空间机械臂用一体化永磁电机双向霍尔调节装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种霍尔元件的安放装置，属于电机技术领域。
【背景技术】
[0002]空间机械手臂是空间装置必备重要设备，辅助航天员完成高精度的运输以及维护工作。机械臂的设计要求是高强度、高可靠性、灵活工作并具有尽量轻便的体积和重量。在机械臂驱动系统中，电磁装置是必不可少的。相比于液压驱动等其他地面机械臂常用驱动方式，电磁驱动在太空领域具有极大优势。因此就目前空间领域发展情况而言，其它空间科技先进国家都采用电磁驱动方式解决空间机械臂的驱动问题。
[0003]电机作为电磁驱动重要核心设备，在设计与加工中存在很多技术难点。其中针对高可靠性、高效性、高可控性、减重性等都进行了相应的方案分析与比较。由于电机采用导磁性铁磁材料与导电性电磁材料为主要构成，其重量的减小仅能体现在增加能量密度上，因此选用永磁电机为理想方案。同时采用适当增加电机转速以减小电机体积的方法，同时配以适当的减速装置达到综合体积与重量最小化设计。
[0004]在减小重量和体积的同时要求兼顾电机的可靠性问题。通常情况下采用冗余设计:包括冗余绕组设计、冗余控制器设计、冗余霍尔装置设计等。
[0005]其中霍尔装置设计存在一旦安放就不可改变位置的缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明目的是为了解决现有用于空间机械臂电机的霍尔装置设计存在一旦安放就不可改变位置的问题，提供了一种空间机械臂用一体化永磁电机双向霍尔调节装置。
[0007]本发明所述空间机械臂用一体化永磁电机双向霍尔调节装置，它包括左侧霍尔调整支架、右侧霍尔调整支架、左侧霍尔保护支架和右侧霍尔保护支架；
[0008]左侧霍尔调整支架为半圆环形片状结构，左侧霍尔调整支架包括两个左侧调整腰形孔、第一通孔和左侧卡位缺口 ；在半圆环形片状结构的内圆边沿设置一组霍尔元件；在半圆环形片状结构的外圆边沿对称设置两个左侧调整腰形孔，用于调整左侧霍尔调整支架的位置；在半圆环形片状结构的一端设置有第一通孔，在半圆环形片状结构的另一端设置有左侧卡位缺口，用于将左侧霍尔调整支架固定在电机上；
[0009]右侧霍尔调整支架和左侧霍尔调整支架结构对称相同，右侧霍尔调整支架包括两个右侧调整腰形孔、第二通孔和右侧卡位缺口 ；在半圆环形片状结构的内圆边沿设置一组霍尔元件；这组霍尔元件与左侧霍尔调整支架上的一组霍尔元件互为冗余；
[0010]左侧霍尔保护支架弧形片状结构，左侧霍尔保护支架的内圆边沿设置一组左侧霍尔元件缺口，与左侧霍尔调整支架上的霍尔元件位置相适应，所述左侧霍尔元件缺口空纳霍尔元件；左侧霍尔保护支架的一端设置有第三通孔，所述第三通孔与第一通孔通过连接件固定，进而将左侧霍尔保护支架固定在左侧霍尔调整支架上，实现对左侧霍尔保护支架上霍尔元件的保护；
[0011]右侧霍尔保护支架的结构与左侧霍尔保护支架相同，右侧霍尔保护支架包括一组右侧霍尔元件缺口和第四通孔，所述第四通孔与第二通孔通过连接件固定，进而将右侧霍尔保护支架固定在右侧霍尔调整支架上，实现对右侧霍尔保护支架上霍尔元件的保护。
[0012]本发明的优点:本发明是一种低惯量永磁无刷力矩电机，它作为空间机械臂的驱动装置，能够直接满足空间机械臂末端低转速运行的要求，相对于现有技术中采用高速电机与齿轮减速装置配套来达到使用要求的方式，实现结构简单，电机系统的复杂程序降低；而本发明的冗余霍尔器件安放方法，增加系统运行可靠性，具有重要意义。
