一种伺服电机的制作方法

1.本发明涉及伺服电机技术领域，具体涉及一种伺服电机。


背景技术：

2.伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。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。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
3.然而现有的伺服电机在使用中，会产生热量，当热量过高时，工作人员不得不停止伺服电机的运作，对其进行自然散热，且自然散热所需的时间长，这种散热方法极大的降低了伺服电机的工作效率，存在一定的局限性。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种伺服电机，以解决背景技术中所提出的技术问题。
5.一种伺服电机，包括电机本体和编码器，所述电机本体包括电机壳体和通过电机轴转动安装在所述电机本体内的转子，所述编码器固定安装在所述电机壳体的一端上，还包括散热机构；所述散热机构包括安装壳，所述安装壳中部具有鼓风舱，所述鼓风舱内设置有多个鼓风叶轮，所述安装壳固定安装在所述电机壳体的另一端上，所述电机轴从所述鼓风舱中部向外穿出，所述电机轴与所述鼓风叶轮传动连接以驱动所述鼓风叶轮转动；所述鼓风舱的一侧设置有与所述鼓风叶轮一一对应的出风口；
6.所述电机壳体上设置有多道风道，所述风道从所述电机壳体的一端到另一端贯穿设置，所述风道的进风端口与所述出风口一一对应连通。
7.进一步，所述鼓风叶轮通过轮轴转动安装在所述鼓风舱内，所述出风口内设置有支撑架，所述轮轴两端通过轴承分别转动安装在支撑架和安装壳上；
8.所述电机轴通过齿轮组驱动所述轮轴转动，所述齿轮组包括主齿轮、多个与所述主齿轮相互啮合的第一传动齿轮以及与所述第一传动齿轮一一对应相互啮合的副齿轮，所述主齿轮套设在所述电机轴上，所述副齿轮套设在所述轮轴上，所述第一传动齿轮转动安装在所述鼓风舱内。
9.进一步，所述主齿轮与所述电机轴可拆卸连接；
10.所述主齿轮上贯穿设置有同心的连接孔，所述连接孔的孔壁上设置有沿轴向延伸贯穿的连接槽，所述电机轴上设置有凸键，所述凸键插设在所述连接槽内。
11.进一步，所述安装壳上于所述鼓风舱四周设置有液冷腔，所述液冷腔上设置有多组排液组件；
12.所述电机壳体内设置有多道冷却液通道，所述冷却液通道的一端与所述排液组件连通、另一端与所述液冷腔内连通；
13.所述排液组件与所述电机轴传动连接，所述电机轴驱动所述排液组件活动以使冷却液在所述液冷腔和冷却液通道之间循环流动。
14.进一步，所述排液组件包括弹簧、设置在所述液冷腔内的活塞以及一端与所述活塞连接的活塞杆，所述活塞杆的另一端从所述液冷腔内向外滑动穿出至所述鼓风舱内；
15.所述液冷腔上设置有进液口和出液口，所述进液口和出液口上均设置有单向阀，所述进液口的出液端口与所述液冷腔内部连通，所述出液口的出液端口与所述冷却液通道连通；
16.所述活塞杆位于所述鼓风舱内的一端上设置有端板，所述弹簧套设在所述活塞杆外，所述弹簧位于所述端板与所述鼓风舱内壁之间设置；
17.所述电机轴通过第二传动齿轮带动偏心轮转动，所述第二传动齿轮与所述偏心轮同轴转动设置在所述鼓风舱内，所述偏心轮的外周壁与所述端板表面接触。
18.进一步，所述活塞杆与所述液冷腔的腔壁之间通过密封圈滑动密封。
19.进一步，所述冷却液通道设置有四条，每条所述冷却液通道分别迂回盘旋于所述电机壳体一个侧壁内设置。
20.进一步，所述液冷腔的外壁上设置有多道散热翅片。
21.进一步，所述散热翅片采用纯铜材质。
