[发明专利]一种转子无径向跳动的有限转角力矩电机

说明书

本发明提供了一种转子无径向跳动的有限转角力矩电机，解决有限转角力矩电机可靠性低的问题。该电机包括壳体、定子组件、转子组件、限位螺钉和限位轴套；壳体包括外壳和轴承室；定子组件包括定子铁芯和定子绕组，定子绕组为采用单根线圈通过环形密绕绕制在定子铁芯上的多层线圈；转子组件包括转轴、转子铁芯、磁钢、隔磁环和转子屏蔽板；转轴通过两组轴承设置在轴承室内；限位轴套设置在两组轴承之间；转子铁芯设置在转轴外侧；转子铁芯的左侧设置有限位螺钉，限位螺钉与设置在外壳内的弧形限位槽配合；磁钢设置在转子铁芯外侧，隔磁环设置在磁钢的右侧，转子屏蔽板设置在隔磁环和转子铁芯的右侧，从而实现多层漏磁屏蔽。

技术领域

本发明属于有限转角力矩电机领域，具体涉及一种转子无径向跳动的有限转角力矩电机。

背景技术

有限转角力矩电机是一种将电信号转换为一定角度的角位移，并具有一定力矩输出的特殊结构电机，由于特殊的电磁设计和结构设计，使得其通电时只能在一定的角度范围内转动工作。由于有限转角力矩电机具有工作可靠、易于控制、动态响应好、使用寿命长、电磁干扰小等诸多优点，使得其主要应用于某些要求定位精度高的系统中作为伺服驱动执行元件。

随着系统装配精度的不断提高，系统对配套电机的精度提出了更高的要求，不仅要求电机具有良好的电气特性，而且还要求电机具有较高的机械精度。现有有限转角力矩电机的电机轴与转子间仅靠轴承进行固定支承，由于轴承滚珠与外壳有一定的间隙，使电机组装后的轴向间隙、径向间隙过大，而在实际使用环境中受到振动或者冲击时，因间隙影响电机的振动量级会因此放大，导致电机内部受到更强的作用，而电机内部结构多为薄壁件，会导致电机内部零组件因此失效，降低了电机的使用寿命及安全性，在使用中存在很大的安全隐患。例如，在光电瞄准系统或激光制导系统中，为满足控制系统的高精度要求，需配套的电机在全工况使用过程中，转子在工作角度范围内的任意位置都必须平稳无跳动。但由于装配精度以及所用轴承自身游隙的存在，使得电机转子在工作角度范围内转动或在冲击、振动等环境条件下会产生一定的径向跳动，从而影响系统的瞄准精度或制导精度。

此外，现有有限转角力矩电机的电枢换向处绕线时，使用了两段独立线圈，通过焊接的方式使线圈成为一体，而电机焊线过程中需要预留焊接空间，并且焊点易受到环境影响，焊点本身的可靠性并不高。因此，该种方式不仅增加了电机体积，并且由于焊接工艺性可靠性较低，降低了电机工作时的可靠性。

发明内容

为解决现有有限转角力矩电机可靠性低的问题，本发明提供了一种转子无径向跳动的有限转角力矩电机，该电机是一种工作平稳、无径向跳动的电机，可满足系统的高精度需求。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种转子无径向跳动的有限转角力矩电机，包括壳体、定子组件、转子组件、限位螺钉和限位轴套；所述壳体包括外壳和设置在外壳内部的轴承室，所述外壳的内侧设置有两个弧形限位槽，两个弧形限位槽相对设置，其角度与有限转角力矩电机的旋转角度相对应；所述定子组件包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯为环状结构，其截面形状与外壳的形状相匹配，所述定子铁芯上设置有定位块，且定位块与定子铁芯间隙配合，配合间隙小于0.01mm；所述定子绕组为采用单根线圈通过环形密绕绕制在定子铁芯上的多层线圈，单根线圈在换向处以跨过定位块的方式进行换向；所述转子组件包括转轴、转子铁芯、磁钢、隔磁环和转子屏蔽板；所述转轴通过两组轴承设置在轴承室内，所述轴承为陶瓷深沟球轴承，其外圈设置有与轴承室台阶相配合的凸缘；所述限位轴套设置在两组轴承之间，所述限位轴套的内孔与转轴配合，外圆与轴承室内孔配合，所述转轴上设置有锁紧螺母，所述锁紧螺母用于对轴承的内圈进行限位，实现轴承的轴向间隙调整，从而消除因轴承自身游隙导致的径向间隙；所述转子铁芯设置在转轴外侧，且与转轴一体设置；所述转子铁芯的左侧设置有限位螺钉，所述限位螺钉与设置在外壳内的弧形限位槽配合，实现转子组件的机械限位；所述磁钢设置在转子铁芯外侧，所述隔磁环设置在磁钢的右侧，所述转子屏蔽板设置在隔磁环和转子铁芯的右侧，从而实现多层漏磁屏蔽。

进一步地，所述轴承室内孔与轴承之间的径向间隙小于0.005mm。