一种紧凑型混合步进一体式伺服电机的制作方法

本实用新型属于电机领域，更具体地，涉及一种伺服电机。

背景技术：

步进电机广泛应用于工业自动化、办公自动化、医疗等运动控制系统中。作为步进电机“家族”中的一员，混合步进伺服电机因其性能优异、成本较低，在生产实际中替代了部分交流伺服的应用场合。随着电力电子技术的不断发展和自动化产品换代升级的内在需求，市场对混合步进电机的综合性能的要求不断提高，具有高品质、低成本、体积小、使用方便等特点的步进电机产品将备受青睐。

目前，市面上的一体式混合步进伺服电机产品由于采用了多接线端子和特定控制解决方案的缘故，存在以下不足：第一，其产品结构体积仍偏大，存在进一步压缩体积的空间；第二，客户在使用时需要按特定的接口引脚定义逐一的与自动化设备电性连接，容易造成接线错误且耗时；第三，接口处电性连接的可靠性难以保证，在外力的频繁牵扯下容易脱落、断裂，导致连接失效，造成自动化设备的突发性故障；第四，接线端子处需要一块异形盖板覆盖，装配比较麻烦，不利于批量生产，且异形盖板需开模，增加了前期的投入成本；第五，目前，市面上大部分一体式混合步进伺服电机的内置控制器由两块独立的PCB板组成，两块PCB板之间通过若干排针进行电性连接，且空间位置关系为垂直布置。相比步进控制器与电机本体分立的方案，这样的空间架构能够较好地节省空间，也有利于布置多个接线端子、旋钮装置。然而，基于多接线端子方案的设计初衷，并不能将一体式混合步进伺服电机的体积做到尽可能小，而且，这种两块PCB板空间垂直的结构在实际装配过程中略显麻烦。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种紧凑型混合步进一体式伺服电机，其配置了串行接口和串行接口电缆线，使客户在使用过程中能够做到即插即用，使用便利性大大提高，而且产品装配方便，有以利于大批量生产，从而降低成本。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种紧凑型混合步进一体式伺服电机，包括控制器、串行接口电缆线和电机本体，其中，

所述控制器包括外壳和控制组件，所述外壳包括后端盖和支架，所述后端盖靠近所述支架的一侧敞口并且所述后端盖的这一侧安装所述支架；

所述控制组件包括串行接口和两块PCB电路板，所述串行接口包括连接板及设置在所述连接板上的梯形连接头，所述梯形连接头电连接在其中一块所述PCB电路板上，所述连接板固定安装在所述后端盖的其中一侧壁上并且该侧壁作为安装壁，这两块所述PCB电路板电连接并且它们相互平行，两块所述PCB电路板均设置于所述外壳内；

所述后端盖的安装壁上设置有梯形缺口，所述串行接口的梯形连接头位于所述后端盖的梯形缺口处，从而让所述串行接口的梯形连接头外露于所述外壳；

所述串行接口电缆线插接在所述串行接口的梯形连接头上；

所述电机本体安装在所述支架上，所述电机本体的转轴的一端穿过所述支架后伸入所述后端盖内，并且转轴的此端套装轴套的一端，轴套的另一端套装有磁石，所述转轴和轴套通过紧定螺丝连接在一起，并且紧定螺丝穿过轴套的侧壁后螺纹连接在所述电机本体的转轴上；

所述电机本体的转轴垂直于所述PCB电路板，靠近所述磁石的PCB电路板在对应于所述磁石的位置设置有磁电编码器。

优选地，所述支架靠近所述后端盖的一侧设置有卡台和第一卡槽，所述串行接口的连接板卡入所述第一卡槽内；

所述后端盖的安装壁上还设置有缺口槽，从而让所述串行接口的连接板与所述安装壁之间形成间隙，该间隙作为第二卡槽，所述卡台卡入所述第二卡槽内。

优选地，所述支架靠近所述后端盖的一侧设置有多根连接柱，这些连接柱伸入所述后端盖内，螺栓紧固件通过这些连接柱将所述支架和后端盖固定连接在一起。

优选地，所述支架靠近所述后端盖的一侧设置有多根用于对PCB电路板实现定位的定位柱，所述定位柱的长度小于所述连接柱的长度。

优选地，所述后端盖的外壁上设置有多条散热肋条。

优选地，所述后端盖的内壁上设置有用于与PCB电路板接触的传热凸台，以便将PCB电路板上产生的热量传导出去。

优选地，所述串行接口的梯形连接头与所述后端盖的安装壁之间存在间距。

优选地，所述后端盖的安装壁与所述连接板通过螺栓连接。

优选地，所述后端盖和所述支架均采用镁合金制成。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型使用单一的串行接口，并配置相应的串行接口电缆线，使客户在使用过程中能够做到即插即用，使用便利性大大提高，同时，且串行接口通用性很强、可靠性高、来源广，有利于产品的标准化与配件的快速更换。

2)本实用新型的两块PCB电路板由于是相互平行的，相比于现有的垂直布置的PCB电路板，本实用新型的大部分构件在装配时沿着电机本体的转轴的轴向进行装配即可，装配更加方便，有以利于大批量生产，从而降低成本。

3)本实用新型的体积较小，有利于终端产品的小型化

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的分解示意图；

图3是本实用新型中控制器的结构示意图；

图4是本实用新型中控制器的分解示意图；

图5是本实用新型中控制组件安装在后端盖上的示意图；

图6是本实用新型中支架的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图6，一种紧凑型混合步进一体式伺服电机，包括控制器6、串行接口电缆线4(在本实施方式中，串行接口电缆线4是RS-232串口电缆线)和电机本体5，其中，

