[实用新型]用于机器人的单输出轴伺服电机

权利要求书

1.一种用于机器人的单输出轴伺服电机，其包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一定子铁芯和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子固定于转子轴上，所述转子轴从外壳一端伸出；所述转子包括沿壳体周向等间隔布置的多个磁极，其特征在于，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯和多个第三电枢绕组，所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组缠绕在第二极靴上。

2.根据权利要求1所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第二交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的高次和/或低次磁动势成分。

3.根据权利要求2所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，所述转子包括交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体具有基部和从基部延伸的部分，基部基本上垂直于转子轴的中心线轴线，从基部延伸的部分至少有部分平行于中心线轴线，从基部延伸的部分形成一个空腔以容纳第二定子至少部分。

4.根据权利要求3所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，每个永磁体呈“L”形状。

5.根据权利要求3所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括供电电路，所述供电电路包括整流滤波电路和升压电路。

6.根据权利要求5所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，升压电路包括蓄流电感L1、电容C2、电容C4、绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4，其中，绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4串联连接并给电机驱动回路提供直流电压，它们的栅极连接于电源控制器，由电源控制器给它们提供通断的控制信号；四个双极型晶体管IGBT的集电极和发射极之间分别连接有二极管；绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4相串联的节点分别记为节点N1、节点N2和节点N3，整流滤波电路的第一信号输出端通过蓄流线圈L1连于接节点N1，第二信号输出端连接于节点N3；在绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4相串联的电路的输出端和地之间连接有电容C3，其用于滤波；绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q2的发射极之间连接电容C2, 绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极之间连接电容C4，绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极之间连接电容C3。

7.根据权利要求1-6任一所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，驱动电路至少包括频率识别单元和相角调整单元，频率识别单元根据电动机的位置检测单元提供的电机位置信号识别磁动势的频率成分，以给相角调整单元提供一个控制信号，使相角调整单元给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流,使抵消提供给第一电枢绕组由于施加了驱动电流产生的低次谐波。

8.根据权利要求7所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括常识识别单元，其根据电机位置信号计算出电动机的转子惯量和安装在电动机上的刚体负载的惯量的合计值J。

9.根据权利要求8所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括控制信号生成单元，其根据常识别单元和位置指令值生成校正信号Ff。

10.根据权利要求9所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，校正信号通过下式得到：

式中，A为放大倍数，为位置指令值的2阶微分。