一种一体化机电作动器的制作方法

本发明涉及机电作动器技术领域，尤其涉及一种一体化机电作动器。

背景技术：

机电作动器是将电能转化为机械能的装置，通常用作为力矩控制、位置控制等系统的执行器，对于实现位置控制的机电作动器根据其运动输出方式可分为旋转式和直线式。通常情况下机电作动器的电机部件和减速传动部件是相对独立的结构，通过联轴器等将电机部件和减速传动部件连接传动，从而体积较大，电机部件和减速传动部件之间还存在传动配合间隙，系统转动惯量大，响应速度慢，现有的机电作动器难以满足小型化、轻量化的发展需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种一体化机电作动器，解决目前技术中的机电作动器体积大，重量大，存在配合间隙，转动惯量大，响应速度慢的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种一体化机电作动器，包括电机和减速传动机构，所述的减速传动机构为少齿差传动机构，其包括由中心向外依次啮合连接的中心齿轮、传动齿轮和齿圈，所述的电机包括电机定子和电机转子，所述的电机定子和齿圈固定连接在作动器壳体上，电机转子呈中空环形并环绕在电机定子的周向外围，中心齿轮与电机转子连接为一体，所述的作动器壳体还转动连接有输出轮，所述的输出轮与传动齿轮连接由其驱动旋转。本发明所述的一体化机电作动器取消了传统的联轴器等传动连接将，将机和减速传动机构更加紧凑的连接为一体，提高了集成度，显著减小了机电作动器的轴向尺寸，将电机转子与中心齿轮设置成一个部件，极大的提高结构紧凑性，减小体积，降低重量，消除传动配合间隙，减小转动惯量，提高响应速度。

进一步的，所述的电机为无刷直流电机，取消机械换向器和电刷，运动过程不会产生电火花，可以达到更高的转速，具有使用寿命长、适用工况广、转矩脉动小、功率密度大等特点。

进一步的，所述的电机定子连接着进行电子换向的驱动控制器，所述的驱动控制器连接在作动器壳体上。

进一步的，所述的驱动控制器呈与电机转子同轴心的环状结构，从而整个一体化机电作动器外形呈环形，可以用于机械臂等应用场合便于中间穿过线缆。

进一步的，所述的减速传动机构为行星齿轮结构，传动齿轮为单排的行星轮，行星轮转动连接在输出轮上，结构紧凑，传动效率高，传动比大、承载能力大、刚度大、传动精度高、传动效率高、回差小。

进一步的，所述的输出轮呈包在电机转子外围的空筒结构，输出轮轴向的两端分别由轴承件支撑，结构稳定性好，使用寿命长。

进一步的，所述的输出轮与作动器壳体之间设置有沿周向分布的位置传感器，实时监测输出轮的位置并反馈给驱动控制器，驱动控制器与目标指令比对后控制电机运动，从而实现输出轮运动的高精度伺服控制。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的一体化机电作动器结构简单、紧凑，维护方便，占用体积小，重量轻，满足小型化、轻量化的需求，提高了集成度，显著减小了机电作动器的轴向尺寸，消除传动配合间隙，减小转动惯量，提高响应速度。

附图说明

图1为一体化机电作动器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开的一种一体化机电作动器，结构简单、紧凑，无需联轴器等传动连接件，占用体积小，重量轻，减小转动惯量，响应速度快，满足小型化、轻量化的发展需求。

如图1所示，一种一体化机电作动器，由电机和减速传动机构连接构成，所述的减速传动机构为少齿差传动机构，在本实施例中，减速传动机构为行星齿轮结构，减速传动机构包括由中心向外依次啮合连接的中心齿轮6、传动齿轮3和齿圈9，传动齿轮3为单排的行星轮，电机采用无刷直流电机，电机包括电机定子8和电机转子9，所述的电机定子8和齿圈9固定连接在作动器壳体2上，电机定子8连接着进行电子换向的驱动控制器1，所述的驱动控制器1连接在作动器壳体2上，电机转子9呈中空环形并环绕在电机定子8的周向外围，中心齿轮6与电机转子9连接为一体，即电机转子9的外围具有齿轮，从而将电机转子9和中心齿轮6融为一体的结构，作动器壳体2还转动连接有输出轮5，行星轮转动连接在输出轮5上。

电机定子8和齿圈9为固定不动的状态，在一体化机电作动器工作时，电机转子9环绕电机定子8转动，电机转子9上的中心齿轮6驱动传动齿轮3沿着齿圈9做公转并自转，从而传动齿轮3驱动输出轮5转动实现对外的驱动做功，极大的提高结构紧凑性，减小体积，降低重量，消除传动配合间隙，提高响应速度，电机转子9的外径可以减小，减小转动惯量，降低时间常数，减小力矩波动。

输出轮5呈包在电机转子9外围的空筒结构，输出轮5轴向的两端分别由轴承件支撑，能够有效提高输出轮5转动时的稳定性，提高工作可靠性；输出轮5与作动器壳体2之间设置有沿周向分布的位置传感器4，驱动控制器与目标指令比对后控制电机运动，从而实现输出轮运动的高精度伺服控制。

在本实施例中，驱动控制器1呈与电机转子9同轴心的环状结构，从而整个一体化机电作动器外形为环状，可以用于机械臂等应用场合便于中间穿过线缆。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种一体化机电作动器，包括电机和减速传动机构，所述的减速传动机构为少齿差传动机构，其包括由中心向外依次啮合连接的中心齿轮、传动齿轮和齿圈，所述的电机包括电机定子和电机转子，所述的电机定子和齿圈固定连接在作动器壳体上，电机转子呈中空环形并环绕在电机定子的周向外围，中心齿轮与电机转子连接为一体，所述的作动器壳体还转动连接有输出轮，所述的输出轮与传动齿轮连接由其驱动旋转。本发明所述的一体化机电作动器结构简单、紧凑，维护方便，占用体积小，重量轻，满足小型化、轻量化的需求，提高了集成度，显著减小了机电作动器的轴向尺寸，消除传动配合间隙，减小转动惯量，提高响应速度。

技术研发人员：李川渠;吴贵成;李莎莎;牟林;杨清明
受保护的技术使用者：四川航天烽火伺服控制技术有限公司
技术研发日：2018.11.29
技术公布日：2019.03.01