【附图说明】
[0013]图1是本发明所述空间机械臂用一体化永磁电机双向霍尔调节装置的结构示意图；
[0014]图2是冗余霍尔的双侧调整支架结构示意图；
[0015]图3是冗余霍尔的双侧霍尔保护支架结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]【具体实施方式】一:下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述空间机械臂用一体化永磁电机双向霍尔调节装置，它包括左侧霍尔调整支架1、右侧霍尔调整支架2、左侧霍尔保护支架3和右侧霍尔保护支架4 ;
[0017]左侧霍尔调整支架1为半圆环形片状结构，左侧霍尔调整支架1包括两个左侧调整腰形孔1-1、第一通孔1-2和左侧卡位缺口 1-3 ;在半圆环形片状结构的内圆边沿设置一组霍尔元件5 ;在半圆环形片状结构的外圆边沿对称设置两个左侧调整腰形孔1-1，用于调整左侧霍尔调整支架1的位置；在半圆环形片状结构的一端设置有第一通孔1-2，在半圆环形片状结构的另一端设置有左侧卡位缺口 1-3，用于将左侧霍尔调整支架1固定在电机上；
[0018]右侧霍尔调整支架2和左侧霍尔调整支架1结构对称相同，右侧霍尔调整支架2包括两个右侧调整腰形孔2-1、第二通孔2-2和右侧卡位缺口 2-3 ;在半圆环形片状结构的内圆边沿设置一组霍尔元件5 ;这组霍尔元件5与左侧霍尔调整支架1上的-组霍尔元件5互为冗余；
[0019]左侧霍尔保护支架3弧形片状结构，左侧霍尔保护支架3的内圆边沿设置一组左侧霍尔元件缺口 3-1，与左侧霍尔调整支架1上的霍尔元件位置相适应，所述左侧霍尔元件缺口 3-1空纳霍尔元件；左侧霍尔保护支架3的一端设置有第三通孔3-2，所述第三通孔3-2与第一通孔1-2通过连接件固定，进而将左侧霍尔保护支架3固定在左侧霍尔调整支架1上，实现对左侧霍尔保护支架3上霍尔元件的保护；
[0020]右侧霍尔保护支架4的结构与左侧霍尔保护支架3相同，右侧霍尔保护支架4包括一组右侧霍尔元件缺口 4-1和第四通孔4-2，所述第四通孔4-2与第二通孔2-2通过连接件固定，进而将右侧霍尔保护支架4固定在右侧霍尔调整支架2上，实现对右侧霍尔保护支架4上霍尔元件的保护。
[0021]本实施方式所涉及电机包括定子和转子，定子设置在转子的外部，转子采用中空盘式结构，中空盘式结构的中空多极永磁转子由转子磁极和转子铁轭构成。同时由于转子采用中空盘式，在相同重量的前提下能够达到最大的力矩输出，更加适用于航天领域。
[0022]定子上绕有冗余三相绕组，定子端部安放有可调整霍尔位置的冗余霍尔元件支架。
[0023]本实施方式通过两个相对独立的支架，可以保证两组霍尔元件分别调整位置，以确保霍尔换向精度。调整位置通过两个左侧调整腰形孔1-1和两个右侧调整腰形孔2-1来完成。
[0024]设置左侧霍尔保护支架3和右侧霍尔保护支架4目的是在震动状态下，使霍尔元件免受损害。在图1中可以看出，左、侧霍尔元件保护支架与左、右霍尔元件调整支架是通过各自具有通孔完成连接的。
[0025]本实施方式方案解决了现有空间机械臂采用高速电机进行驱动需要配套齿轮减速装置，使电机系统结构复杂的问题。采用冗余的霍尔元件放置在电机霍尔支架上，而霍尔支架可调。同时为防止电机的震动，采用霍尔保护支架。
