专利名称：结合传感器使用的马达的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于结合传感器例如解算器和编码器使用的马达的领域。更具体而言，本发明涉及可容易地用于设计结合解算器使用的马达的编码器构造。
背景技术：
许多马达，例如无刷DC伺服马达，在先设计成包括解算器。解算器可用于为马达提供转子的位置信息和速度信息。该信息被外部电子装置所使用以控制转子的速度和位置。
近来，使用编码器代替解算器较为流行。尽管不是对所有应用都适合，人们发现一般地编码器比解算器具有较好的性能。然而使用编码器一般需要改造马达的端罩以安放编码器而不是解算器。需要改造端罩，这是因为编码器的物理尺寸与安装底脚一般地不与结合解算器使用的马达的结构兼容。因此，如果用编码器代替解算器，就需要改造马达的端罩。因此生产需要库存不同的部件以容纳使用解算器或者编码器，从而增加了制造成本。也就是，组装带有不同传感器的马达需要使用不同的工艺，这从而增加了制造所要求的时间。
因此需要一种马达组件，所述马达组件可以容易地既容纳解算器又容纳编码器，而不需使用附加的部件和组装工艺。
发明内容
本发明针对一种可以容易地既容纳解算器又容纳编码器的马达组件。更具体而言，本发明的优选实施方式针对用于设计结合解算器使用的马达的编码器。
根据本发明的第一方面，提供一种可以互换地容纳解算器或者编码器的马达。所述马达带有具有顶部的壳，所述顶部带有位于其中的弯曲的凹进部。可旋转的轴从壳的凹进部中延伸出。在所述轴附近的连接器适于装配在壳的凹进部中。编码器被连接到连接器上并且适于使所述轴能够从其中穿过。因此提供一种可以可互换地容纳解算器或者编码器的马达。
根据本发明的第二方面，提供一种结合马达使用的编码器组件。所述马达具有带有位于其中的弯曲的凹进部的顶表面。可转动的轴从马达的顶表面向外延伸出。编码器包括环形的连接器，所述连接器适于配合在壳的凹进部中。编码器体部连接到所述环形连接器上并且适于使所述轴能够从其中穿过。单个紧固件用于把编码器固定到马达上。
根据本发明的第三方面，提供一种组装具有传感器的马达的方法。所述方法包括提供适于容纳解算器和编码器的马达的步骤。所述方法还包括提供适于可互换地结合解算器和编码器之一使用的其它解算器和编码器的步骤。因此，具有单一构形的马达既可以结合解算器使用也可以结合编码器使用。
所使用的术语“编码器”旨在广义解释为包括不同类型的编码器，诸如光学的、磁性的或者电容性的。
结合附图并参阅下面的详细说明将会很好地理解本发明及其目的和优点。
图1是根据本发明的一种实施方式的包括编码器的马达组件的透视图；图2是如图1中所示的马达组件的分解透视图；图3是如图1-2中所示的马达组件的分解侧视图；图4是如图1-3中所示的马达组件的顶视图；和图5是沿图4中线5-5的横截面图。
具体实施例方式
本发明针对一种与传感器例如编码器一起使用的马达。本领域的技术人员将会理解，本发明中的编码器特别地可以用于无刷的DC伺服马达。然而，本发明可以用于诸如AC伺服马达或者步进马达之类的马达，以及本领域的技术人员所公知的其它马达。还应当认识到，尽管本文说明并图示出光学编码器，本发明具有结合其它类型编码器使用的应用，例如结合磁性或者电容性编码器的应用。另外，本发明可以用于各种应用中，譬如工业机器人。
图1中示出根据本发明的第一实施方式的马达组件10的组装图。所述马达组件10部分地包括马达壳14、连接器18和编码器22。马达壳14是一种常规的零件，例如是由New Ulm，MN的MTSAutomation制造的No.MPM662FME-BM部件。还有，编码器22是一种常规的光学编码器零件，例如是由Gurnee，IL的Danaher Controls制造的No.F142048/61932部件。紧固件，包括螺丝26和卡子28，用于把连接器18固定到马达壳14上。如在图2-3及5所示最清楚，轴或者转子30从马达壳14延伸出并且通过编码器22内的槽或者轴32。紧固件，例如锁紧螺母34和垫圈36用于把编码器22固定到马达轴30上。
参见图2，连接器18包括伺服环40和柔性的或者可弯曲的连接器42。伺服环40包括绕其周边延伸的脊部44。螺丝26和卡子28用于固定伺服环40。如图1和5中所见最清楚，卡子28接合脊部44以把伺服环40固定到马达壳14上，并且更加一般地说，把连接器18固定到马达壳14上。参见2-3，伺服环40还包括自其中延伸向上的对置的销钉50。在伺服环40上还设有对置的切口部分52。在优选实施方式中，伺服环40用塑性材料制造或者用诸如钢或者铝之类的其它材料制造。
柔性连接器42包括多个缝隙或者第一开口58以及多个缝隙或者第二开口60。第一开口58的尺寸做得可以接合伺服环40的销钉50。第二开口60的尺寸做得可以接合多个从编码器22向下延伸的销钉68(如图3中所见)。然后销钉68延伸入进伺服环40的切口部分52中。在优选实施方式中，柔性连接器42由薄的柔性钢材形成。然而，应当认识到也可以使用其它公知的材料实施。然后，用锁紧螺母34和垫圈36把编码器22固定到马达轴30上。更具体而言，锁紧螺母34将轴32固定压靠在马达轴30的轴肩74上。