22.进一步，所述编码器的外壳体壁内设置有多道迂回延伸的导风孔，所述导风孔的两端贯穿设置，所述导风孔的进风端口与所述风道的出风端口连通。
23.本发明的有益效果体现在：
24.伺服电机工作时，电机本体的电机轴会同步驱动散热机构的鼓风舱内的鼓风叶轮旋转，从而向电机壳体的风道内吹入冷却风，加速风道内的空气流动，达到对电机壳体进行风冷散热的目的；同时，电机轴在旋转时，通过偏心轮驱动排液组件使冷却液在液冷腔和冷却液通道之间循环流动，从而对电机本体进行液冷降温。
25.综上，本技术提供的伺服电机能够在伺服电机工作时同步对伺服电机进行风冷和液冷降温，极大的提高了伺服电机的散热效率，该散热方式简便而有效，而且不用停止伺服电机运作，保证伺服电机的工作效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
27.图1为本发明实施例提供的一种伺服电机的结构示意图；
28.图2为本发明实施例提供的电机壳体的结构示意图；
29.图3为本发明实施例提供的散热机构的结构示意图一；
30.图4为本发明实施例提供的散热机构的结构示意图二；
31.图5为本发明实施例提供的散热机构的结构示意图三；
32.图6为本发明实施例提供的散热机构的结构示意图四；
33.图7为本发明实施例提供的电机轴与主齿轮的连接结构示意图；
34.图8为本发明实施例提供的活塞的安装结构示意图；
35.图9为本发明实施例提供的冷却液通道在电机壳体内的延伸示意图；
36.图10为本发明实施例提供的导风孔的延伸结构示意图。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
38.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
39.如图1所示，本发明实施例提供的一种伺服电机，包括电机本体1和编码器2和散热机构5，电机本体1包括电机壳体3和通过电机轴4转动安装在电机本体1内的转子，编码器2固定安装在电机壳体3的尾端上。
40.如图3-图6所示，散热机构5包括安装壳6，安装壳6中部具有鼓风舱7，鼓风舱7内设置有多个鼓风叶轮8，安装壳6提供螺栓固定安装在电机壳体3的另一端端盖上，电机轴4从鼓风舱7中部向外穿出，电机轴4与鼓风叶轮8传动连接以驱动鼓风叶轮8转动。鼓风舱7的一侧设置有与鼓风叶轮8一一对应的出风口9。如图2所示，电机壳体3上设置有多道风道10，风道10可以设置在电机壳体3的四角上，风道10从电机壳体3的一端到另一端贯穿设置，风道10的进风端口与出风口9一一对应连通。
41.电机轴4旋转时，带动鼓风叶轮8旋转，将气流从出风口9吹入风道10内，加速电机壳体3的风道10内的空气流动速度，从而加快散热。为增大散热面积，在风道10内臂上可以设置多条沿风道10轴向延伸的散热筋31。本实施例中，电机壳体3可以采用铝合金材料制成，铝合金材料具有重量轻，散热率高等优点。
42.具体的，鼓风叶轮8通过轮轴11转动安装在鼓风舱7内，出风口9内设置有支撑架12，轮轴11两端通过轴承分别转动安装在支撑架12和安装壳6上。电机轴4通过齿轮组驱动轮轴11转动，齿轮组包括主齿轮13、多个与主齿轮13相互啮合的第一传动齿轮32以及与第一传动齿轮32一一对应相互啮合的副齿轮14，主齿轮13套设在电机轴4上，副齿轮14套设在轮轴11上，第一传动齿轮32转动安装在鼓风舱7内。当电机轴4转动时，通过主齿轮13和第一传动齿轮32同时驱动副齿轮14转动，从而带动轮轴11转动，使鼓风叶轮8旋转起来，将气流吹入对应的风道10内。
