一种基于动态控制的电机系统的制作方法

本发明涉及伺服电机技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于动态控制的电机系统。

背景技术：

伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。因此，伺服电机可以广泛应用在各大技术领域。

但目前，伺服电机的输出转速需要通过励磁信号来控制，再通过减速器减速后输出，而无法直接通过一体的输出机构来进行转速调整，也无法提供不同转速输出比的选择性。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于动态控制的电机系统，本发明在伺服电机的输出端一体设置一转速调整机构，使得伺服电机能够输出高速和低速两种转速，根据应用环境的需求来选择哪种转速输出，为客户提供了转速可选性，使得伺服电机的输出转速可调范围更广，转速输出精确更高，伺服电机的转速可控性更强。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于动态控制的电机系统，包括：

壳体，其为两端开口式结构，所述壳体内设置有圆柱形空腔，所述壳体的第一端开口用一端盖封闭，所述端盖中心开设一第一通孔，所述端盖外周用一外罩封闭，；

转子轴，其转动设置在所述壳体轴中心，所述转子轴的第一端外周通过第一轴承转动安装在所述第一通孔中，所述转子轴选择性固定在所述外罩上；

转子绕组，其固定在所述转子轴的轴身上，所述转子绕组与所述转子轴同步转动于所述壳体内；

定子轮，其轴中心开设有第二通孔，所述定子轮设置在所述壳体内侧，所述定子轮的内周壁同心包络在所述转子绕组的外周，所述定子轮的第二端设置有第一输出接口，所述定子轮选择性固定在所述壳体上；

定子绕组，其固定在所述定子轮的内周壁上，且所述定子绕组与所述转子绕组同轴间隔设置；以及

内齿盘，其同轴设置在所述转子绕组第二端，且所述内齿盘同轴位于所述定子轮内侧，所述转子轴的第二端被包络在所述内齿盘的轴中心位置，且所述转子轴与所述内齿盘间隔设置，所述定子轮通过所述第二通孔转动套设在所述内齿盘外周壁上，且所述定子轮内周壁与所述内齿盘外周壁之间通过第二轴承转动安装；所述内齿盘底座外周间隔设置有若干行星轮，所述行星轮啮合在所述内齿盘内周壁与所述转子轴第二端外周壁之间，所述内齿盘外端壁上设置有第二输出接口。

优选的，所述端盖外周、外罩外周依次通过螺栓固定在所述壳体的第一端开口端壁上，所述转子轴的第一端被包络在所述外罩内。

优选的，所述转子轴第一端的轴身上设置一第一限位台，所述转子轴第一端上固定套设一卡环，所述第一轴承被所述卡环限位在所述第一限位台上。

优选的，所述定子轮外周壁上开设有第一环形导轨槽，对应位置处的所述壳体内周壁上凸出设置有第一环形导向块，所述第一环形导向块嵌设在所述第一环形导轨槽中，所述定子轮外周壁通过所述第一环形导轨槽和第一环形导向块转动在所述壳体内周壁上。

优选的，所述第二通孔内周壁上开设一环形定位槽，所述第二轴承限位安装在所述环形定位槽中。

优选的，所述定子轮包括底盘和设置在底盘第一端壁外周的圆周壁，所述第一输出接口设置在所述底盘的第二端壁上，所述转子绕组安装在所述圆周壁的内侧壁上，所述第二通孔开设在所述底盘轴中心，所述底盘的外径小于所述圆周壁的外径，所述底盘的内径小于所述圆周壁的内径，所述壳体第二端内周壁上凸出设置一限位环体，所述底盘同轴安装在所述限位环体内侧，所述底盘外周壁上开设有第二环形导轨槽，对应位置处的所述限位环体内周壁上凸出设置有第二环形导向块，所述第二环形导向块嵌设在所述第二环形导轨槽中，所述底盘外周壁通过所述第二环形导轨槽和第二环形导向块转动在所述限位环体内周壁上。

优选的，所述内齿盘底座外周间隔设置有若干转动轴，所述行星轮转动设置在所述转动轴上，所述转子轴的第二端外周设置有一外齿圈，所述内齿盘的内周壁上设置有内齿圈，所述行星轮啮合在所述外齿圈与内齿圈之间。