[0026]【具体实施方式】二:本实施方式对实施方式一作进一步说明，左侧霍尔调整支架1和右侧霍尔调整支架2上设置的霍尔元件的数量相同，为3?5个。
【主权项】
1.空间机械臂用一体化永磁电机双向霍尔调节装置，其特征在于，它包括左侧霍尔调整支架(1)、右侧霍尔调整支架(2)、左侧霍尔保护支架(3)和右侧霍尔保护支架(4);左侧霍尔调整支架(1)为半圆环形片状结构，左侧霍尔调整支架(1)包括两个左侧调整腰形孔(1-1)、第一通孔(1-2)和左侧卡位缺口(1-3);在半圆环形片状结构的内圆边沿设置一组霍尔元件(5);在半圆环形片状结构的外圆边沿对称设置两个左侧调整腰形孔(1-1)，用于调整左侧霍尔调整支架(1)的位置；在半圆环形片状结构的一端设置有第一通孔(1-2)，在半圆环形片状结构的另一端设置有左侧卡位缺口(1-3)，用于将左侧霍尔调整支架(1)固定在电机上；右侧霍尔调整支架(2)和左侧霍尔调整支架(1)结构对称相同，右侧霍尔调整支架(2)包括两个右侧调整腰形孔(2-1)、第二通孔(2-2)和右侧卡位缺口(2-3);在半圆环形片状结构的内圆边沿设置一组霍尔元件(5);这组霍尔元件(5)与左侧霍尔调整支架(1)上的一组霍尔元件(5)互为冗余；左侧霍尔保护支架(3)弧形片状结构，左侧霍尔保护支架(3)的内圆边沿设置一组左侧霍尔元件缺口 3-1，与左侧霍尔调整支架(1)上的霍尔元件位置相适应，所述左侧霍尔元件缺口 3-1空纳霍尔元件；左侧霍尔保护支架(3)的一端设置有第三通孔3-2,所述第三通孔3-2与第一通孔(1-2)通过连接件固定，进而将左侧霍尔保护支架(3)固定在左侧霍尔调整支架(1)上，实现对左侧霍尔保护支架(3)上霍尔元件的保护；右侧霍尔保护支架(4)的结构与左侧霍尔保护支架(3)相同，右侧霍尔保护支架(4)包括一组右侧霍尔元件缺口 4-1和第四通孔4-2,所述第四通孔4-2与第二通孔(2-2)通过连接件固定，进而将右侧霍尔保护支架(4)固定在右侧霍尔调整支架(2)上，实现对右侧霍尔保护支架(4)上霍尔元件的保护。2.根据权利要求1所述空间机械臂用一体化永磁电机双向霍尔调节装置，其特征在于，左侧霍尔调整支架(1)和右侧霍尔调整支架(2)上设置的霍尔元件的数量相同，为3?5个。
【专利摘要】空间机械臂用一体化永磁电机双向霍尔调节装置，属于电机技术领域，本发明为解决现有用于空间机械臂电机的霍尔装置设计存在一旦安放就不可改变位置的问题。本发明包括左侧霍尔调整支架、右侧霍尔调整支架、左侧霍尔保护支架和右侧霍尔保护支架；左侧霍尔调整支架为半圆环形片状结构，左侧霍尔调整支架包括两个左侧调整腰形孔、第一通孔和左侧卡位缺口；在半圆环形片状结构的内圆边沿设置一组霍尔元件；右侧霍尔调整支架和左侧霍尔调整支架结构对称相同，左右侧霍尔元件互为冗余；左侧霍尔保护支架弧形片状结构，实现对左侧霍尔保护支架上霍尔元件的保护；右侧霍尔保护支架的结构与左侧霍尔保护支架相同。
【IPC分类】H02K11/049, H02K29/08
【公开号】CN105281496
【申请号】CN201510658266
【发明人】尚静, 江善林, 邹继斌, 赵猛, 徐永向, 刘雪缘
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月12日