集成有控制器的直流无刷伺服电机的制作方法

本实用新型涉及直流无刷伺服电机技术领域，具体地说是集成有控制器的直流无刷伺服电机。

背景技术：

目前市面上使用的直流无刷伺服电机，电机与控制器均为独立部件，线缆连接复杂，潜在的故障点较多。

且在上述直流无刷伺服电机实际应用过程中，一般还需通过外置减速机构来连接负载设备，缺点是使用减速机构，在日常的使用过程中，会产生大量的维护工作；而且减速机构还需外置的减速箱，体积笨重。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种布局合理、体积小巧的、在伺服电机本体内集成控制器的直流无刷伺服电机。

为实现上述目的，设计一种集成有控制器的直流无刷伺服电机，包括，

伺服电机本体、设有伺服控制芯片的控制器；

所述的伺服电机本体包括设有定子和转子的主电机、传动部件；所述主电机还设有主电机端盖，主电机端盖的中心设有转子孔，主电机端盖的转子孔旁还设有接线孔，主电机端盖的内侧面设有环形的电机驱动芯片；转子的输出端依次穿过电机驱动芯片的环形孔、主电机端盖的转子孔后轴接传动部件的输入端；

控制器的伺服控制芯片采用线路穿过接线孔后与所述电机驱动芯片电连接；

其特征在于：

所述伺服电机本体还包括：控制芯片安装壳、控制器保护壳、若干接线端子；

所述控制器保护壳设为一端开口、另一端封闭的筒状，且筒状的侧壁上设有缺口；控制器保护壳的开口端的边缘设有法兰部；

所述控制芯片安装壳设为方槽形，且控制芯片安装壳的一侧面的边缘上对应控制芯片安装壳的开口侧还一体式连接有连接环，控制芯片安装壳的另一侧面的边缘设为内凹的弧形；与连接环所在面相邻的控制芯片安装壳的一个横壁上还设有若干接线端子孔；所述的接线端子孔内装配有接线端子；

所述伺服控制芯片的电路板的一横边向前弯折形成横弯折部；电路板的一侧边的局部一体式连接条形的电路连接板的一端，电路连接板的另一端向前弯折形成侧弯折部；伺服控制芯片的若干接线端分别设于所述横弯折部和侧弯折部上；

所述主电机的主电机端盖的外侧面的边缘设有U形沉槽，且U形沉槽开口于主电机端盖的边缘上；所述的接线孔设在U形沉槽的槽底面上；

所述伺服控制芯片嵌设于所述控制芯片安装壳内，且伺服控制芯片的横弯折部对应于所述接线端子孔处，位于控制芯片安装壳内的接线端子的端子针的一端焊接在电路板的横弯折部的相应接线端子上；伺服控制芯片的侧弯折部的一侧面贴合连接环的内侧面；

所述主电机的一侧弧形外壁嵌设在控制芯片安装壳内，且控制芯片安装壳的内凹的弧形边缘贴合主电机的弧形外壁；而伺服控制芯片的侧弯折部夹设于所述连接环与主电机端盖的沉槽内，侧弯折部上的若干接线端分别采用线路穿过所述主电机端盖上的接线孔后连接所述电机驱动芯片的相应接线端；主电机的转子的输出端贯穿控制芯片安装壳的连接环后轴接传动部件的输入端；

所述的传动部件为采用设有多级齿轮组的传动部件；

所述控制器保护壳包覆在主电机的另一侧弧形外壁上，且控制芯片安装壳的上、下横壁的边缘分别嵌于控制器保护壳的缺口内；控制器保护壳的法兰部固定在位于传动部件的输入端侧的传动部件的安装面上。

