專利名稱：旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)及其無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器，以及使用該無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的旋 轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)電動(dòng)舵機(jī)主要使用接觸式電位計(jì)與光盤編碼器作為測量舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度 的部件。然而接觸式電位計(jì)由于轉(zhuǎn)子部分與定子部分相接觸，會(huì)發(fā)生接觸磨損，所以存在可 靠性低、不易維護(hù)、溫度影響大的問題。而光盤編碼器受溫度影響大，抗震能力弱，因此可靠 性和精度較低。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)電動(dòng)舵機(jī)接觸式電位計(jì)可靠性低、溫差 影響大的問題，本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)的可靠性高、溫差影響小的無 接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器。另外，本實(shí)用新型還提供一種使用該無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器，其包括軸承、定子鐵心、轉(zhuǎn) 子、定子外殼以及轉(zhuǎn)子支架，所述轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子支架固定，所述定子鐵心上開槽放置激磁繞 組和輸出繞組，定子鐵心以定子外殼的左端臺(tái)階孔為定位孔粘在定子外殼內(nèi)圓上，組成定 子，并由軸承定位固定，所述定子外殼與定子、轉(zhuǎn)子共同構(gòu)成磁路，所述定子和轉(zhuǎn)子之間存 在間隙，且二者可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。所述無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子由鐵鎳軟磁合金沖片疊壓而成，定子的沖 片厚度為0. 2mm?！N旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)，其包括舵機(jī)輸出軸、卡圈、無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器、諧波減速 器、無刷直流電動(dòng)機(jī)、舵機(jī)前蓋以及舵機(jī)殼體，其中，所述無接觸旋轉(zhuǎn)變壓器環(huán)繞舵機(jī)輸出 軸設(shè)置，且由舵機(jī)前蓋和舵機(jī)殼體包覆，其中，所述無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器包括軸承、定子鐵 心、轉(zhuǎn)子、定子外殼以及轉(zhuǎn)子支架，所述轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子支架套在舵機(jī)輸出軸上，所述定子鐵 心上開槽放置激磁繞組和輸出繞組，定子鐵心以定子外殼的左端臺(tái)階孔為定位孔粘在定子 外殼內(nèi)圓上，組成定子，定子以軸承的右端面定位，靠向左端的舵機(jī)前蓋，而軸承靠住舵機(jī) 輸出軸的臺(tái)階，所述裝有軸承的舵機(jī)輸出軸設(shè)置在舵機(jī)殼體內(nèi)，并由右端的軸承的左端面 壓住定子，所述舵機(jī)輸出軸末端通過諧波減速器和諧波減速器柔輪與無刷直流電動(dòng)機(jī)相 連，另外，所述定子外殼與定子、轉(zhuǎn)子共同構(gòu)成磁路，所述定子和轉(zhuǎn)子之間存在間隙，且二者 可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。所述定子和轉(zhuǎn)子由鐵鎳軟磁合金沖片疊壓而成，定子的沖片厚度選擇0. 2mm。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)由無刷直流電動(dòng)機(jī)、無接觸式旋 轉(zhuǎn)變壓器和改良后的諧波減速器組成。無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)主要分為外殼、定子部 件、轉(zhuǎn)子部件、軸承等零部件，外殼與定、轉(zhuǎn)子共同構(gòu)成磁路。[0010]本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子上不放置繞組，轉(zhuǎn)動(dòng)部分不需要電功率，且靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分 之間沒有接觸連接，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。所述無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器通過利用轉(zhuǎn)子和定子 之間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變磁場，并測量與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的感應(yīng)電壓，從而實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速的測量，并進(jìn)一步得到旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)速。因此本實(shí)用新型無接 觸式旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)簡單、線性度好、工作可靠性高、無磨損、易維護(hù)、溫漂小等優(yōu)點(diǎn)。所應(yīng) 用的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)對應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，精度高，易于維護(hù)的特點(diǎn)，因此具有較大 的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