所述控制器6包括外壳1和控制组件2，所述外壳1包括后端盖11和支架12，所述后端盖11靠近所述支架12的一侧敞口并且所述后端盖11的这一侧安装所述支架12，这样支架12就将后端盖11敞口的这一侧给封住，从而可以有效地保护控制组件2，也方便控制组件2安装在外壳1内及从外壳1内取出；

所述控制组件2包括串行接口21(在本实施方式中，串行接口21是RS-232接口)和两块PCB电路板22，所述串行接口21包括连接板211及设置在所述连接板211上的梯形连接头212，所述梯形连接头212可以是公头或者母头，梯形连接头212通过串行接口电缆线来连接外部装置，所述梯形连接头212电连接在其中一块所述PCB电路板22上，所述连接板211固定安装在所述后端盖11的其中一侧壁上并且该侧壁作为安装壁10，优选地，所述后端盖11的安装壁10与所述连接板211通过螺栓连接，这样方便串行接口21的安装；这两块所述PCB电路板22电连接并且它们相互平行，两块所述PCB电路板22均设置于所述外壳1内；每块PCB电路板22上均设有一些电路模块，通过这些电路模块来实现对伺服电机的控制；譬如，其中一块PCB电路板22上可以设置电源模块和报警输出模块等，另一块PCB电路板上可以设置磁电编码器和单片机模块等，两块PCB电路板通过插针来实现电连接；

所述后端盖11的安装壁10上设置有梯形缺口101，所述串行接口21的梯形连接头212位于所述后端盖11的梯形缺口101处，从而让所述串行接口21的梯形连接头212外露于所述外壳1；优选地，所述串行接口21的梯形连接头212与所述后端盖11的安装壁10之间存在间距，梯形缺口101的形状与串行接口21的梯形连接头212的形状相应，以便更好地对串行接口21的梯形连接头212进行安装；

所述串行接口电缆线4插接在所述串行接口的梯形连接头上；

所述电机本体5安装在所述支架12上，所述电机本体5的转轴51的一端穿过所述支架12后伸入所述后端盖11内，并且转轴51的此端套装轴套52的一端，轴套52的另一端套装有磁石53，所述转轴51和轴套52通过紧定螺丝54连接在一起，并且紧定螺丝54穿过轴套52的侧壁后螺纹连接在所述电机本体5的转轴51上；本实用新型的电机本体5的转轴51的两端分别伸出电机本体51的电机壳；安装时可以先将磁石53装入轴套52内，再将轴套52装到转轴51上，然后采用紧定螺丝54连接轴套52和转轴51；

所述电机本体5的转轴51垂直于所述PCB电路板22，靠近所述磁石53的PCB电路板22在对应于所述磁石53的位置设置有磁电编码器。

进一步，所述支架12靠近所述后端盖11的一侧设置有卡台121和第一卡槽122，所述串行接口21的连接板211卡入所述第一卡槽122内；所述后端盖11的安装壁10上还设置有缺口槽102，从而让所述串行接口21的连接板211与所述安装壁10之间形成间隙，该间隙作为第二卡槽3，所述卡台121卡入所述第二卡槽3内。通过这样的卡槽连接嵌合的方式，串行接口21的连接板211卡入支架12上，而支架12上的卡台121又卡入串行接口21的连接板211与所述安装壁10之间，通过这样的相互卡接，可靠度高，而且避免了反复插拔串行接口21造成的松动。

进一步，所述后端盖11和所述支架12均采用镁合金制成，这样方便散热，而且有利于降低伺服电机的整体重量。

进一步，所述支架12靠近所述后端盖11的一侧设置有多根连接柱123，这些连接柱123伸入所述后端盖11内，螺栓紧固件通过这些连接柱123将所述支架12和后端盖11固定连接在一起，连接柱123一体成型在后端盖11上，使得连接比较可靠。

进一步，所述支架12靠近所述后端盖11的一侧设置有多根用于对PCB电路板22实现定位的定位柱124，所述定位柱124的长度小于所述连接柱123的长度，其中的一块PCB板顶住定位柱124，这样在伺服电机工作时，PCB板不易晃动，可以减少伺服电机出现异响的现象。

进一步，所述后端盖11的外壁上设置有多条散热肋条111，便于伺服电机工作时更好地进行散热。此外，所述后端盖11的内壁上设置有用于与PCB电路板22接触的传热凸台112，以便将PCB电路板22上产生的热量传导出去。由于PCB板在工作时会发热产生热量，传热凸台112将热量传出去后，可以保证PCB电路板22更好地工作。

本实用新型将一体式混合步进伺服电机的电源接口、控制接口、通讯接口等接线端子集成于一体，使用一个串行接口21替代其他众多接线端子，降低了实际使用过程中的接线难度，且产品与自动化设备的电性连接的可靠度得到了大幅提高。

而且本实用新型使用单一的串行接口21，可以配置相应的串行接口电缆线4，使客户在使用过程中能够做到即插即用，使用便利性大大提高，同时，且串行接口21通用性很强、可靠性高、来源广，有利于产品的标准化与配件的快速更换。

另外，在后端盖11和电机本体5的电机壳上还贴有一些标识牌，譬如拔码标识牌，上面有一些脉冲/旋转参数，以及接口标识牌，上面显示有接口信息。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。