所述的传动部件，包括传动箱、多级齿轮组、电机输出轴；

所述传动箱的中心沿轴向设有通孔，通孔的一半为内齿轮孔，通孔的另一半为阶梯孔；所述阶梯孔的外侧孔的直径大于阶梯孔的内侧孔的直径；所述内齿轮孔的齿顶圆直径大于所述阶梯孔的内侧孔的直径；对应内齿轮孔侧的传动箱的端面上固定有传动箱端盖；传动箱端盖的中心设有主动齿轮孔；

所述的电机输出轴采用在圆盘的一侧面一体式连接轴部而形成的截面为T 形的电机输出轴，所述的轴部上设有环形槽；

电机输出轴的圆盘部嵌入传动箱的阶梯孔的内侧孔内，而电机输出轴的轴部的端头位于传动箱的阶梯孔的外侧孔外；一轴承嵌套在电机输出轴的轴部与阶梯孔的外侧孔内，位于轴承外的电机输出轴的环形槽内卡嵌卡箍来固定所述轴承；

所述多级齿轮组，包括一侧面设有轮毂部的主动齿轮、传动齿轮组；所述的传动齿轮组包括驱动盘、在驱动盘的两侧面沿圆周分别均布固定的3个齿轮；位于驱动盘一侧的3个齿轮的中间啮合所述主动齿轮的齿部；且所述驱动盘两侧面分别所设的3个齿轮的齿顶所在的圆的直径大于驱动盘的直径；

传动齿轮组位于传动箱的内齿轮孔内，且驱动盘两侧分别所设的3个齿轮所在外圆处的齿分别与传动箱相应处的内齿轮孔啮合；所述多级齿轮组的主动齿轮的轮毂部贯穿传动箱端盖的主动齿轮孔；传动箱的主动齿轮的轮毂部轴接主电机的转子的输出端；

所述控制器保护壳的法兰部固定在传动箱的传动箱端盖上。

所述主动齿轮的轮毂部沿轴向设有轴孔，主电机的转子的输出端嵌入所述轴孔内与轮毂部轴接。

对应所述内齿轮孔处的所述传动箱的端面上设有环形凸缘，与环形凸缘相贴处的传动箱端盖上设有环形凹槽，所述的环形凸缘嵌入所述环形凹槽内。

在所述驱动盘的一侧面的3个齿轮的位置与另一侧面的3个齿轮的位置为错位布置。

位于所述电路板的侧弯折部的上、下方的连接环的侧壁上还分别设有限位块。

所述主电机端盖与转子之间设有滚珠轴承。

所述伺服电机本体的转矩为0.30N·m；转速为2000r/min；输入电源为24Vdc；工作电压为24Vdc；防护等级IP54。

所述控制器保护壳的筒体呈多边形。

所述控制器保护壳的筒体采用八边形。

本实用新型同现有技术相比，将控制器与驱动电机本体集成在一起，无须额外的减速机构，免去了外置的减速箱，结构简单、布局巧妙合理，不但减少体积，而且使得整套设备的故障点减少，可实现免维护的需求；另外接线简便、清晰；并且能保证运行时的平稳、同步，位置控制精确，实现低转速、高扭矩。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型中传动箱与主电机部分的一个角度的拆装图。

图3为本实用新型中传动箱与主电机部分的另一个角度的拆装图。

图4为本实用新型的俯视图。

图5为本实用新型的右视图。

图6为图5中所示的A-A向剖示图。

图7～图11为本实用新型的若干角度的爆炸图。

图12为本实用新型中控制芯片安装壳、控制器保护壳、主电机的装配示意图。

图13为本实用新型中传动箱的一个角度的立体图。

图14为本实用新型中传动箱的另一个角度的立体图。

图15为本实用新型中电路板的立体图。

图16为本实用新型中主电机端盖的立体图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步地说明。

实施例1

参见1～图9，本实用新型集成有控制器的直流无刷伺服电机，包括，

伺服电机本体、设有伺服控制芯片2-6的控制器；

所述的伺服电机本体包括设有定子和转子2-7的主电机2-3、传动部件；所述主电机2-3还设有主电机端盖2-5，主电机端盖2-5的中心设有转子孔2-13，主电机端盖2-5的转子孔2-13旁还设有接线孔，主电机端盖2-5的内侧面设有环形的电机驱动芯片2-4；转子2-7的输出端依次穿过电机驱动芯片2-4的环形孔、主电机端盖2-5的转子孔2-13后轴接传动部件的输入端；