优选的，所述外罩轴中心上轴向伸缩设置一第一联动块，对应位置处的所述转子轴第一端壁上开设一卡口，所述第一联动块的内侧端头设置有第一齿牙，所述卡口中对应设置有第二齿牙，所述第一联动块的内侧端头通过所述第一齿牙选择性卡设固定在所述卡口中的第二齿牙上；所述第一联动块转动贯穿在所述外罩的中心，且所述第一联动块在所述外罩中心可轴向伸缩。

优选的，所述壳体上径向伸缩设置有第二联动块，对应位置处的所述定子轮外周壁上开设一内齿槽，所述第二联动块内侧端设置有卡齿，所述第二联动块通过所述卡齿选择性卡设固定在所述内齿槽中。

优选的，所述底盘的轴向第二端壁与所述内齿盘外端壁齐平且向外凸出于所述壳体第二端一定距离。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明的伺服电机配置有高速和低速两种输出转速，适用范围更广；

2、可以根据使用环境的需求选择与高速轴或低速轴直接连接，安装使用方便，调速精确高。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为转子轴转动时的整体结构示意图；

图2为定子转动时的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-2所示，本发明提供了一种基于动态控制的电机系统，包括壳体100、转子轴300、转子绕组310、定子轮200、定子绕组210和内齿盘400。

本方案中，壳体100为两端开口式结构，所述壳体100内设置有圆柱形空腔，为转子轴300的转动提供转动空间，所述壳体100的轴向第一端开口用一端盖110封闭，所述端盖110中心开设一第一通孔，为转子轴300的输出预留空间。

转子轴300转动设置在所述壳体100轴中心，转子轴300可以是实心结构也可以是空心结构，本实施例中，转子和定子都可以独立转动，以输出两种转速，但转子和定子同时只能有一个可以转动，也就是同一时刻只可以有一种输出转速。

所述转子轴300的轴向第一端外周通过第一轴承111转动安装在所述第一通孔中，使得转子轴300的轴向第一端转动在第一通孔中，以稳定转子轴300，端盖110的安装就是为了起到稳定转子轴300的作用。

所述转子轴300第一端的轴身上设置一第一限位台，所述转子轴300第一端上固定套设一卡环340，第一轴承111安装在第一限位台上，之后在第一轴承111的轴向第一端的转子轴300上安装卡环340，使得所述第一轴承111被所述卡环340限位在所述第一限位台上，避免第一轴承111轴向窜动。

转子绕组310固定在所述转子轴300的轴身上，所述转子绕组310与所述转子轴300同步转动于所述壳体100内，通过给转子绕组310励磁即可驱动转子绕组310与所述转子轴300同步转动，或者驱动定子转动。

定子轮200轴中心开设有第二通孔，定子轮200设置为类似于两端开口的桶状结构，所述定子轮200的第二端设置有第一输出接口201，设备固定在第一输出接口201上，就可以将设备与定子轮200固定，当转子固定，定子转动时，通过给转子绕组310励磁即可驱动设备与定子轮200同步转动，定子轮200输出的是高速转速。

定子绕组210固定在所述定子轮200的内周壁上，且所述定子绕组210与所述转子绕组310同轴间隔设置，本实施例中，定子绕组210选用的永磁体，其包络在转子绕组310外周，当对转子绕组310励磁时，可以驱动转子绕组310本身转动，或驱动永磁体及整个定子轮200转动。

内齿盘400同轴设置在所述转子绕组310第二端，内齿盘400与转子绕组310第二端间隔一定距离，且所述内齿盘400同轴位于所述定子轮200内侧，所述转子轴300的第二端被包络在所述内齿盘400的轴中心位置，且所述转子轴300与所述内齿盘400也间隔设置，而不是直接连接，所述定子轮200通过所述第二通孔转动套设在所述内齿盘400外周壁上，且所述定子轮200内周壁与所述内齿盘400外周壁之间通过第二轴承260转动安装。具体的，所述第二通孔内周壁上开设一环形定位槽250，所述第二轴承260限位安装在所述环形定位槽250中，为防止第二轴承260的轴向窜动。

