专利名称：旋转电动舵机及其无接触式旋转变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无接触式旋转变压器，以及使用该无接触式旋转变压器的旋 转电动舵机。
背景技术：
现有技术电动舵机主要使用接触式电位计与光盘编码器作为测量舵机旋转角度 的部件。然而接触式电位计由于转子部分与定子部分相接触，会发生接触磨损，所以存在可 靠性低、不易维护、温度影响大的问题。而光盘编码器受温度影响大，抗震能力弱，因此可靠 性和精度较低。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决现有技术电动舵机接触式电位计可靠性低、温差 影响大的问题，本实用新型提供了一种应用于旋转电动舵机的可靠性高、温差影响小的无 接触式旋转变压器。另外，本实用新型还提供一种使用该无接触式旋转变压器的旋转电动舵机。本实用新型的技术方案是一种无接触式旋转变压器，其包括轴承、定子铁心、转 子、定子外壳以及转子支架，所述转子通过转子支架固定，所述定子铁心上开槽放置激磁绕 组和输出绕组，定子铁心以定子外壳的左端台阶孔为定位孔粘在定子外壳内圆上，组成定 子，并由轴承定位固定，所述定子外壳与定子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存 在间隙，且二者可相对转动。所述无接触式旋转变压器的定子和转子由铁镍软磁合金冲片叠压而成，定子的冲 片厚度为0. 2mm。—种旋转电动舵机，其包括舵机输出轴、卡圈、无接触式旋转变压器、谐波减速 器、无刷直流电动机、舵机前盖以及舵机壳体，其中，所述无接触旋转变压器环绕舵机输出 轴设置，且由舵机前盖和舵机壳体包覆，其中，所述无接触式旋转变压器包括轴承、定子铁 心、转子、定子外壳以及转子支架，所述转子通过转子支架套在舵机输出轴上，所述定子铁 心上开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心以定子外壳的左端台阶孔为定位孔粘在定子 外壳内圆上，组成定子，定子以轴承的右端面定位，靠向左端的舵机前盖，而轴承靠住舵机 输出轴的台阶，所述装有轴承的舵机输出轴设置在舵机壳体内，并由右端的轴承的左端面 压住定子，所述舵机输出轴末端通过谐波减速器和谐波减速器柔轮与无刷直流电动机相 连，另外，所述定子外壳与定子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者 可相对转动。所述定子和转子由铁镍软磁合金冲片叠压而成，定子的冲片厚度选择0. 2mm。本实用新型的优点是本实用新型旋转电动舵机由无刷直流电动机、无接触式旋 转变压器和改良后的谐波减速器组成。无接触式旋转变压器结构主要分为外壳、定子部 件、转子部件、轴承等零部件，外壳与定、转子共同构成磁路。[0010]本实用新型转子上不放置绕组，转动部分不需要电功率，且静止部分和转动部分 之间没有接触连接，结构简单，工作可靠。所述无接触式旋转变压器通过利用转子和定子 之间的相对转动产生交变磁场，并测量与转子旋转角度相关的感应电压，从而实现对转子 转速的测量，并进一步得到旋转电动舵机输出轴的转动角度和转速。因此本实用新型无接 触式旋转变压器结构简单、线性度好、工作可靠性高、无磨损、易维护、温漂小等优点。所应 用的旋转电动舵机对应具有结构简单，可靠性高，精度高，易于维护的特点，因此具有较大 的实际应用价值。
图1是本实用新型旋转电动舵机一较佳实施方式的结构示意图；其中，1-舵机输出轴、2-卡圈、3-轴承、4-定子铁心、5-转子、6-谐波减速器、7-谐 波减速器柔轮、8-无刷直流电动机、9-舵机前盖、10-定子外壳、11-转子支架、12-舵机壳 体。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1，其是本实用新型旋转电动舵机一较佳实施方式的结构示意图。所述旋转 电动舵机包括舵机输出轴1、卡圈2、无接触式旋转变压器、谐波减速器6、无刷直流电动机 8、舵机前盖9以及舵机壳体12。所述无接触旋转变压器环绕舵机输出轴1设置，且由舵机 前盖9和舵机壳体12包覆。所述舵机输出轴1末端通过谐波减速器刚轮和谐波减速器柔 轮7与无刷直流电动机8相连。所述无接触式旋转变压器包括轴承3、定子铁心4、转子5、定子外壳10以及转子支 架11。无接触式旋转变压器的转子5通过转子支架11套在舵机输出轴1上。所述定子铁 心4上开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心4以定子外壳10的左端台阶孔为定位孔 粘在定子外壳10内圆上，组成定子。然后将定子以轴承3的右端面定位，靠向左端的舵机 前盖9，再将轴承3靠住舵机输出轴1的台阶，将装有轴承3的舵机输出轴1装进舵机壳体 12，用右端的轴承3的左端面压住定子。