一种电机直接驱动作动器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于作动器设计技术，涉及对驱动负载作直线位移运动作动器的改进。其特征在于：它由壳体、驱动机构、无刷旋转变压器、滚珠丝杠副和LVDT组成；壳体由后端盖(1)、驱动机构外壳(2)、前端盖(3)、后端盖螺钉(4)和前端盖螺钉(5)组成。本实用新型提出了一种改进的电机直接驱动作动器，减小了电机驱动作动器的体积和重量，提高了电机驱动效率。
【专利说明】一种电机直接驱动作动器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于作动器设计技术，涉及对驱动负载作直线位移运动作动器的改进。
【背景技术】
[0002]作动器通常都采用液压系统来驱动，由于液压驱动器有漏油的缺陷，随着大功率器件的发展，可使用大功率无刷直流电动机来驱动作动器，也即由液压驱动改为由电动机驱动。要将电动机旋转的输出轴转化为直线运动，这种结构常用的方式是电动机输出轴加工成齿轮与涡轮蜗杆配合，当电动机输出轴旋转时驱动涡轮蜗杆作直线运动。这种结构的缺陷是传动效率较低，需要两体，结构不够紧凑。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是:提出一种改进的电机直接驱动作动器，以减小电机作动器驱动的体积和重量，提高电机驱动效率。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种电机直接驱动作动器，其特征在于:它由壳体、驱动机构、无刷旋转变压器、滚珠丝杠副和LVDT组成；壳体由后端盖1、驱动机构外壳2、前端盖3、后端盖螺钉4和前端盖螺钉5组成；后端盖I是一个圆板，在后端盖I的右表面上、靠近圆周的位置有一个横截面为矩形的环形止口 la，在环形止口 Ia的内部有一个两级台阶盲孔，该两级台阶盲孔的右段孔Ib的孔径最大，中段孔Ic的孔径小于右段孔Ib的孔径，左段孔Id孔径小于中段孔Ic的孔径，在左段孔Id的孔底有沿圆周均布的至少2个贯通的传感器螺钉过孔le，在左段孔Id的孔底中心处有一贯通的传感器引出线孔If ;驱动机构外壳2是一个圆筒，在驱动机构外壳2的左端口有左法兰2a，在驱动机构外壳2的右端口有右法兰2b，在左法兰2a和右法兰2b上有沿圆周均布的螺纹孔，在驱动机构外壳2的外圆柱面上有一个贯通驱动机构外壳2侧壁的无刷电机定子组件引出线孔2c，驱动机构外壳2的内孔是台阶孔，该台阶孔左段孔2d的孔径大于右段孔2e的孔径，无刷电机定子组件9引出线孔2c和左段孔2d连通；
[0005]前端盖3是一个圆板，在前端盖3的左表面上、靠近圆周的位置有一个横截面为矩形的环形止口 3b，在环形止口 3b的内部有一个两级台阶盲孔，左段孔3e最大，中段孔3f的孔径大于右段孔3g的孔径，在右段孔3g的孔底有一贯穿的滚珠丝杠过孔3h，在前端盖3的外圆柱面上有2个贯通前端盖3侧壁的无刷旋转变压器定子组件输出引出线孔3c和无刷旋转变压器定子组件激磁引出线孔3d ；
[0006]后端盖I的环形止口 Ia插入驱动机构外壳2的左端口内并保持间隙配合，在后端盖I的左表面上靠近圆周处有沿圆周均布的后端盖螺钉过孔，后端盖螺钉过孔的数量和驱动机构外壳2左法兰2a上的螺纹孔的数量相同并且位置对应，通过后端盖螺钉4将后端盖I和驱动机构外壳2左法兰2a连接为整体；前端盖3的环形止口 3b插入驱动机构外壳2的右端口 2e内并保持间隙配合，在前端盖3的右表面上靠近圆周处有沿圆周均布的前端盖螺钉过孔，前端盖螺钉过孔的数量和驱动机构外壳2右法兰2b上的螺纹孔的数量相同并且位置对应，通过前端盖螺钉5将前端盖3和驱动机构外壳2右法兰2b连接为整体；
