专利名称：交流永磁同步外转子式力矩电机并联摆动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交流永磁同步外转子式力矩电机并联摆动机构，用于五轴加 工中心用双摆角铣头A轴、车铣复合用B轴和双轴转台A轴等关键功能部件的摆动机构，更 具体地说，是将两台力矩电机并联安装在壳体内，并驱动力矩电机使其摆动的一种精密摆 动机构。
背景技术：
随着直接驱动技术的发展，用力矩电机代替机械传动已成为摆动机构未来发展的 必然趋势。虽然外转子式力矩电机具有相同体积条件下比内转子式力矩电机扭矩大的特 点，但相对来讲，在一定空间条件下，单台外转子式力矩电机的驱动扭矩仍比机械传动的驱 动扭矩小很多，因此为了增加外转子式力矩电机的驱动扭矩，现有技术基本是采用将两台 外转子式力矩电机串联或并联在一起，以达到增加驱动扭矩的目的。在当前的双外转子力矩电机并联机构中，通常做法是，将两台外转子力矩电机安 装在U形叉体结构中，而U形叉体结构则是由左壳体、右壳体、联接板三个零件组成，左壳 体、右壳体分别与联接板用螺钉进行联接，该U形叉体由于具有两个结合面，因此整体刚性 很差；不仅如此，摆动单元由于具有多个液压、气动、冷却管路，还需要在左壳体、右壳体、联 接板内部打孔，为了使不同零件的管路进行连通，需要在结合面处利用0形密封圈进行管 路的密封，这种管路联接方式极易在结合面处产生泄漏。此外，现有双外转子力矩电机并联 机构并无摆动角度软限位系统与摆动角度硬限位系统，由于缺少这两个角度限位系统，直 接影响了现有机构的安全性。由于当前的双外转子力矩电机并联机构具有上述的主要缺点，因此，直接阻碍了 外转子力矩电机并联驱动技术的发展和广范应用。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种交流永磁同步外转子式力矩电机并联 摆动机构，该摆动机构不仅结构简单、刚性强，而且驱动扭矩大，工作范围广。为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下一种交流永磁同步外转子式 力矩电机并联摆动机构，包括两大部分固定单元与摆动单元，其中，固定单元包括由左壳体与L形右壳体连接而成的U形叉体，两台并联连接的外转 子式力矩电机的定子分别与U形叉体连接，在定子的内壁连接有水冷套；摆动单元包括两台并联连接的外转子式力矩电机的转子，与转子连接的主轴箱 体，以及安装在主轴箱体中的主轴；在固定单元与摆动单元间配合连接有圆柱交叉滚子轴承。在固定单元内部对称设有摆动机构夹紧定位系统，该系统包括液压抱闸、进油口 和泄气口，液压抱闸位于转子的外壁与U形叉体之间，液压抱闸为单边法兰结构，法兰盘分 别与左壳体及L形右壳体连接，其外圈设置有凹槽，凹槽的两端设置有0形密封圈，在左壳体内壁设有进油口和泄气口，进油口和泄气口分别与液压抱闸内部相通。在摆动机构内部设有摆动角度软限位系统，该系统包括安装在编码器端盖上的两 个接近开关和安装在轴上的晃块，其中轴与主轴箱体连接。在摆动机构外部设有摆动角度硬限位系统，该系统包括两个固定在主轴箱体上的 撞铁、四个固定在撞铁上的橡胶撞块。一种交流永磁同步外转子式力矩电机并联摆动机构，采用两台外转子力矩电机的 结构方式，极大地增加了原有单台力矩电机传递力矩小的问题，而且左壳体和L形右壳体 的连接，增强了整体摆动机构的刚性，降低了结合面管路的泄露风险，其内部设有水冷套， 散发力矩电机所产生的热量，保证生产安全。摆动机构内设有夹紧定位系统，保证了摆动机构工作过程中的准确定位。该液压 抱闸通过法兰的形式与左壳体及L形右壳体连接，并通过凹槽及密封圈来密封液压油，通 过液压系统的高压力来抱紧转子，从而达到快速夹紧定位的目的。在摆动机构中设置摆动角度软限位系统和摆动角度硬限位系统，保证了摆动机构 的工作安全性。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明
图1是本实用新型的总体结构示意图；图2是摆动角度软限位系统示意图；图3是摆动角度硬限位系统示意图；图4是本实用新型的摆动角度示意图。 图中，1左壳体，2L形右壳体，3转子，4定子，5水冷套，6圆柱交叉滚子轴承，7液压 抱闸，8主轴箱体，9主轴，10进油口，11轴，12角度编码器，13编码器端盖，14晃块，15接近 开关，16泄气口，17撞铁，18橡胶撞块，19冷却水入口，20冷却水出口。
具体实施方式
如
