本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)總的來說有以下兩種結(jié)構(gòu)：一種是轉(zhuǎn)子在外，定子在內(nèi)；另一種是定子在外，轉(zhuǎn)子外內(nèi)。而具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)采用交叉滾子軸承做支撐，交叉滾子軸承安裝于電機(jī)的上端，加厚了電機(jī)的高度，使得電機(jī)的安裝條件受到了限制，降低了其通用性。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)高度大，通用性差的問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子組件及定子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括：上端蓋，固定連接于上端蓋下端面的外轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸，固定連接于轉(zhuǎn)軸下端的下軸承蓋，所述外轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)固定有磁體，其中，所述定子組件包括：由外到內(nèi)依次設(shè)置于磁體與轉(zhuǎn)軸之間的繞組、軸承座及軸承，所述軸承座下端固定連接有電機(jī)底座，所述繞組由定子鐵芯及纏繞于定子鐵芯上的繞線組成，所述定子鐵芯上端面或軸承座上端面固定有一碼盤讀頭，所述碼盤讀頭上方適配有一隨轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)的軸向反射式光電碼盤。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述繞組選擇為分?jǐn)?shù)槽集中繞組。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述碼盤讀頭固定于所述軸承座上端面，所述軸向反射式光電碼盤固定于所述轉(zhuǎn)軸，所述定子鐵芯上端面與軸承座上端面共用一平面，所述碼盤讀頭固定于該平面，所述軸向反射式光電碼盤固定于所述上端蓋。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述軸承設(shè)置有兩個，分別為上軸承及下軸承；所述軸承座內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置有一限位凸起；所述上軸承下端支撐于所述限位凸起，上端貼合于轉(zhuǎn)軸；所述下軸承上端面限位于所述限位凸起。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)軸下端面固定有下軸承蓋，所述下軸承下端面支撐于所述下軸承蓋。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子組件由且僅由所述上端蓋、外轉(zhuǎn)子、磁體、轉(zhuǎn)軸、下軸承蓋及軸向反射式光電碼盤組成。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述定子組件由且僅由所述繞組、軸承座、上軸承、下軸承、電機(jī)底座及碼盤讀頭組成。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述外轉(zhuǎn)子下端延伸設(shè)置有一旋轉(zhuǎn)凸起，所述電機(jī)底座上端適配所述旋轉(zhuǎn)凸起設(shè)置有一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向槽，所述旋轉(zhuǎn)凸起及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向槽皆呈環(huán)型。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)還包括：連接組件，由第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓及第四螺栓組成；

所述上端蓋與外轉(zhuǎn)子經(jīng)由所述第一螺栓連接，所述上端面適配所述第一螺栓設(shè)置有第一收容槽，所述外轉(zhuǎn)子適配所述第一螺栓設(shè)置有第一螺紋孔；

所述上端蓋與轉(zhuǎn)軸經(jīng)由所述第二螺栓連接，所述上端蓋適配第二螺栓設(shè)置有第二收容槽，所述轉(zhuǎn)軸適配所述第二螺栓設(shè)置有第二螺紋孔；

所述電機(jī)底座與軸承座經(jīng)由所述第三螺栓連接，所述電機(jī)底座適配所述第三螺栓設(shè)置有第三收容槽，所述軸承座適配所述第三螺栓設(shè)置有第三螺紋孔；

所述下軸承蓋與轉(zhuǎn)軸經(jīng)由所述第四螺栓連接，所述下軸承蓋適配所述第四螺栓設(shè)置有第四收容槽，所述轉(zhuǎn)軸適配所述第四螺栓設(shè)置有第四螺紋孔。

優(yōu)選方案中，所述的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，其中，所述上端蓋內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一軸承孔，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置有第二軸承孔，所述下軸承蓋設(shè)置有第三軸承孔，所述電機(jī)底座設(shè)置有第四軸承孔，所述第一軸承孔、第二軸承孔、第三軸承孔及第四軸承孔的直徑相同。