[0007]驱动机构由轴承6、轴承7、空心轴8、无刷电机定子组件9、无刷电机转子组件10组成。空心轴8内孔有两级台阶，左段孔8f的孔径最小，中段孔Sg的孔径大于左段孔8f的孔径，中段孔Sg的右端有一键槽8h，右段孔为一螺纹孔8k，空心轴8外圆左端和右端各有两级台阶，左端台阶的左端左侧外圆8a的外径小于左端右侧外圆8b，右端台阶的右端右侧外圆8e的外径小于右端左侧外圆8d,无刷电机定子组件9和无刷电机转子组件10都是截面为矩形的环形；空心轴8内孔8f提供滚珠丝杠13作直线运动的空间，也提供了安装LVDT18的空间位置，空心轴8内孔8g安装滚珠螺母16并保持过盈配合，空心轴8内孔8g的右端键槽8h处安装一固定滚珠螺母16和空心轴8的键15并保持过渡配合，空心轴8内孔8k安装一螺母14固定滚珠螺母16。空心轴8的左端左侧外圆8a处安装轴承6并保持过盈配合，空心轴8的右端右侧外圆Se处安装轴承7并保持过盈配合，左端右侧外圆Sb安装无刷电机转子组件10并保持过盈配合，右端左侧外圆8d安装无刷旋转变压器的转子组件12并保持过盈配合。无刷电机定子组件9安装于驱动机构外壳2右段孔2e内并保持过盈配合，无刷电机定子组件9引出线通过驱动机构外壳2侧壁的无刷电机定子组件引出线孔2c引出；
[0008]无刷旋转变压器由无刷旋转变压器定子组件11和无刷旋转变压器转子组件12组成，无刷旋转变压器定子组件11和无刷旋转变压器转子组件12都是截面为矩形的环形。无刷旋转变压器定子组件9安装于前端盖3左段孔3e内并保持过盈配合，无刷旋转变压器的转子组件12安装于空心轴8右端左侧外圆8d并保持过盈配合。无刷旋转变压器定子组件输出引出线从前端盖3的外圆柱面上贯通前端盖3侧壁的孔3c引出，无刷旋转变压器定子组件激磁引出线从前端盖3的外圆柱面上贯通前端盖3侧壁的孔3d引出；
[0009]滚珠丝杠副由滚珠丝杠13、螺母14、键15、滚珠螺母16组成。滚珠丝杠13为一长条内部部分空心，右端有一环形孔13c，内孔有一台阶，左段孔13d大于中段螺纹孔13e，右段孔13f最小。滚珠螺母16安装于滚珠丝杠13上并通过键15固定，螺母14安装于空心轴右端内螺纹孔8k内压紧滚珠螺母16和键15 ；
[0010]LVDT由线位移传感器动子铁心17和线位移传感器定子组件18组成。线位移传感器动子铁心右端有一段螺纹，其安装于滚珠丝杠13中段螺纹孔13e内，线位移传感器定子组件18左端为圆柱形，外圆18a安装于后端盖I的左段孔Id内，并通过螺钉19固定于前端盖I上，线位移传感器定子组件18的引出线通过前端盖I 一贯通的传感器引出线孔If引出。
[0011]本实用新型的优点是:提出了一种改进的电机直接驱动作动器，减小了电机驱动作动器的体积和重量，提高了电机驱动效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图。
[0013]图2是本实用新型中后端盖I的结构示意图。
[0014]图3是本实用新型中驱动机构外壳2的结构示意图。
[0015]图4是本实用新型中前端盖3的结构示意图。
[0016]图5是本实用新型中空心轴8的结构示意图。
[0017]图6是本实用新型中滚珠丝杠13的结构示意图。
【具体实施方式】
:
[0018]下面对本实用新型作进一步详细说明。参见图1至图6, —种电机直接驱动作动器，其特征在于:它由壳体、驱动机构、无刷旋转变压器、滚珠丝杠副和LVDT组成；壳体由后端盖1、驱动机构外壳2、前端盖3、后端盖螺钉4和前端盖螺钉5组成；后端盖I是一个圆板，在后端盖I的右表面上、靠近圆周的位置有一个横截面为矩形的环形止口 la，在环形止口 Ia的内部有一个两级台阶盲孔，该两级台阶盲孔的右段孔Ib的孔径最大，中段孔Ic的孔径小于右段孔Ib的孔径，左段孔Id孔径小于中段孔Ic的孔径，在左段孔Id的孔底有沿圆周均布的至少2个贯通的传感器螺钉过孔le，在左段孔Id的孔底中心处有一贯通的传感器弓I出线孔If ;驱动机构外壳2是一个圆筒，在驱动机构外壳2的左端口有左法兰2a，在驱动机构外壳2的右端口有右法兰2b，在左法兰2a和右法兰2b上有沿圆周均布的螺纹孔，在驱动机构外壳2的外圆柱面上有一个贯通驱动机构外壳2侧壁的无刷电机定子组件引出线孔2c，驱动机构外壳2的内孔是台阶孔，该台阶孔左段孔2d的孔径大于右段孔2e的孔径，无刷电机定子组件9引出线孔2c和左段孔2d连通；
[0019]前端盖3是一个圆板，在前端盖3的左表面上、靠近圆周的位置有一个横截面为矩形的环形止口 3b，在环形止口 3b的内部有一个两级台阶盲孔，左段孔3e最大，中段孔3f的孔径大于右段孔3g的孔径，在右段孔3g的孔底有一贯穿的滚珠丝杠过孔3h，在前端盖3的外圆柱面上有2个贯通前端盖3侧壁的无刷旋转变压器定子组件输出引出线孔3c和无刷旋转变压器定子组件激磁引出线孔3d ；
[0020]后端盖I的环形止口 Ia插入驱动机构外壳2的左端口内并保持间隙配合，在后端盖I的左表面上靠近圆周处有沿圆周均布的后端盖螺钉过孔，后端盖螺钉过孔的数量和驱动机构外壳2左法兰2a上的螺纹孔的数量相同并且位置对应，通过后端盖螺钉4将后端盖I和驱动机构外壳2左法兰2a连接为整体；前端盖3的环形止口 3b插入驱动机构外壳2的右端口 2e内并保持间隙配合，在前端盖3的右表面上靠近圆周处有沿圆周均布的前端盖螺钉过孔，前端盖螺钉过孔的数量和驱动机构外壳2右法兰2b上的螺纹孔的数量相同并且位置对应，通过前端盖螺钉5将前端盖3和驱动机构外壳2右法兰2b连接为整体；
[0021]驱动机构由轴承6、轴承7、空心轴8、无刷电机定子组件9、无刷电机转子组件10组成。空心轴8内孔有两级台阶，左段孔8f的孔径最小，中段孔Sg的孔径大于左段孔8f的孔径，中段孔Sg的右端有一键槽8h，右段孔为一螺纹孔8k，空心轴8外圆左端和右端各有两级台阶，左端台阶的左端左侧外圆8a的外径小于左端右侧外圆8b，右端台阶的右端右侧外圆8e的外径小于右端左侧外圆8d,无刷电机定子组件9和无刷电机转子组件10都是截面为矩形的环形；空心轴8内孔8f提供滚珠丝杠13作直线运动的空间，也提供了安装LVDT18的空间位置，空心轴8内孔8g安装滚珠螺母16并保持过盈配合，空心轴8内孔8g的右端键槽8h处安装一固定滚珠螺母16和空心轴8的键15并保持过渡配合，空心轴8内孔8k安装一螺母14固定滚珠螺母16。空心轴8的左端左侧外圆8a处安装轴承6并保持过盈配合，空心轴8的右端右侧外圆Se处安装轴承7并保持过盈配合，左端右侧外圆Sb安装无刷电机转子组件10并保持过盈配合，右端左侧外圆8d安装无刷旋转变压器的转子组件12并保持过盈配合。无刷电机定子组件9安装于驱动机构外壳2右段孔2e内并保持过盈配合，无刷电机定子组件9引出线通过驱动机构外壳2侧壁的无刷电机定子组件引出线孔2c引出；
[0022]无刷旋转变压器由无刷旋转变压器定子组件11和无刷旋转变压器转子组件12组成，无刷旋转变压器定子组件11和无刷旋转变压器转子组件12都是截面为矩形的环形。无刷旋转变压器定子组件9安装于前端盖3左段孔3e内并保持过盈配合，无刷旋转变压器的转子组件12安装于空心轴8右端左侧外圆8d并保持过盈配合。无刷旋转变压器定子组件输出引出线从前端盖3的外圆柱面上贯通前端盖3侧壁的孔3c引出，无刷旋转变压器定子组件激磁引出线从前端盖3的外圆柱面上贯通前端盖3侧壁的孔3d引出；