图1所示，一种交流永磁同步外转子式力矩电机并联摆动机构，包括两大部分 固定单元与摆动单元，其中，固定单元包括由左壳体1与L形右壳体2连接而成的U形叉体，两台并联连接的外 转子式力矩电机的定子4分别与U形叉体连接，在力矩电机定子4的内壁连接有水冷套5， 冷却水从水冷套5冷却水入口 19进入，经过非螺旋式冷却沟槽后，从冷却水出口 20流出， 有效把力矩电机运转时所产生的热量传递出去；摆动单元包括两台并联连接的外转子式力矩电机的转子3，与转子3连接的主轴 箱体8，以及安装在主轴箱体中的主轴9 ；如图4所示，该摆动单元，通过转子3的旋转，使主 轴9垂直摆动士 110°。在固定单元与摆动单元间配合连接有圆柱交叉滚子轴承6。如
图1所示，在固定单元内部对称设有摆动机构夹紧定位系统，该系统包括液压 抱闸7、进油口 10和泄气口 16，液压抱闸7位于转子3的外壁与U形叉体之间，液压抱闸7 为单边法兰结构，法兰盘与左壳体1及L形右壳体2连接，其外圈设置有凹槽，凹槽的两端设置有0形密封圈。当摆动单元需要角度定位时，夹紧定位系统的进油口 10通入压力油， 压力油进入凹槽后，压力油的压力使得具有弹性的液压抱闸7的内径向内收缩，变形后的 液压抱间7抱紧摆动单元的转子，使得摆动单元摆动停止，处于一个固定的定位角度。如图2所示，在摆动机构内部设有摆动角度软限位系统，该系统包括安装在编码 器端盖13上的两个接近开关15和安装在轴11上的晃块14，其中轴11与主轴箱体8连接。 如图3所示，在摆动机构外部设有摆动角度硬限位系统，该系统包括两个固定在主轴箱体8 上的撞铁17、四个固定在撞铁17上的橡胶撞块18。当摆动单元摆动角度超出摆动行程时， 机构中设有摆动角度软限位系统与摆动角度硬限位系统用于摆动单元的角度限定，保证了 摆动机构的安全性和运行可靠性。综上所述，仅为本专利最佳的具体实施方式
，但本专利的保护范围不应只局限于 此，任何本领域内的技术人员在本专利披露的结构上加以同等替换和改变均应涵盖在本专 利的保护范围之内。
权利要求1.一种交流永磁同步外转子式力矩电机并联摆动机构，其特征在于，包括两大部分 固定单元与摆动单元，其中，固定单元包括由左壳体(1)与L形右壳体( 连接而成的U形叉体，两台并联连接的 外转子式力矩电机的定子(4)分别与U形叉体连接，在定子的内壁连接有水冷套(5)；摆动单元包括两台并联连接的外转子式力矩电机的转子(3)，与转子C3)连接的主轴 箱体(8)，以及安装在主轴箱体(8)中的主轴(9)；在固定单元与摆动单元间配合连接有圆柱交叉滚子轴承(6)。
2.如权利要求1所述的摆动机构，其特征在于在固定单元内部对称设有摆动机构夹 紧定位系统，该系统包括液压抱闸(7)、进油口(10)和泄气口(16)，液压抱闸(7)位于转子 (3)的外壁与U形叉体之间，液压抱闸(7)为单边法兰结构，法兰盘分别与左壳体(1)及L 形右壳体( 连接，其外圈设置有凹槽，凹槽的两端设置有0形密封圈，在左壳体(1)内壁 设有进油口(10)和泄气口(16)，进油口(10)和泄气口(16)分别与液压抱闸(7)内部相ο
3.如权利要求1或2所述的摆动机构，其特征在于在摆动机构内部设有摆动角度软 限位系统，该系统包括安装在编码器端盖(13)上的两个接近开关(15)和安装在轴(11)上 的晃块(14)，其中轴(11)与主轴箱体(8)连接。
4.如权利要求1或2所述的摆动机构，其特征在于在摆动机构外部设有摆动角度硬 限位系统，该系统包括两个固定在主轴箱体(8)上的撞铁(17)和四个固定在撞铁(17)上 的橡胶撞块(18)。
5.如权利要求3所述的摆动机构，其特征在于在摆动机构外部设有摆动角度硬限位 系统，该系统包括两个固定在主轴箱体(8)上的撞铁(17)和四个固定在撞铁(17)上的橡 胶撞块(18)。
专利摘要本实用新型涉及一种交流永磁同步外转子式力矩电机并联摆动机构，包括两大部分固定单元与摆动单元，其中，固定单元包括由左壳体与L形右壳体连接而成的U形叉体，两台并联连接的外转子式力矩电机的定子分别与U形叉体连接，在定子的内壁连接有水冷套；摆动单元包括两台并联连接的外转子式力矩电机的转子，与转子连接的主轴箱体，以及安装在主轴箱体中的主轴；在固定单元与摆动单元间配合连接有圆柱交叉滚子轴承。该摆动机构不仅结构简单、刚性强，而且驱动扭矩大，工作范围广。
文档编号B23Q5/04GK201863039SQ20102056123
公开日2011年6月15日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者于春明, 刘春时, 张文博, 张维官, 徐吉存, 李焱, 林剑锋, 王哲, 高秀峰 申请人:沈阳机床(集团)设计研究院有限公司