[发明专利]一种双驱动轴的微型步进电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种双驱动轴的微型步进电机，主要应用于汽车仪表和其它指针式仪表的双指针驱动。

背景技术

仪表用微型步进电机是实现数字化仪表的关键元器件之一，通过电机的驱动轴带动仪表指针，可实现数据的实时指示。目前，仪表用步进电机主要是单转动轴形式，一个步进电机只能驱动一个指针，即每次只能指示一个物理量。然而，在实际应用当中，有许多相关物理量需要同时指示，例如，时钟和分钟、汽车的水温和油位、车速和转速、温度和湿度，海拔高度和大气压力等，以往常常通过两个单轴的步进电机分别带动两个指针来指示，因此需要两个刻度表盘。但是当仪表盘较小时，采用两个步进电机的方案，将受到仪表盘几何尺寸的限制，如果一个步进电机可以同时带动两个指针，而且两个指针具有相同的圆心，则可以在一个表盘内集中显示两路信息，并且可以彻底解决表盘几何尺寸受到限制的瓶颈。

发明内容

本发明按照系统最省、整体最优的现代工程设计原则，提供一种能同时带动两个指针的双驱动轴步进电机(以下简称电机)，从而实现在一个仪表刻度盘内能同时集成指示两路信息，且具有控制简单、制造方便、成本较低、尺寸较小、指示精度高等特点。

该电机最显著的技术特征归纳如下：

一、电机内置两套独立的指针驱动机构，可同时驱动两路指针；

二、两路指针采用内、外同心机构，即具有相同的圆心；

三、两套指针驱动机构分别由两级传动减速齿轮系统组成；

四、两套指针驱动机构的传动减速比设计成不同，固有步距角不同，以保证内、外两个指针驱动轴异步动作；

五、电机内置一片电机驱动芯片IC，可在两级传动减速齿轮系统的基础上实现电机固有步距角的进一步细分，从而组成外部免驱动的机电一体化的双驱动轴微型步进电机。

然而，这并不是将两套指针驱动机构进行简单地组合，设计时必须考虑如下的问题，一是在电磁兼容性方面要将两套定子磁场之间的交叉干扰降低至最小；二是在结构上处理好两路两级传动减速齿轮系统的关联影响；三是通过专用定制IC芯片来同时实现电机内、外转动轴的各自固有步距角的进一步细分。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种不同传统的技术思路。其双轴微型步进电机包括外壳上盖(1)、外壳下盖(2)、内转动轴(3)、内轴方向控制引脚(4)、内轴转角控制引脚(5)、内轴地VSS(6)、内轴电源VDD(7)、内轴永磁转子(8)、内轴永磁转子的转轴(9)、内轴I级传动齿轮组从动轮(10)与连为一体的内轴II级传动齿轮组主动轮(11)、内轴I级传动齿轮组从动轮的转轴(12)、内轴II级传动齿轮组从动轮(13)、内轴两相线圈及支架(14)、内轴两相线圈输出引脚(15)、内轴定子铁心体(16)；外转动轴(17)、外轴方向控制引脚(18)、外轴转角控制引脚(19)、外轴地VSS(20)、外轴电源VDD(21)、外轴永磁转子(22)、外轴永磁转子的转轴(23)、外轴I级传动齿轮组从动轮(24)与连为一体的外轴II级传动齿轮组主动轮(25)、外轴I级传动齿轮组从动轮的转轴(26)、外轴II级传动齿轮组从动轮(27)、外轴两相线圈及支架(28)、外轴相线圈输出脚(29)、外轴定子铁心体(30)，电机驱动电路PCB板(31)、电机驱动芯片IC(32)组成。

图二中，所述的双轴电机分别设计了两个闭合的不规则环状内轴定子铁心体(16)和外轴定子铁心体(30)，两个铁心体设置在转动轴两侧，左侧安排的是内轴定子铁心体(16)，右侧安排的是外轴定子铁心体(30)，两个铁心体并不是在一个平面内，在空间内上下错层，但其水平投影则是在一条直线上按照180°夹角摆放，使得内、外相线圈组在距离上保持最远，因此相互的磁场干扰最小。在内轴铁心体上，两个相线圈及支架(14)均按90°夹角安置；在外轴铁心体上，两个相线圈及支架(28)也按90°夹角安置，互成犄角对称(参见图2和图5)。