[0023]滚珠丝杠副由滚珠丝杠13、螺母14、键15、滚珠螺母16组成。滚珠丝杠13为一长条内部部分空心，右端有一环形孔13c，内孔有一台阶，左段孔13d大于中段螺纹孔13e，右段孔13f最小。滚珠螺母16安装于滚珠丝杠13上并通过键15固定，螺母14安装于空心轴右端内螺纹孔8k内压紧滚珠螺母16和键15 ；
[0024]LVDT由线位移传感器动子铁心17和线位移传感器定子组件18组成。线位移传感器动子铁心右端有一段螺纹，其安装于滚珠丝杠13中段螺纹孔13e内，线位移传感器定子组件18左端为圆柱形，外圆18a安装于后端盖I的左段孔Id内，并通过螺钉19固定于前端盖I上，线位移传感器定子组件18的引出线通过前端盖I 一贯通的传感器引出线孔If引出。
[0025]本实用新型的工作原理是:电机转子空心轴8，内装滚珠丝杠13，滚珠丝杠内装线位移传感器。滚珠丝杠内有螺纹孔，用来固定RVDT线位移传感器的动子铁心17。滚珠丝杠副的滚珠螺母15用键固定于电机空心轴8内。当电机转子10旋转时，滚珠丝杠副的滚珠螺母16同时旋转，滚珠螺母16驱动滚珠丝杠13进行直线运动，其位移量的大小是通过RVDT线位移传感器来测量的，线位移传感器测量的电信号经过控制器的处理后，来控制电机的运行。这种结构优点是系统成高度集成，体积小，重量轻，传动效率高。
【权利要求】
1.一种电机直接驱动作动器，其特征在于:它由壳体、驱动机构、无刷旋转变压器、滚珠丝杠副和LVDT组成；壳体由后端盖(I)、驱动机构外壳(2)、前端盖(3)、后端盖螺钉(4)和前端盖螺钉(5)组成；后端盖⑴是一个圆板，在后端盖⑴的右表面上、靠近圆周的位置有一个横截面为矩形的环形止口(Ia)，在环形止口(Ia)的内部有一个两级台阶盲孔，该两级台阶盲孔的右段孔(Ib)的孔径最大，中段孔(Ic)的孔径小于右段孔(Ib)的孔径，左段孔(Id)孔径小于中段孔(Ic)的孔径，在左段孔(Id)的孔底有沿圆周均布的至少2个贯通的传感器螺钉过孔(Ie)，在左段孔(Id)的孔底中心处有一贯通的传感器引出线孔(If)；驱动机构外壳(2)是一个圆筒,在驱动机构外壳(2)的左端口有左法兰(2a),在驱动机构外壳(2)的右端口有右法兰(2b)，在左法兰(2a)和右法兰(2b)上有沿圆周均布的螺纹孔，在驱动机构外壳(2)的外圆柱面上有一个贯通驱动机构外壳(2)侧壁的无刷电机定子组件引出线孔(2c)，驱动机构外壳(2)的内孔是台阶孔，该台阶孔左段孔(2d)的孔径大于右段孔(2e)的孔径，无刷电机定子组件(9)引出线孔(2c)和左段孔(2d)连通； 前端盖(3)是一个圆板，在前端盖(3)的左表面上、靠近圆周的位置有一个横截面为矩形的环形止口(3b)，在环形止口(3b)的内部有一个两级台阶盲孔，左段孔(3e)最大，中段孔(3f)的孔径大于右段孔(3g)的孔径，在右段孔(3g)的孔底有一贯穿的滚珠丝杠过孔(3h)，在前端盖(3)的外圆柱面上有2个贯通前端盖(3)侧壁的无刷旋转变压器定子组件输出引出线孔(3c)和无刷旋转变压器定子组件激磁引出线孔(3d)； 后端盖(I)的环形止口(Ia)插入驱动机构外壳(2)的左端口内并保持间隙配合，在后端盖(I)的左表面上靠近圆周处有沿圆周均布的后端盖螺钉过孔，后端盖螺钉过孔的数量和驱动机构外壳(2)左法兰(2a)上的螺纹孔的数量相同并且位置对应，通过后端盖螺钉(4)将后端盖(I)和驱动机构外壳(2)左法兰(2a)连接为整体；前端盖(3)的环形止口(3b)插入驱动机构外壳(2)的右端口(2e)内并保持间隙配合，在前端盖(3)的右表面上靠近圆周处有沿圆周均布的前端盖螺钉过孔，前端盖螺钉过孔的数量和驱动机构外壳(2)右法兰(2b)上的螺纹孔的数量相同并且位置对应，通过前端盖螺钉(5)将前端盖(3)和驱动机构外壳(2)右法兰(2b)连接为整体； 