄧勁松, 王斌
【申請人】中國電子科技集團公司第二十六研究所
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年5月8日