43.为方便安装和拆卸维修，主齿轮13与电机轴4可拆卸连接。如图4和图7所示，主齿轮13上贯穿设置有同心的连接孔，连接孔的孔壁上设置有沿轴向延伸贯穿的连接槽15，电机轴4上设置有凸键16，凸键16插设在连接槽15内，电机轴4通过凸键16带动主齿轮13转动。凸键16可以设置有3根，沿电机轴4外壁均匀分布，避免电机轴4在高速转动时因为质量分布不均发生抖动。
44.进一步，如图3-图5所示，安装壳6上于鼓风舱7四周还设置有液冷腔17，液冷腔17上设置有多组排液组件。电机壳体3内设置有多道冷却液通道18，冷却液通道18的一端与排液组件连通、另一端与液冷腔17内连通。排液组件与电机轴4传动连接，电机轴4驱动排液组
件活动以使冷却液在液冷腔17和冷却液通道18之间循环流动。
45.具体的，排液组件包括弹簧19、设置在液冷腔17内的活塞21以及一端与活塞21连接的活塞杆22，如图8所示，活塞杆22的另一端从液冷腔17内向外滑动穿出至鼓风舱7内，活塞21外周壁与液冷腔17内壁紧密贴合。活塞杆22位于鼓风舱7内的一端上设置有端板26，弹簧19套设在活塞杆22外，弹簧19位于端板26与鼓风舱7内壁之间设置。
46.液冷腔17上设置有进液口23和出液口24，进液口23和出液口24上均设置有单向阀25，进液口23的出液端口与液冷腔17内部连通，出液口24的出液端口与冷却液通道18连通。进液口23内的单向阀使冷却液只能从冷却液通道18单向流向液冷腔17内，出液口24的出液端口与冷却液通道18连通，出液口24内的单向阀使冷却液只能从液冷腔17单向流向冷却液通道18中。液冷腔17内的冷却液处于充满状态，考虑到冷却液热胀冷缩的物理特性，冷却液通道18内的冷却液在常温状态下不能充满，需要留有一定的余量，该余量至少不小于活塞21一次压入的冷却液的体积。
47.电机轴4通过第二传动齿轮20带动偏心轮27转动，第二传动齿轮20与偏心轮27同轴转动设置在鼓风舱7内，偏心轮27的外周壁与端板26表面接触。偏心轮27转动时，在弹簧19的配合下，使活塞杆22周期性的往复插入液冷腔17内，带动活塞21在液冷腔17内往复移动，从而使冷却液在液冷腔17和冷却液通道18之间循环流动。为增强液冷腔17的密封性，防止冷却液渗漏，活塞杆22与液冷腔17的腔壁之间通过密封圈28滑动密封。
48.冷却液通道18设置有四条，如图9所示，每条冷却液通道18分别迂回盘旋于电机壳体3一个侧壁内设置，增大降温面积。冷却液通道18与液冷腔17上的进液口23和出液口24之间均通过密封圈密封，避免冷却液渗漏。
49.为加快散热，如图5所示，液冷腔17的外壁上设置有多道散热翅片29。本实施例中，安装壳6采用铝合金材料制成，铝合金材料具有重量轻，散热率高等优点。散热翅片29采用纯铜材质，铜的导热性能好，能够加快散热，使冷却液维持在较低温度范围内。
50.如图10所示，为对编码器2进行散热，在编码器2的外壳体壁内设置有多道呈s型迂回延伸的导风孔30，导风孔30的两端贯穿设置，导风孔30的进风端口与风道10的出风端口连通。风道10吹出的气流流经编码器2的外壳体壁内导风孔30内之后，对编码器2的内部进行降温。
51.伺服电机工作时，电机本体的电机轴会同步驱动散热机构的鼓风舱内的鼓风叶轮旋转，从而向电机壳体的风道内吹入冷却风，加速风道内的空气流动，达到对电机壳体进行风冷散热的目的；同时，电机轴在旋转时，通过偏心轮驱动排液组件使冷却液在液冷腔和冷却液通道之间循环流动，从而对电机本体进行液冷降温。
52.综上，本技术提供的伺服电机能够在伺服电机工作时同步对伺服电机进行风冷和液冷降温，极大的提高了伺服电机的散热效率，该散热方式简便而有效，而且不用停止伺服电机运作，保证伺服电机的工作效率。
53.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。