一种防液态非磁超声电机的制作方法

本实用新型涉及一种超声电机，特别是涉及一种防液态非磁超声电机。

背景技术：

超声电机是一种为电机，它是利用压电材料的逆压电效应激发弹性体在超声频段产生微幅振动，并通过定子、转子之间的摩擦将其转换呈转子的回转运动的新型电机。由于超声电机的运行不依赖电磁，且不会造成电磁干扰，因此超声电机能够被应用于核磁共振领域中的核磁共振超声刀控制装置中。由于核磁共振超声刀控制装置需要浸渍在超声耦合液中，因此现阶段需要研制出一种防液态非磁超声电机。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种防液态非磁超声电机，所述防液态非磁超声电机具有良好的防止液体侵入电机内腔的能力。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种防液态非磁超声电机，包括电机壳体、与电机壳体密封配合的机盖、电机轴、安装于机盖的超声定子、安装于电机轴且与超声定子配合的超声转子以及与超声定子配合的供电线缆，还包括编码器，所述机盖具有与电机轴密封配合的第一密封结构以及与供电线缆配合的第二密封结构，电机轴的尾端贯穿电机壳体的尾端，电机壳体的尾端密封安装有防水罩且形成有供编码器安装的编码腔，所述编码器包括安装于电机轴尾端的码盘、安装于电机壳体且与码盘配合的读头以及与读头配合的信号线缆，所述防水罩具有与信号线缆配合的第三密封结构。

通过采用上述技术方案，编码器设置在防水罩和电机壳体形成的编码腔内并不影响超声电机内部结构布置，且依旧能够实现编码器对于防液态非磁超声电机的角速度、旋转角度数据的获得。

同时，防液态非磁超声电机通过第一密封结构、第二密封结构和第三密封结构使得其具有良好的防液态性能，使得防液态非磁超声电机能够在液态环境下运行，从而能够在核磁共振超声刀控制装置中应用该防液态非磁超声电机。

由于超声电机的输出扭矩较小，将防水罩设置在电机壳体的尾端，能够仅使用一个动密封结构(第一密封结构)实现对整个防液态无磁超声电机的防水，减少了动密封结构对防液态无磁超声电机的输出扭矩的损失。

本实用新型进一步设置为，所述第一密封结构包括开设于机盖外表面的第一阶梯孔、骨架密封圈以及第一密封挡板，所述第一阶梯孔从内至外依次包括供骨架密封圈安装的第一孔和供第一密封挡板安装的第二孔，所述骨架密封圈具有与电机轴外侧壁密封抵接的密封唇。

通过采用上述技术方案，首先，第一密封挡板和电机轴配合实现一层密封效果，然后通过密封唇和电机轴的配合实现第二层密封效果，上述第一密封结构的密封效果理想，从而降低了液体从电机轴和机盖的配合处进入到防液态非磁超声电机的内腔中的概率。

本实用新型进一步设置为，所述第二密封结构包括第二阶梯孔，将第二阶梯孔盖合的第二密封挡板以及与供电线缆密封配合的第二密封垫，所述第二密封挡板将第二密封垫压紧在第二阶梯孔的外孔底面。

通过采用上述技术方案，第二密封挡板和第二密封垫分别与供电线缆配合实现了第二密封结构的两层密封效果，上述第二密封结构的密封效果理想，从而降低了液体从机盖和供电线缆配合处进入到防液态非磁超声电机的内腔中的概率。

本实用新型进一步设置为，所述第三密封结构包括第三阶梯孔，将第三阶梯孔盖合的第三密封挡板以及与供电线缆密封配合的第三密封垫，所述第三密封挡板将第三密封垫压紧在第三阶梯孔的外孔底面。

通过采用上述技术方案，第三密封挡板和第三密封垫分别与信号线缆配合实现了第三密封结构的两层密封效果，上述第三密封结构的密封效果理想，从而降低了液体从防水罩和信号线缆的配合处进入到防液态非磁超声电机的内腔中的概率。