所述定子轮200通过所述第二通孔转动套设在所述第二轴承260上，所述定子轮200的内周壁同心包络在所述转子绕组310的外周。具体的，所述定子轮200包括底盘和设置在底盘第一端壁外周的圆周壁，所述第一输出接口201设置在所述底盘的第二端壁上，以便于对外连接输出。所述转子绕组310安装在所述圆周壁的内侧壁上，所述第二通孔开设在所述底盘轴中心，所述底盘的外径小于所述圆周壁的外径，所述底盘的内径小于所述圆周壁的内径，所述壳体100第二端内周壁上凸出设置一限位环体，所述底盘同轴安装在所述限位环体内侧。

所述内齿盘400底座外周间隔设置有若干行星轮420，所述行星轮420啮合在所述内齿盘400内周壁与所述转子轴300第二端外周壁之间，所述内齿盘400外端壁上设置有第二输出接口401。具体的，所述内齿盘400底座外周间隔设置有若干转动轴430，所述行星轮420转动设置在所述转动轴430上，所述转子轴300第二端的外周壁上设置有外齿圈，所述内齿盘400的内周壁上设置有内齿圈，所述行星轮420啮合在所述外齿圈与内齿圈之间，从而使得转子轴300与内齿盘400联动，当通过转子轴300转动对外输出时，转子轴300经过行星轮420的减速后通过内齿盘400外侧端壁上的第二输出接口401对外输出。也就是说定子轮200可以输出高转速，内齿盘400可以输出经过减速后的低转速，为客户提供了转速可选性，拓展了伺服电机的应用。

由此可知，本发明在伺服电机的输出端一体设置一转速调整机构，使得伺服电机能够输出高速和低速两种转速，根据应用环境的需求来选择哪种转速输出，为客户提供了转速可选性，使得伺服电机的输出转速可调范围更广，转速输出精确更高，伺服电机的转速可控性更强。

为了实现转子或定子的则一转速输出，所述端盖110外周用一外罩120封闭，所述外罩120轴中心上轴向伸缩设置一第一联动块121，对应位置处的所述转子轴300第一端壁上开设一卡口330，所述第一联动块121内侧端选择性卡设固定在所述卡口330中。本实施例中，所述第一联动块121的内侧端头设置有第一齿牙，所述卡口330中对应设置有第二齿牙，所述第一联动块121的内侧端头通过所述第一齿牙选择性卡设固定在所述卡口330中的第二齿牙上，使得转子轴与外罩固定；所述第一联动块121转动贯穿在所述外罩120的中心，且所述第一联动块121在所述外罩120中心可轴向伸缩，通过轴向伸缩控制第一联动块121，使得第一联动块121的内侧端头插设在卡口330中。

所述壳体100上径向伸缩设置有第二联动块130，所述第二联动块130内侧端设置有卡齿，对应位置处的所述定子轮200外周壁上开设一内齿槽230，所述卡齿选择性卡设固定在所述内齿槽230中，通过径向伸缩控制第二联动块130即可控制卡齿是否卡设固定在所述内齿槽230中，以控制定子轮200是否固定。

上述技术方案中，所述端盖110外周、外罩120外周依次通过螺栓固定在所述壳体100的第一端开口端壁上，所述转子轴300的第一端被包络在所述外罩120内。

所述定子轮200外周壁上开设有第一环形导轨槽220，对应位置处的所述壳体100内周壁上凸出设置有第一环形导向块140，所述第一环形导向块140嵌设在所述第一环形导轨槽220中，所述定子轮200外周壁通过所述第一环形导轨槽220和第一环形导向块140转动在所述壳体100内周壁上。

所述底盘外周壁上开设有第二环形导轨槽211，对应位置处的所述限位环体内周壁上凸出设置有第二环形导向块150，所述第二环形导向块150嵌设在所述第二环形导轨槽211中，所述底盘外周壁通过所述第二环形导轨槽211和第二环形导向块150转动在所述限位环体内周壁上。

所述底盘的轴向第二端壁与所述内齿盘400外端壁齐平且向外凸出于所述壳体100第二端一定距离，以便于对外输出连接。

由上所述，本发明的伺服电机配置有高速和低速两种输出转速，适用范围更广，同时，可以根据使用环境的需求选择与高速轴或低速轴直接连接，安装使用方便，调速精确高。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。