本發(fā)明所提供的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)，由于采用了固定于上端蓋下端面的外轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸，依次設(shè)置于外轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸之間的繞組、軸承座及軸承，以及設(shè)置于軸承下端的電機(jī)底座，設(shè)置于定子鐵芯上端面或軸承座上端面的碼盤讀頭，與碼盤讀頭適配的軸向反射式光電碼盤；使得外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)可采用內(nèi)置于電機(jī)定子鐵芯的軸承，不必使用外接交叉滾子軸承，減小了電機(jī)的整體高度，提高了電機(jī)通用性；而且通過軸向反射式光電碼盤與帶細(xì)分或正余弦輸出的高精度碼盤讀頭的配合，使軸向反射式光電碼盤可制作成片狀，給進(jìn)一步降低電機(jī)的高度及體積留出了余地。

附圖說明

圖1是本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)另一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號說明：1、上端蓋，2、外轉(zhuǎn)子，3、轉(zhuǎn)軸，4、軸承座，5、下軸承蓋，6、電機(jī)底座，7、電機(jī)定子鐵芯及繞組，8、磁體，9、軸向反射式碼盤，10、碼盤數(shù)頭，11、上軸承，12、下軸承，14、容膠槽。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)另一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明所提供的外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)（可簡稱為電機(jī)）與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要有以下兩個重點改進(jìn)，第一、本發(fā)明采用內(nèi)置于電機(jī)（此處內(nèi)置是指設(shè)置于上端蓋、外轉(zhuǎn)子及電機(jī)底座形成的內(nèi)腔）的軸承，而現(xiàn)有技術(shù)采用交叉滾子軸承，將其設(shè)置于電機(jī)外部，必然增加其高度，那么安裝空間有限的設(shè)備就無法采用該種電機(jī)，通用性差是必然的；第二、本發(fā)明通過軸向反射式光電碼盤，并將其設(shè)置為片狀，而后通過位于其正下方的碼盤讀頭檢測電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度，可以將電機(jī)的整體尺寸做到更小。

所述外轉(zhuǎn)子永磁伺服電機(jī)包括：轉(zhuǎn)子組件、定子組件及連接組件，在進(jìn)一步地優(yōu)選實施例中，電機(jī)由且僅由三者組成，也就是說，除三個組件外，不包含其他任何零部件。當(dāng)然，連接組件可以不設(shè)置，而由其他連接方式替代，如卡扣連接等。

如圖1及圖2所示，所述轉(zhuǎn)子組件包括：上端蓋1、貼合于所述上端蓋1下端面外邊緣的外轉(zhuǎn)子2、貼合于所述上端蓋1下端面內(nèi)邊緣的轉(zhuǎn)軸3、軸向反射式光電碼盤9、貼合于所述外轉(zhuǎn)子2內(nèi)側(cè)的磁體8及固定于轉(zhuǎn)軸3下端面的下軸承蓋5。在進(jìn)一步地較佳實施例中，所述轉(zhuǎn)子組件由且僅由上述結(jié)構(gòu)組成。

所述上端蓋1的下端外緣設(shè)置有旋轉(zhuǎn)凸臺外轉(zhuǎn)子2上端內(nèi)孔套裝在外部，再經(jīng)由第一螺栓連接，所述上端蓋1的下端內(nèi)緣設(shè)置有旋轉(zhuǎn)凹臺轉(zhuǎn)軸3上端套裝在內(nèi)部，再經(jīng)由第二螺栓連接，所述上端蓋1適配所述第一螺栓及第二螺栓分別設(shè)置有第一收容槽及第二收容槽，所述外轉(zhuǎn)子2適配所述第一螺栓設(shè)置有第一螺紋孔，所述轉(zhuǎn)軸3適配所述第二螺栓設(shè)置有第二螺紋孔。所述第一螺栓及第二螺栓為連接組件的重要組成部分，分別設(shè)置有多個間隔設(shè)置于上端蓋1。根據(jù)第一收容槽、第一螺紋孔、第二收容槽及第二螺紋孔的設(shè)置位置可知，在裝配時，第一螺栓經(jīng)過上端蓋1后擰緊于外轉(zhuǎn)子2，同理，第二螺栓經(jīng)過上端蓋1后擰緊于轉(zhuǎn)軸3，螺栓連接的形式裝配方便性及穩(wěn)定性高。

所述外轉(zhuǎn)子2下端向下延伸設(shè)置有一旋轉(zhuǎn)凸起，所述電機(jī)底座6上端適配所述旋轉(zhuǎn)凸起設(shè)置有一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向槽，所述旋轉(zhuǎn)凸起及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向槽皆呈環(huán)型。所述外轉(zhuǎn)子2上端向上延伸設(shè)置有一卡合凸起，而所述上端蓋1適配所述卡合凸起設(shè)置有一卡合槽，所述卡合凸起由外轉(zhuǎn)子2外緣向內(nèi)延伸，約占外轉(zhuǎn)子2上端面尺寸的1/4至1/3，卡合凸起再向內(nèi)即為第一螺栓的設(shè)置位置。