本实用新型进一步设置为，所述电机壳体的尾部端面开设有第一密封槽和安装于第一密封槽内的第一密封圈，所述第一密封圈与防水罩的端面周向密封抵接。

通过采用上述技术方案，上述电机壳体和防水罩之间通过第一密封圈实现密封配合，该密封配合的结构较为简单，装配较为方便。

本实用新型进一步设置为，所述机盖在朝向电机壳体的一端具有第二密封槽和安装于第二密封槽内的第二密封圈，所述第二密封圈与电机壳体的端面周向密封抵接。

通过采用上述技术方案，上述电机壳体和机盖之间通过第二密封圈实现密封配合，该密封配合的结构较为简单，装配较为方便。

本实用新型进一步设置为，所述编码器具有一个码盘、两个读头以及两个分别与两个读头一一配合的信号线缆，所述防水罩具有与两根信号线缆一一对应的第三防水结构；所述码盘包括读码区和无码区，所述读码区周向均匀布置供第二读头识别的码条，且读码区具有供第二读头读取的初始刻度线z；两个所述读头分别为基准读头和偏向读头；初始状态时，基准读头朝向读码区的初始刻度线z，偏向读头朝向读码区和无码区的交界处。

通过采用上述技术方案，上述防液态无磁超声电机的设置有助于其在断电后再次接入电源后能够快速复位，即恢复至基准读头与初始刻度线z相对，偏向读头位于读码区和无码区的交界处。

具体原理如下所示：当上述防液态无磁超声电机接入电源后，若偏向读头无信号输出，即偏向读头位于无码区，第二防液态无磁超声电机的电机轴需要顺时针旋转，直至基准读头读取到初始刻度线z的信号；若偏向读头有信号输出，即偏向读头位于读码区，第二防液态无磁超声电机的电机轴需要逆时针旋转，直至基准读头读取到初始刻度线z的信号。上述功能依赖于软件编程实现，软件部分是编码器领域的技术人员的公知常识，因此也不做赘述，但并不影响本实用新型对上述编码器的码盘结构、读头布置的保护诉求。

本实用新型进一步设置为，所述读码区的周向角度为270°，所述无码区的周向角度为90°。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、一种防液态非磁超声电机，通过第一密封结构、第二密封结构、第三密封结构实现了防液态非磁超声电机的防液态性能，通过设置编码器方便获取防液态非磁超声电机的转速数据和旋转角度数据；

2、第一密封结构包括第一阶梯孔、骨架密封圈和第一密封挡板，具有双层密封能力，从而降低了液体从电机轴和机盖的配合处进入到防液态非磁超声电机的内腔中的概率

3、编码器包括一个码盘和两个读头，码盘包括读码区和无码区，读头包括基准读头和偏向读头，上述防液态无磁超声电机的设置有助于其在断电后再次接入电源后能够快速复位，即恢复至基准读头与初始刻度线z相对，偏向读头位于读码区和无码区的交界处。

附图说明

图1为实施例1中的防液态非磁超声电机的剖面结构示意图；

图2为实施例1中的防液态非磁超声电机的尾部结构示意图；

图3为实施例1中的防液态非磁超声电机未安装防水罩的尾部结构示意图；

图4为实施例2中的防液态非磁超声电机为安装防水罩的尾部结构示意图；

图5为实施例2中的码盘结构示意图。

图中：11、电机壳体；111、安装环台；112、第一螺栓；12、机盖；121、第一阶梯孔；121a、第一孔；121b、第二孔；122、第二阶梯孔；13、电机轴；14、超声定子；15、超声转子；16、供电线缆；17、轴承；2、编码器；21、码盘；211、读码区；212、无码区；22、读头；221、基准读头；222、偏向读头；23、信号线缆；3、防水罩；31、编码腔；32、第二螺栓；33、第三阶梯孔；41、第二密封圈；42、骨架密封圈；421、密封唇；43、第一密封挡板；44、第二密封挡板；45、第二密封垫；46、第一密封圈；47、第三密封挡板；48、第三密封垫。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

参阅附图1，一种防液态非磁超声电机，包括电机壳体11、机盖12、电机轴13、超声定子14、超声转子15、供电线缆16、编码器2和防水罩3。其中，防液态非磁超声电机均由非磁性材料制成。

超声定子14固定于机盖12的内侧且与供电线缆16连接配合。超声转子15安装于电机轴13上且与电机轴13同步转动，且超声转子15与超声定子14相互配合。电机轴13安装于电机壳体11和机盖12上，且电机壳体11和机盖12均由支撑电机轴13的轴承17。

