[实用新型]进动型步进电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种精密机械驱动领域的步进电机，具体的说是一种进动型步进电机。

背景技术

超磁致伸缩材料是一种尺寸可随外部磁场变化发生伸缩，且磁致伸缩系数远远大于传统磁致伸缩材料的特殊功能材料。超磁致伸缩材料具有机电转换效率高、能量密度的、响应速度快、输出位移大，可靠性高和易于驱动的特点。利用超磁致伸缩材料制作的换能器、音响、直线驱动器、旋转驱动器等在国防军事、音响设备、机器人、微机械电子系统等领域得到了广泛的应用。现有的超磁致伸缩电机文献中国专利“一种单驱双向旋转型超磁致伸缩电机”（申请号：CN201210006782.0）公开了一种采用超磁致伸缩驱动器驱动定子扭转，利用定子和动子之间的摩擦力进行力矩传动实现电机旋转的技术方案。

现有技术存在如下不足：采用单一的超磁致伸缩驱动器驱动定子扭转，其输出力矩较小；通过定子和动子之间的面接触摩擦驱动动子转动会产生能量损失和发热，效率比较低，且输出扭矩大小同时受制于材料接触表面粗糙程度；只能实现电机的旋转运动，不能满足既需要旋转同时又需要电机轴向直线进动应用场合的需要。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足提供了一种进动型步进电机，该步进电机具有结构紧凑、功重比大、输出转矩大、效率高和能够实现正反两个方向任意角度转动同时进行前后进动的优点。

为实现上述目的，本实用新型提出如下的技术方案：一种进动型步进电机，包括输出轴，由动子、超磁致伸缩驱动器、定子和离合器组成的进动型旋转驱动装置，轴承，锁紧装置，壳体和端盖。进动型旋转驱动装置中动子和定子为平行和同轴关系，动子和离合器为同轴固定连接，超磁致伸缩驱动器为长圆柱形、可输出长度方向的伸缩运动，超磁致伸缩驱动器一端和定子固定连接、另一端和动子形成固定连接，超磁致伸缩驱动器和动子中心轴线为异面关系，超磁致伸缩驱动器和动子的接触点所对应的动子圆柱面母线与超磁致伸缩驱动器轴线之间的夹角为锐角，相邻两个超磁致伸缩驱动器之间彼此平行，多个超磁致伸缩驱动器绕动子的外圆均匀分布。进动型旋转驱动装置的定子和壳体之间为固定连接，进动型旋转驱动装置的动子和输出轴为同轴关系，进动型旋转驱动装置的定子和输出轴为同轴间隙配合，进动型旋转驱动装置的离合器和输出轴为同轴关系，离合器在抱紧状态下进动型旋转驱动装置和输出轴之间为过盈配合，离合器在松开状态下输出轴和进动型旋转驱动装置为间隙配合。锁紧装置和壳体之间为固定连接，锁紧装置锁紧时，输出轴和锁紧装置之间为过盈配合，输出轴锁死不能移动，锁紧装置松开时输出轴和锁紧装置之间为间隙配合。输出轴和轴承之间为轴向固定的转动副连接，轴承和壳体之间为移动副连接，输出轴可在壳体内沿轴向移动的同时绕轴线转动，端盖和壳体之间为可拆卸固定连接。

所述超磁致伸缩驱动器由超磁致伸缩棒和驱动线圈组成，在驱动线圈产生的变化磁场作用下，超磁致伸缩棒会产生沿长度方向的伸缩运动。

所述动子为中心对称的圆盘状，同时为减小步进电机输出力矩时动子本身的转动惯量，增大其负载能力，动子结构可进行减重处理，将其设计为蜂窝状或轮辐状。

所述轴承内圈和输出轴固定，轴承外圈和输出轴之间只有绕轴线转动的自由度，轴承外圈和壳体内表面形成移动副连接。

所述多个进动型旋转驱动装置可以以输出力矩方向相同的安装方式、相邻进动型旋转驱动装置输出力矩相反的安装方式或任何其它进动型旋转驱动装置的排列形式安装，对本步进电机来讲，只需要根据安装方式控制施加给每个旋转驱动器上电流的方向，全部都可以实现两个方向任意角度的转动。

所述锁紧装置为常闭型锁紧装置，在断电或无电流输入的情况下输出轴处于锁紧状态。

所述壳体为上端开口的空心圆柱体形状，端盖和壳体上端开口通过螺纹连接固定，以将步进电机内部的进动型旋转驱动装置封装起来，增强其防护可靠性。