所述軸向反射式光電碼盤9優(yōu)選設(shè)置成環(huán)狀，其上刻畫有反射光的刻度條，用于作為檢測電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的依據(jù)。其具體設(shè)置位置由以下兩種方案：

如圖1所示，第一、所述碼盤讀頭10固定于所述軸承座4上端面，所述軸向反射式光電碼盤9固定于所述轉(zhuǎn)軸3。

如圖2所示，第二、所述定子鐵芯上端面與軸承座4上端面共用一平面，所述碼盤讀頭10固定于該平面，所述軸向反射式光電碼盤9固定于所述上端蓋1。也就是說，碼盤讀頭10的具體設(shè)置位置可以有三種形式：1、固定于定子鐵芯上端面；2、固定于軸承座4上端面；3、一部分固定于定子鐵芯上端面，另一部分固定于軸承座4上端面。

所述定子組件包括：由外向內(nèi)依次設(shè)置的繞組7、軸承座4及軸承，以及固定連接于軸承座4下端的電機(jī)底座6，碼盤讀頭10。所述軸承設(shè)置有上下兩個，在進(jìn)一步的較佳實施例中，所述定子組件由且僅由所述繞組7、軸承座4、上軸承11、下軸承12、電機(jī)底座6及碼盤讀頭10組成。

所述繞組7由定子鐵芯及繞線兩部分組成，采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組。所述繞組7與磁體8之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)間隙，用于防止磁體8與繞組7相互磨擦。

所述軸承座4內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置有一限位凸起；所述上軸承11下端支撐于所述限位凸起，上端貼合于上端蓋1；所述下軸承12上端面限位于所述限位凸起，下端面支撐于所述下軸承蓋5。也就是說，所述軸承座4呈順時針旋轉(zhuǎn)90°的“凸”字型。

所述電機(jī)底座6的上端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)凸臺軸承座4套裝在上面，再經(jīng)由第三螺栓連接，所述電機(jī)底座6適配所述第三螺栓設(shè)置有第三收容槽，所述軸承座4適配所述第三螺栓設(shè)置有第三螺紋孔。所述下軸承蓋5與轉(zhuǎn)軸3經(jīng)由所述第四螺栓連接，所述下軸承蓋5適配所述第四螺栓設(shè)置有第四收容槽，所述轉(zhuǎn)軸3適配所述第四螺栓設(shè)置有第四螺紋孔，通過控制轉(zhuǎn)軸3與軸承座4長度方向的安裝間隙及第四螺栓的緊固力矩給軸承加一個軸向予緊力使轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)時沒有轉(zhuǎn)動間隙。

在本發(fā)明較佳實施例圖1中，軸向反射式光柵碼盤圓環(huán)片9，在轉(zhuǎn)軸3上的安裝精度是提高此外轉(zhuǎn)子永磁直驅(qū)伺服電機(jī)控制精度的關(guān)鍵，在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時軸向反射式光柵碼盤圓環(huán)片的軸向跳動和光柵中心的徑向擺動要盡可能的小，此具體實施例中在轉(zhuǎn)軸3上設(shè)置了容膠槽14，軸向反射式光柵碼盤圓環(huán)片的非反射面緊靠在轉(zhuǎn)軸3的上部平面，在容膠槽14處和轉(zhuǎn)軸3粘結(jié)，減小了膠層厚度變化對安裝精度的影響。

在本發(fā)明較佳實施例中，所述連接組件即由所述第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓及第四螺栓組成。

在本發(fā)明較佳實施例中，所述上端蓋與外轉(zhuǎn)子間可以壓鑄成型加工成一體，省去了相應(yīng)的連接組件第一螺栓，上端蓋與轉(zhuǎn)軸間可以壓鑄成型加工成一體，省去了相應(yīng)的連接組件第二螺栓。

在本發(fā)明較佳實施例中，所述的軸承優(yōu)先選用角接觸軸承，檢測電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度，也可以采用磁柵、多級旋轉(zhuǎn)變壓器等等。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。