[实用新型]一种数字直接驱动双悬臂微电机系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微电机技术领域，具体涉及各种工业仪表用微电机、汽车仪表用微电机、工业控制微电机以及家电控制微电机等微电机应用领域。 

背景技术

现有无刷电机是线圈绕组固定、磁芯旋转，其金属防护外壳一是起防护作用，其次是提供磁场通路。但传统电机的金属外壳是固定的，固定的金属外壳与旋转的磁钢产生吸力，阻止磁芯的旋转，影响了电机效率；而且无刷电机的旋转是靠位置传感器来实现闭环控制的，使得传统微电机结构复杂，效率低、成本高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种高效率的数字直接驱动双悬臂微电机系统。通过半悬臂线圈绕组固定、半悬臂金属外圈与磁钢同步旋转的微电机实现方式来提高电机的工作效率，单片机系统能以最佳的最大加速度和旋转速度控制微电机的旋转特性、能根据外部控制信息控制微电机的正反转方向和最终转动位置，使微电机系统工作在最佳工作区。 

根据上述目的，本实用新型所采用的技术方案为： 

一种数字直接驱动双悬臂微电机系统，系统主要包括微电机系统和单片机系统，所述的微电机系统包括半悬臂金属外圈、磁钢、轴、半悬臂线圈绕组，所述的单片机系统包括接收外部给定位置数字信号端口、模拟或数字传感器信号接入端口、信号采集器和单片机驱动输出端口，所述的半悬臂线圈绕组是一个以半悬臂的形式固定在基座一端的控制线圈，所属的半悬臂金属外圈是一个一端端口敞口、另一端以半悬臂的形式与轴和磁钢刚性连接的一个圆形封闭的金属导磁体，其转动方式为半悬臂线圈绕组固定并在单片机系统的控制下产生旋转电磁力，磁钢受旋转电磁力带动轴和半悬臂金属外圈同步转动。

金属外圈与轴以半悬臂的形式刚性连接嵌入在另一端基座上，所述的轴可以在两端基座的支撑下自由旋转。 

包括双悬臂微电机系统和单片机系统。所述的微电机系统包括半悬臂金属外圈、磁钢、轴、半悬臂线圈绕组，所述的单片机系统包括接收外部给定位置数字信号端口、模拟或数字传感器信号接入端口、信号采集器和单片机驱动输出端口。

所述的半悬臂线圈绕组是一个以半悬臂的形式固定在基座一端的控制线圈。 

所属的半悬臂金属外圈是一个一端敞口、另一端以半悬臂的形式与轴和磁钢刚性连接的一个圆形封闭的金属导磁体，金属外圈与轴以半悬臂的形式刚性连接嵌入在另一端基座上，所述的轴可以在两端基座的支撑下自由旋转。 

所述的单片机系统能根据电机转动惯量设定电机转动最大保持同步加速度，使微电机与单片机系统之间保持同步，使控制不丢步或使丢步控制在允许范围内，实现无位置传感器的精确位置控制。 

所述的单片机系统直接驱动和控制微电机，更进一步地也可以增加驱动电路来驱动功率较大的微电机。 

所述的单片机系统能通过接收端口接收外部给定位置数字信号，单片机系统以此来控制微电机的转动实现上位机的数字控制。 

所述的单片机系统能通过端口直接连接的模拟或数字传感器信号，使得微电机系统能根据传感器信号实现对微电机的的传感控制。 

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果为：

1、在结构上实现了半悬臂金属外圈与磁钢的同步旋转，提高了微电机系统的工作效率。

2、在结构上实现了一端固定的半悬臂绕组线圈，简化了系统结构，提高了微电机的可靠性。 

3、本系统可以根据电机转动惯量设定电机转动最大保持同步加速度和最大旋转速度，使控制不丢步或使丢步控制在允许范围内，实现了无位置传感器的精确位置控制。 

4、本实用新型充分利用了实用新型内容所述的微电机结构原理和单片机控制的有机融合，实现了一种结构简单、效率高、智能一体化的数字直接驱动双悬臂微电机系统，系统使用方便、应用面广。    

附图说明

图1为数字直接驱动双悬臂微电机系统原理示意图； 

图2为本实用新型增设驱动电路后的原理示意图；

其中，

1、微电机系统

101、半悬臂金属外圈，102、半悬臂线圈绕组，103、磁钢，104、轴，105、基座，106、线圈输出引线

2、单片机系统

201、外部给定位置数字信号端口，202、本地传感器输入信号端口（模拟或数字），203、信号采集器

3、驱动电路

具体实施方式

图1为数字直接驱动双悬臂微电机系统的原理结构示意图。其具体实现方面有以下内容：