圖1是本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)一較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-舵機(jī)輸出軸、2-卡圈、3-軸承、4-定子鐵心、5-轉(zhuǎn)子、6-諧波減速器、7-諧 波減速器柔輪、8-無刷直流電動(dòng)機(jī)、9-舵機(jī)前蓋、10-定子外殼、11-轉(zhuǎn)子支架、12-舵機(jī)殼 體。
具體實(shí)施方式
下面對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，其是本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)一較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。所述旋轉(zhuǎn) 電動(dòng)舵機(jī)包括舵機(jī)輸出軸1、卡圈2、無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器、諧波減速器6、無刷直流電動(dòng)機(jī) 8、舵機(jī)前蓋9以及舵機(jī)殼體12。所述無接觸旋轉(zhuǎn)變壓器環(huán)繞舵機(jī)輸出軸1設(shè)置，且由舵機(jī) 前蓋9和舵機(jī)殼體12包覆。所述舵機(jī)輸出軸1末端通過諧波減速器剛輪和諧波減速器柔 輪7與無刷直流電動(dòng)機(jī)8相連。所述無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器包括軸承3、定子鐵心4、轉(zhuǎn)子5、定子外殼10以及轉(zhuǎn)子支 架11。無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子5通過轉(zhuǎn)子支架11套在舵機(jī)輸出軸1上。所述定子鐵 心4上開槽放置激磁繞組和輸出繞組，定子鐵心4以定子外殼10的左端臺(tái)階孔為定位孔 粘在定子外殼10內(nèi)圓上，組成定子。然后將定子以軸承3的右端面定位，靠向左端的舵機(jī) 前蓋9，再將軸承3靠住舵機(jī)輸出軸1的臺(tái)階，將裝有軸承3的舵機(jī)輸出軸1裝進(jìn)舵機(jī)殼體 12，用右端的軸承3的左端面壓住定子。所述無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的定子外殼10與定子、轉(zhuǎn)子共同構(gòu)成磁路，其中，定子 由高飽和磁密的鐵鎳軟磁合金沖片疊壓而成，沖片厚度選擇0. 2mm,以有效減小渦流損耗。 所述轉(zhuǎn)子5也選用同種材料，也采用沖片疊壓的方式，然而轉(zhuǎn)子5上不放置繞組，也就是說 轉(zhuǎn)動(dòng)部分不需要電功率。因此靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間沒有接觸連接，結(jié)構(gòu)簡單，工作可罪。本實(shí)用新型的工作原理是利用無刷直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)諧波減速器的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生 諧波，柔輪的部分齒與剛輪的部分齒進(jìn)行嚙合，從而使柔輪與凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。柔輪與舵 機(jī)輸出軸1連接實(shí)現(xiàn)減速，同時(shí)帶動(dòng)無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在無接觸式旋 轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子5之間的氣隙中產(chǎn)生交變磁場，因?yàn)榧ご爬@組和輸出繞組之間存在 互感，所以在輸出繞組中感應(yīng)出一個(gè)與轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)角度成比例的電信號。當(dāng)轉(zhuǎn)子5的對稱 軸線與激磁繞組或輸出繞組的中心重合時(shí)，輸出繞組的感應(yīng)電壓為零。如果轉(zhuǎn)子5向一個(gè) 方向轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出電壓與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度成比例增加，從而可測量出當(dāng)前旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。 因此本實(shí)用新型無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器通過利用轉(zhuǎn)子和定子之間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生 交變磁場，并測量與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的感應(yīng)電壓，從而實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的測量，并進(jìn)一步 得到旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)速。