所述无接触式旋转变压器的定子外壳10与定子、转子共同构成磁路，其中，定子 由高饱和磁密的铁镍软磁合金冲片叠压而成，冲片厚度选择0. 2mm,以有效减小涡流损耗。 所述转子5也选用同种材料，也采用冲片叠压的方式，然而转子5上不放置绕组，也就是说 转动部分不需要电功率。因此静止部分和转动部分之间没有接触连接，结构简单，工作可罪。本实用新型的工作原理是利用无刷直流电动机带动谐波减速器的凸轮转动产生 谐波，柔轮的部分齿与刚轮的部分齿进行啮合，从而使柔轮与凸轮转动方向相反。柔轮与舵 机输出轴1连接实现减速，同时带动无接触式旋转变压器的转子5转动，从而在无接触式旋 转变压器的定子和转子5之间的气隙中产生交变磁场，因为激磁绕组和输出绕组之间存在 互感，所以在输出绕组中感应出一个与转子5旋转角度成比例的电信号。当转子5的对称 轴线与激磁绕组或输出绕组的中心重合时，输出绕组的感应电压为零。如果转子5向一个 方向转动，输出电压与转子的旋转角度成比例增加，从而可测量出当前旋转电动舵机输出轴的转动角度。 因此本实用新型无接触式旋转变压器通过利用转子和定子之间的相对转动产生 交变磁场，并测量与转子旋转角度相关的感应电压，从而实现对转子转速的测量，并进一步 得到旋转电动舵机输出轴的转动角度和转速。因此本实用新型无接触式旋转变压器结构简 单、线性度好、工作可靠性高、无磨损、易维护、温漂小等优点。相应的，所应用的旋转电动 舵机具有结构简单、可靠性高、测量精度高、易于维护的特点，因此具有较大的实际使用价 值。
权利要求1.一种无接触式旋转变压器，其特征在于包括轴承C3)、定子铁心(4)、转子( 、定子 外壳(10)以及转子支架(11)，所述转子( 通过转子支架(11)固定，所述定子铁心(4)上 开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心(4)以定子外壳(10)的左端台阶孔为定位孔粘在 定子外壳(10)内圆上，组成定子，并由轴承C3)定位固定，所述定子外壳(10)与定子、转子 共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者可相对转动。
2.如权利要求1所述的无接触式旋转变压器，其特征在于所述定子和转子由铁镍软 磁合金冲片叠压而成。
3.如权利要求2所述的无接触式旋转变压器，其特征在于所述定子冲片厚度选择 0. 2mmο
4.一种旋转电动舵机，其特征在于包括舵机输出轴(1)、卡圈O)、无接触式旋转变压 器、谐波减速器(6)、无刷直流电动机( 、舵机前盖(9)以及舵机壳体(12)，其中，所述无接 触旋转变压器环绕舵机输出轴(1)设置，且由舵机前盖(9)和舵机壳体(1 包覆，其中，所 述无接触式旋转变压器包括轴承( 、定子铁心(4)、转子( 、定子外壳(10)以及转子支架(11)，所述转子( 通过转子支架(11)套在舵机输出轴(1)上，所述定子铁心(4)上开槽 放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心(4)以定子外壳(10)的左端台阶孔为定位孔粘在定子 外壳(10)内圆上，组成定子，定子以轴承C3)的右端面定位，靠向左端的舵机前盖(9)，而轴 承C3)靠住舵机输出轴(1)的台阶，所述装有轴承(3)的舵机输出轴(1)设置在舵机壳体(12)内，并由右端的轴承(3)的左端面压住定子，所述舵机输出轴(1)末端通过谐波减速 器(6)和谐波减速器柔轮(7)与无刷直流电动机⑶相连，另外，所述定子外壳(10)与定 子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者可相对转动。
5.如权利要求4所述的旋转电动舵机，其特征在于所述定子和转子由铁镍软磁合金 冲片叠压而成。
6.如权利要求5所述的旋转电动舵机，其特征在于所述定子冲片厚度选择0.2mm。
专利摘要本实用新型涉及一种无接触式旋转变压器，以及使用该无接触式旋转变压器的旋转电动舵机。本实用新型无接触式旋转变压器包括轴承、定子铁心、转子、定子外壳以及转子支架，所述转子通过转子支架固定，所述定子铁心上开槽放置激磁绕组和输出绕组，定子铁心以定子外壳的左端台阶孔为定位孔粘在定子外壳内圆上，组成定子，并由轴承定位固定，所述定子外壳与定子、转子共同构成磁路，所述定子和转子之间存在间隙，且二者可相对转动。本实用新型旋转电动舵机以及其无接触式旋转变压器的静止部分和转动部分之间没有接触连接，且二者可相对转动，具有结构简单、工作可靠性高、易维护等特点，具有较大实际使用价值。
文档编号H01F38/18GK201829334SQ201020299189
公开日2011年5月11日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者刘元度, 李珍, 温改军, 牛艳艳, 王东辉, 苌辉, 闫波 申请人:中国航空工业第六一八研究所