一旦组装好以后，螺丝26和卡子48把连接器18固定到马达壳14上。编码器22通过突出部68被附接到连接器18上。然后锁紧螺母34和垫圈36固定编码器22靠在马达轴30上。本发明的一个重要方面是认识到，允许使用单个紧固件，例如锁紧螺母把编码器固定到马达壳上。尽管可以使用一个以上的紧固件，本发明提供使用单个紧固件。
本发明还提供一种操作方法。特别是提供一种组装具有传感器的马达的方法。第一步要求提供适于容纳解算器和编码器之一的马达。第二步要求其它解算器和编码器适于与所述解算器和编码器之一可互换地使用。因此适于结合解算器或者编码器之一使用的马达可以容易地结合其它解算器和编码器使用。在图示的实施方式中，马达壳设计用于结合解算器使用，而所述编码器适于配合解算器的底脚。
以上说明和本文所示的实施方式是说明性的而不是限制性的。本发明的范畴由权利要求指定而不是由以上说明和附图所限定。本发明可以以其它特定形式实施而不偏离本发明的精神。例如马达、连接器和编码器的形状和尺寸可以改变以适合特定应用的需要。同时，尽管优选实施方式针对的是一种配合解算器的脚底的编码器组件，但是权利要求应当被广义被解释为，在某些实例中，涵盖相反的关系。更具体而言，一种设计用于结合编码器使用的马达组件，以及一种设计用于配合编码器的脚底的解算器。因此落入权利要求的范畴内的这些改变和任何其它改变旨在被包括在其中。
权利要求
1.一种适于可互换地容纳解算器或者编码器的马达组件，所述马达组件包括a)具有顶部的马达壳，所述顶部带有位于其中的弯曲的凹进部；b)从壳的凹进部中延伸出的可旋转的轴；c)在所述轴附近并且适于装配在凹进部内的连接器；d)连接到连接器上并且适于使所述轴能够从其中穿过的编码器，由此马达可以可互换地容纳解算器或者编码器。
2.如权利要求1所述的马达组件，其中连接器是环形的连接器，所述连接器包括伺服环和柔性连接器。
3.如权利要求2所述的马达组件，其中伺服环包括绕其周边延伸的脊部。
4.如权利要求3所述的马达组件，其中伺服环包括自其向上延伸的销钉，所述销钉适于接合柔性连接器。
5.如权利要求4所述的马达组件，其中所述柔性连接器包括至少一个适于容纳伺服环销钉的第一开口。
6.如权利要求5所述的马达组件，其中编码器进一步包括从其中向下延伸的销钉，并且适于接合柔性连接器。
7.如权利要求6所述的马达组件，其中柔性连接器包括至少一个适于容纳编码器的销钉的第二开口。
8.如权利要求7所述的马达组件，其中柔性连接器用薄的钢材形成，而伺服环用塑性材料形成。
9.如权利要求7所述的马达组件，其中编码器是光学编码器。
10.一种结合马达使用的编码器组件，所述马达具有带有位于其中的弯曲的凹进部的顶表面，并且可转动的轴从所述顶表面向外延伸出，所述编码器包括a)环形的连接器，所述连接器适于配合在所述凹进部中；b)编码器，所述编码器连接到所述环形连接器上并且适于使所述轴能够从其中穿过，以及c)适于把编码器固定到马达上的单个紧固件。
11.如权利要求10所述的编码器组件，其中环形连接器包括伺服环和柔性连接器。
12.如权利要求11所述的编码器组件，其中单个紧固件是锁紧螺母。
13.如权利要求12所述的编码器组件，其中伺服环包括至少一个适于容纳从编码器向下延伸的销钉的切口部分。
14.如权利要求13所述的编码器组件，其中柔性连接器包括接纳从编码器向下延伸的销钉的开口。
15.一种适于可互换地容纳解算器或者编码器的马达组件，所述马达组件包括a)具有顶表面的壳，所述顶表面带有位于其中的弯曲的凹进部；b)从壳的凹进部中延伸出的可旋转的轴；c)围绕所述轴并且适于装配在所述凹进部中的连接器；d)接合连接器并且适于使所述轴能够从其中穿过的编码器，由此马达可以可互换地容纳解算器或者编码器；以及e)适于把编码器固定到马达壳上的单个紧固件。
16.如权利要求15所述的马达组件，其中所述紧固件是锁紧螺母。
17.如权利要求16所述的马达组件，其中连接器包括伺服环和柔性零件。
18.如权利要求17所述的马达组件，其中伺服环用塑性材料形成，而柔性零件用薄钢材形成。
19.一种组装具有传感器的马达的方法，所述方法包括a)提供一个适于容纳解算器和编码器之一的马达；b)提供适于可互换地结合解算器和编码器之一使用的其它解算器和编码器，由此适于使用解算器或编码器之一的马达可容易地结合其它解算器或编码器使用。
20.如权利要求19所述的方法，其中解算器和编码器之一是解算器，而其中另一个是编码器。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包括提供带有适于容纳解算器的底脚的连接器的编码器的步骤。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包括提供带有伺服环和柔性连接器的连接器的步骤。
全文摘要
一种适于可互换地容纳解算器或者编码器的马达组件。所述马达组件包括具有顶部的壳，所述顶部带有位于其中的弯曲的凹进部。从壳的凹进部中延伸出可旋转的轴。在所述轴附近的环形连接器适于装配在壳的凹进部中。编码器被连接到环形连接器上并且适于使所述轴能够从其中穿过。因此提供了一种可互换地容纳解算器或者编码器的马达组件。
文档编号H02K7/20GK1672309SQ03818416
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月31日 优先权日2002年7月31日
发明者B·科洛夫, M·巴内斯基 申请人:达纳赫控制器公司