因此本實(shí)用新型無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)簡 單、線性度好、工作可靠性高、無磨損、易維護(hù)、溫漂小等優(yōu)點(diǎn)。相應(yīng)的，所應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)電動(dòng) 舵機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、測量精度高、易于維護(hù)的特點(diǎn)，因此具有較大的實(shí)際使用價(jià) 值。
權(quán)利要求1.一種無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于包括軸承C3)、定子鐵心(4)、轉(zhuǎn)子( 、定子 外殼(10)以及轉(zhuǎn)子支架(11)，所述轉(zhuǎn)子( 通過轉(zhuǎn)子支架(11)固定，所述定子鐵心(4)上 開槽放置激磁繞組和輸出繞組，定子鐵心(4)以定子外殼(10)的左端臺(tái)階孔為定位孔粘在 定子外殼(10)內(nèi)圓上，組成定子，并由軸承C3)定位固定，所述定子外殼(10)與定子、轉(zhuǎn)子 共同構(gòu)成磁路，所述定子和轉(zhuǎn)子之間存在間隙，且二者可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于所述定子和轉(zhuǎn)子由鐵鎳軟 磁合金沖片疊壓而成。
3.如權(quán)利要求2所述的無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于所述定子沖片厚度選擇 0. 2mmο
4.一種旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)，其特征在于包括舵機(jī)輸出軸(1)、卡圈O)、無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓 器、諧波減速器(6)、無刷直流電動(dòng)機(jī)( 、舵機(jī)前蓋(9)以及舵機(jī)殼體(12)，其中，所述無接 觸旋轉(zhuǎn)變壓器環(huán)繞舵機(jī)輸出軸(1)設(shè)置，且由舵機(jī)前蓋(9)和舵機(jī)殼體(1 包覆，其中，所 述無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器包括軸承( 、定子鐵心(4)、轉(zhuǎn)子( 、定子外殼(10)以及轉(zhuǎn)子支架(11)，所述轉(zhuǎn)子( 通過轉(zhuǎn)子支架(11)套在舵機(jī)輸出軸(1)上，所述定子鐵心(4)上開槽 放置激磁繞組和輸出繞組，定子鐵心(4)以定子外殼(10)的左端臺(tái)階孔為定位孔粘在定子 外殼(10)內(nèi)圓上，組成定子，定子以軸承C3)的右端面定位，靠向左端的舵機(jī)前蓋(9)，而軸 承C3)靠住舵機(jī)輸出軸(1)的臺(tái)階，所述裝有軸承(3)的舵機(jī)輸出軸(1)設(shè)置在舵機(jī)殼體(12)內(nèi)，并由右端的軸承(3)的左端面壓住定子，所述舵機(jī)輸出軸(1)末端通過諧波減速 器(6)和諧波減速器柔輪(7)與無刷直流電動(dòng)機(jī)⑶相連，另外，所述定子外殼(10)與定 子、轉(zhuǎn)子共同構(gòu)成磁路，所述定子和轉(zhuǎn)子之間存在間隙，且二者可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)，其特征在于所述定子和轉(zhuǎn)子由鐵鎳軟磁合金 沖片疊壓而成。
6.如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)，其特征在于所述定子沖片厚度選擇0.2mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器，以及使用該無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)。本實(shí)用新型無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器包括軸承、定子鐵心、轉(zhuǎn)子、定子外殼以及轉(zhuǎn)子支架，所述轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子支架固定，所述定子鐵心上開槽放置激磁繞組和輸出繞組，定子鐵心以定子外殼的左端臺(tái)階孔為定位孔粘在定子外殼內(nèi)圓上，組成定子，并由軸承定位固定，所述定子外殼與定子、轉(zhuǎn)子共同構(gòu)成磁路，所述定子和轉(zhuǎn)子之間存在間隙，且二者可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)電動(dòng)舵機(jī)以及其無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間沒有接觸連接，且二者可相對轉(zhuǎn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠性高、易維護(hù)等特點(diǎn)，具有較大實(shí)際使用價(jià)值。
文檔編號H01F38/18GK201829334SQ201020299189
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者劉元度, 李珍, 溫改軍, 牛艷艷, 王東輝, 萇輝, 閆波 申請人:中國航空工業(yè)第六一八研究所