驱动机构由轴承(6)、轴承(7)、空心轴(8)、无刷电机定子组件(9)、无刷电机转子组件(10)组成，空心轴(8)内孔有两级台阶，左段孔(8f)的孔径最小，中段孔(Sg)的孔径大于左段孔(8f)的孔径，中段孔(Sg)的右端有一键槽(8h)，右段孔为一螺纹孔(8k)，空心轴(8)外圆左端和右端各有两级台阶,左端台阶的左端左侧外圆(8a)的外径小于左端右侧外圆(8b),右端台阶的右端右侧外圆(8e)的外径小于右端左侧外圆(8d),无刷电机定子组件(9)和无刷电机转子组件(10)都是截面为矩形的环形；空心轴⑶内孔(8f)提供滚珠丝杠(13)作直线运动的空间，也提供了安装LVDT(18)的空间位置，空心轴(8)内孔(8g)安装滚珠螺母(16)并保持过盈配合，空心轴(8)内孔(Sg)的右端键槽(8h)处安装一固定滚珠螺母(16)和空心轴(8)的键(15)并保持过渡配合，空心轴(8)内孔(8k)安装一螺母(14)固定滚珠螺母(16)，空心轴(8)的左端左侧外圆(8a)处安装轴承(6)并保持过盈配合，空心轴(8)的右端右侧外圆(Se)处安装轴承(7)并保持过盈配合，左端右侧外圆(Sb)安装无刷电机转子组件(10)并保持过盈配合，右端左侧外圆(8d)安装无刷旋转变压器的转子组件(12)并保持过盈配合，无刷电机定子组件(9)安装于驱动机构外壳(2)右段孔(2e)内并保持过盈配合，无刷电机定子组件(9)引出线通过驱动机构外壳(2)侧壁的无刷电机定子组件引出线孔(2c)引出； 无刷旋转变压器由无刷旋转变压器定子组件(11)和无刷旋转变压器转子组件(12)组成，无刷旋转变压器定子组件(11)和无刷旋转变压器转子组件(12)都是截面为矩形的环形，无刷旋转变压器定子组件(9)安装于前端盖(3)左段孔(3e)内并保持过盈配合，无刷旋转变压器的转子组件(12)安装于空心轴(8)右端左侧外圆(8d)并保持过盈配合，无刷旋转变压器定子组件输出引出线从前端盖(3)的外圆柱面上贯通前端盖(3)侧壁的孔(3c)引出，无刷旋转变压器定子组件激磁引出线从前端盖(3)的外圆柱面上贯通前端盖(3)侧壁的孔(3d)引出； 滚珠丝杠副由滚珠丝杠(13)、螺母(14)、键(15)、滚珠螺母(16)组成，滚珠丝杠(13)为一长条内部部分空心，右端有一环形孔(13c)，内孔有一台阶，左段孔(13d)大于中段螺纹孔(13e)，右段孔(13f)最小，滚珠螺母(16)安装于滚珠丝杠(13)上并通过键(15)固定，螺母(14)安装于空心轴右端内螺纹孔(8k)内压紧滚珠螺母(16)和键(15)； LVDT由线位移传感器动子铁心(17)和线位移传感器定子组件(18)组成，线位移传感器动子铁心右端有一段螺纹，其安装于滚珠丝杠(13)中段螺纹孔(13e)内，线位移传感器定子组件(18)左端为圆柱形，外圆(18a)安装于后端盖(I)的左段孔(Id)内，并通过螺钉(19)固定于前端盖(I)上，线位移传感器定子组件(18)的引出线通过前端盖(I) 一贯通的传感器引出线孔(If)引出。
【文档编号】H02K7/06GK203942388SQ201320824774
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】郭农生 申请人:北京曙光航空电气有限责任公司