参阅附图1和附图2，电机壳体11和机盖12密封配合，机盖12在朝向电机壳体11的一端具有第二密封槽和安装于第二密封槽内的第二密封圈41，且第二密封圈41与电机壳体11的端面周向密封抵接。电机壳体11具有安装环台111，且安装环台111周向间隔设有与机盖12螺纹配合的第一螺栓112，且第一螺栓112位于第二密封圈41的外侧。

机盖12具有与电机轴13密封配合的第一密封结构。第一密封结构包括开设于机盖12外表面的第一阶梯孔121、骨架密封圈42以及第一密封挡板43。第一阶梯孔121从内至外依次包括供骨架密封圈42安装的第一孔和供第一密封挡板43安装的第二孔。其中，第一密封挡板43通过螺钉固定在第二孔内，且第一密封挡板43具有供电机轴13穿出的第一通孔，且第一通孔的内壁与电机轴13外壁贴合；骨架密封圈42具有与电机轴13外侧壁密封抵接的密封唇421。

机盖12还具有与供电线缆16配合的第二密封结构。第二密封结构包括第二阶梯孔122、将第二阶梯孔122盖合的第二密封挡板44以及与供电线缆16密封配合的第二密封垫45。其中，第二阶梯孔122为沉孔，且第二密封挡板44通过螺钉固定在机盖12外侧壁上且将第二密封垫45压紧在第二阶梯孔122的外孔底面。

电机壳体11的尾端密封安装有防水罩3且形成有供编码器2安装的编码腔31。电机轴13的尾端贯穿电机壳体11的尾部且伸入编码腔31内。

其中，电机壳体11的尾部端面开设有第一密封槽和安装于第一密封槽内的第一密封圈46，第一密封圈46与防水罩3的端面周向密封抵接。防水罩3通过第二螺栓32固定在电机壳体11的尾端。

参阅附图1至附图3，编码器2包括安装于电机轴13尾端的码盘21、安装于电机壳体11且与码盘21配合的读头22以及与读头22配合的信号线缆23，防水罩3具有与信号线缆23配合的第三密封结构。在本实施例中，编码器2包括一个码盘21、一个读头22和一根信号线缆23。

第三密封结构包括第三阶梯孔33、将第三阶梯孔33盖合的第三密封挡板47以及与供电线缆16密封配合的第三密封垫48。其中，第三阶梯孔33为沉孔，且第三密封挡板47通过螺钉固定在防水罩3的外侧壁上且将第三密封垫48压紧在第三阶梯孔33的外孔底面。

实施例2：

本实施例中的防液态非磁超声电机除了编码器2和防水罩3和实施例1的防液态非磁超声电机不同外，其余结构均与实施例1中的防液态非磁超声电机相同。

参阅附图4和附图5，防液态非磁超声电机的编码器2具有一个码盘21、两个读头22以及两个分别与两个读头22一一配合的信号线缆23。防水罩3具有与两根信号线缆23一一对应的第三防水结构。两个读头22分别为基准读头221和偏向读头222。

码盘21为圆环状，且包括读码区211和无码区212，读码区211周向均匀布置供读头22识别的码条，且无码区212未设置码条。其中，码盘21在0°～270°之间为读码区211，在270°～360°(0°)为无码区212，第二码盘21381在90°处还设置有初始刻度线z。初始状态时，基准读头221朝向读码区211的初始刻度线z，偏向读头222朝向读码区211和无码区212的交界处。

上述防液态无磁超声电机的设置有助于其在断电后再次接入电源后能够快速复位，即恢复至基准读头221与初始刻度线z相对，偏向读头222位于读码区211和无码区212的交界处，且具体原理如下所示：当防液态无磁超声电机接入电源后，若偏向读头222无信号输出，即偏向读头222位于无码区212，防液态无磁超声电机的电机轴13需要顺时针旋转，直至基准读头221读取到初始刻度线z的信号；若偏向读头222有信号输出，即偏向读头222位于读码区211，第二防液态无磁超声电机的电机轴13需要逆时针旋转，直至基准读头221读取到初始刻度线z的信号。

上述功能依赖于软件编程实现，软件部分是编码器2领域的技术人员的公知常识，因此也不做赘述，但并不影响本实用新型对上述编码器2的码盘21结构、读头22布置的保护诉求。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。