控制器的伺服控制芯片采用线路穿过接线孔后与所述电机驱动芯片电连接

其特征在于：

所述伺服电机本体还包括：控制芯片安装壳2-1、控制器保护壳2-2、若干接线端子2-12；

所述控制器保护壳2-2设为一端开口、另一端封闭的筒状，且筒状的侧壁上设有缺口2-21；控制器保护壳2-2的开口端的边缘设有法兰部；

所述控制芯片安装壳2-1设为方槽形，且控制芯片安装壳2-1的一侧面的边缘上对应控制芯片安装壳2-1的开口侧还一体式连接有连接环2-11，控制芯片安装壳2-1的另一侧面的边缘设为内凹的弧形；与连接环2-11所在面相邻的控制芯片安装壳2-1的一个横壁上还设有若干接线端子孔；所述的接线端子孔内装配有接线端子；

参见图15，所述伺服控制芯片2-6的电路板的一横边向前弯折形成横弯折部；电路板的一侧边的局部一体式连接条形的电路连接板的一端，电路连接板的另一端向前弯折形成侧弯折部；伺服控制芯片2-6的若干接线端分别设于所述横弯折部和侧弯折部上；

参见图16，所述主电机2-3的主电机端盖2-5的外侧面的边缘设有U形沉槽2-16，且U形沉槽2-16开口于主电机端盖2-5的边缘上；所述的接线孔2-17 设在U形沉槽2-16的槽底面上；

所述伺服控制芯片2-6嵌设于所述控制芯片安装壳2-1内，且伺服控制芯片 2-6的横弯折部对应于所述接线端子孔处，位于控制芯片安装壳2-1内的接线端子的端子针的一端焊接在电路板的横弯折部的相应接线端子上；伺服控制芯片 2-6的侧弯折部的一侧面贴合连接环2-11的内侧面；

所述主电机2-3的一侧弧形外壁嵌设在控制芯片安装壳2-1内，且控制芯片安装壳2-1的内凹的弧形边缘贴合主电机2-3的弧形外壁；而伺服控制芯片的侧弯折部夹设于所述连接环2-11与主电机端盖2-5的沉槽内，侧弯折部上的若干接线端分别采用线路穿过所述主电机端盖2-5上的接线孔后连接所述电机驱动芯片2-4的相应接线端；主电机2-3的转子2-7的输出端贯穿控制芯片安装壳2-1 的连接环2-11后轴接传动部件的输入端；

所述的传动部件为采用设有多级齿轮组的传动部件；

所述控制器保护壳2-2包覆在主电机2-3的另一侧弧形外壁上，且控制芯片安装壳2-1的上、下横壁的边缘分别嵌于控制器保护壳2-2的缺口2-21内；控制器保护壳2-2的法兰部固定在位于传动部件的输入端侧的传动部件的安装面上。

本实用新型将控制芯片安装壳2-1、伺服控制芯片2-6构成的控制器与主电机2-3、控制器保护壳2-2集成组装在一起，形成电机的主驱动部分，然后主驱动部分再与传动部件连接，使产品整体紧凑、布局合理、体积减小、布线简便。再结合多级齿轮组的设置能实现低转速、高扭矩、无需额外的减速机构降低速度。

本实用新型特别适用于剪式闸机上，控制剪式闸机的启闭，免去日常使用中的大量维护工作，可实现基本免维护的地铁需求。

进一步的，参见图10、图11，所述的传动部件1，包括传动箱1-2、多级齿轮组、电机输出轴1-1；

参见图13和图14，所述传动箱1-2的中心沿轴向设有通孔，通孔的一半为内齿轮孔，通孔的另一半为阶梯孔；所述阶梯孔的外侧孔的直径大于阶梯孔的内侧孔的直径；所述内齿轮孔的齿顶圆直径大于所述阶梯孔的内侧孔的直径；对应内齿轮孔侧的传动箱1-2的端面上固定有传动箱端盖1-5；传动箱端盖1-5 的中心设有主动齿轮孔1-51；

所述的电机输出轴1-1采用在圆盘的一侧面一体式连接轴部而形成的截面为T形的电机输出轴，所述的轴部上设有环形槽；

电机输出轴1-1的圆盘部嵌入传动箱1-2的阶梯孔的内侧孔内，而电机输出轴1-1的轴部的端头位于传动箱1-2的阶梯孔的外侧孔外；一轴承1-3嵌套在电机输出轴1-1的轴部与阶梯孔的外侧孔内，位于轴承1-3外的电机输出轴1-1的环形槽内卡嵌卡箍1-31来固定所述轴承1-3；

所述多级齿轮组，包括一侧面设有轮毂部的主动齿轮1-8、传动齿轮组；所述的传动齿轮组包括驱动盘1-4、在驱动盘1-4的两侧面沿圆周分别均布固定的 3个齿轮1-7；位于驱动盘1-4一侧的3个齿轮1-7的中间啮合所述主动齿轮1-8 的齿部；且所述驱动盘1-4两侧面分别所设的3个齿轮的齿顶所在的圆的直径大于驱动盘1-4的直径；

传动齿轮组位于传动箱1-2的内齿轮孔内，且驱动盘1-4两侧分别所设的3 个齿轮所在外圆处的齿分别与传动箱1-2相应处的内齿轮孔啮合；所述多级齿轮组的主动齿轮1-8的轮毂部贯穿传动箱端盖1-5的主动齿轮孔1-51；传动箱1-2 的主动齿轮1-8的轮毂部轴接主电机2-3的转子2-7的输出端；所述控制器保护壳2-2的法兰部固定在传动箱1-2的传动箱端盖1-5上。

直流无刷伺服电机内部同时集成了多级齿轮组，不但能实现变速，而且能保证传动的平稳；另外在密闭的环境里，可以实现免维护的长期工作。

进一步的，参见图3、图6、图9～图11，所述主动齿轮1-8的轮毂部沿轴向设有轴孔，主电机2-3的转子2-7的输出端嵌入所述轴孔内与轮毂部轴接。

进一步的，参见图10和图11，对应所述内齿轮孔处的所述传动箱1-2的端面上设有环形凸缘1-21，与环形凸缘1-21相贴处的传动箱端盖1-5上设有环形凹槽1-52，所述的环形凸缘1-21嵌入所述环形凹槽1-52内，这样的结构设计能提高传动箱1-2的密封性。

进一步的，参见图10和图11，在所述驱动盘1-4的一侧面的3个齿轮1-7 的位置与另一侧面的3个齿轮1-7的位置为错位布置。也即两侧齿轮的固定孔的开设位置相互错位，保证驱动盘1-4的强度。因为，如果固定孔为对称开设，那么两侧对称的固定孔之间的壁厚必然会变薄，导致在驱动盘1-4厚度相同的情况下强度变差。

进一步的，参见图9，位于所述电路板的侧弯折部的上、下方的连接环2-11 的侧壁上还分别设有限位块2-14，保证在工作过程中电路板的位置能基本不移动。

进一步的，参见图6和图9，所述主电机端盖2-5与转子2-7之间设有滚珠轴承2-15。

进一步的，所述伺服电机本体的转矩为0.30N·m；转速为2000r/min；输入电源为24Vdc；工作电压为24Vdc；防护等级IP54。

进一步的，参见图5，所述控制器保护壳2-2的筒体呈多边形，本例中为八边形。