防水防尘式一体化伺服电机的制作方法

1.本实用新型涉及永磁伺服电机技术领域，尤指一种防水防尘式一体化伺服电机。


背景技术：

2.伺服系统又称为随动系统，是指物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统，可用来精确地跟随或复现某个过程。目前，常见的伺服系统通常由伺服电机和伺服驱动器组成，其主要任务是按照控制命令的要求，对功率进行放大、变换或调控等处理，使得驱动装置对输出的力矩、速度和位置的控制非常灵活方便。
3.然而，现有技术中，由伺服电机和伺服驱动器组成的伺服系统往往体积较大，且硬件设计的冗余度也较大。同时，常见的伺服驱动器的防水及防尘性能也较差。因此，当该伺服系统安装于工业控制柜中时，会占用柜体内部很大的空间，尤其是在一些狭窄和/或对于防水防尘要求较高的应用场合，对其使用会受到很大限制，因此，该伺服系统的应用场景十分有限，无法符合大多数用户的使用需求。
4.进一步地，市场上还出现了一体式伺服电机，其是通过将伺服电机和伺服驱动器集成于一体，将伺服电机的控制和通信功能集成在伺服电机的后侧，也即是远离于其输出端的一侧，能够在很大程度上优化伺服系统所占用的空间体积，提高伺服系统的应用场景。然而，该一体化的伺服电机存在例如防水防尘效果差、结构不紧凑及散热效果差等诸多问题，在很大程度上影响了伺服电机在使用过程中的可靠性和对环境的适应能力。
5.因此，基于现有技术中存在的缺陷，能否构思出一款具有较好的防水防尘性能及散热性能，并且结构紧凑、稳固性强及占用空间小的伺服电机，一直是本领域普通技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种防水防尘式一体化伺服电机，能够有效解决现有的伺服电机防水防尘性能及散热性能差，并且结构不紧凑、稳固性差及占用空间大等缺陷问题。
7.本实用新型提供的技术方案如下：
8.一种防水防尘式一体化伺服电机，包括：
9.电机本体，具有一动力输出部；
10.驱动器，包括基壳、散热壳和元器件模块；
11.所述基壳组装于所述电机本体远离于所述动力输出部的一端；
12.所述散热壳组装于所述基壳；及
13.所述基壳和所述散热壳共同形成一腔体，用于组装所述元器件模块；
14.密封组件，组装于所述电机本体和/或所述基壳和/或所述散热壳。
15.本专利中，通过将驱动器直接集成于电机本体的背部，也即是固定于远离于动力
输出部的一端，如此，可将伺服电机的控制和通信功能集成于电机本体的后部，且一体式的设计可有效增强伺服电机的整体稳固性，极大地减小了伺服电机在安装和使用过程中所占用的空间，且相比较于传统的将驱动器和电机本体分开设置而言，一体式的结构稳固性更强，且便于运输携带，大大丰富了伺服电机的应用场景和使用需求。进一步地，通过在伺服电机上设置密封组件，可有效密封电机本体和驱动器的缝隙处，从而有效提高伺服电机的防水及防尘性能，从而确保其在使用过程中，对环境的适应能力增强，且可大大延长其使用寿命。进一步地，伺服电机在运行过程中，元器件模块会因运行而发热，尤其是炎热的夏天或者经过长时间运行，其发热现象更为严重，本专利通过在元器件模块上罩设散热壳，使得元器件模块的四周及端部均受到散热壳的覆盖，能够有效扩大元器件模块自然散热所需的散热面积，确保元器件模块能够均匀散热，不会存在局部过冷或过热的状况发生，进而提升散热效果。
16.进一步优选地，所述散热壳远离所述基壳的一端设有一用于抵接所述元器件模块的凸台；
17.及所述散热壳的外端面，且对应于所述凸台的位置设有一散热件，所述凸台用于将所述元器件模块散发的热量导向至所述散热件。
18.进一步优选地，所述散热件包括多个一体成型于所述散热壳，且呈阵列设置的散热筋条或散热片。
19.进一步优选地，所述基壳采用隔热材质制作；及所述散热壳采用导热材质制作。
20.进一步优选地，所述元器件模块包括一电源板总成和一驱动板总成；
21.所述电源板总成和所述驱动板总成通过若干固定件组装于所述腔体内；
22.其中，所述驱动板总成平行于所述电源板总成，且位于所述电源板总成背对于所述电机本体的一侧，并抵接于所述凸台。
23.进一步优选地，所述固定件为一支撑螺柱；
24.所述支撑螺柱的一端设置有外螺纹；
25.所述电源板总成沿其周侧间隔开设有若干通孔；及
26.所述基壳朝向所述电机本体一侧的内壁设有和所述通孔的数量及位置相匹配的螺纹抵柱；所述电源板总成贴合于所述螺纹抵柱的自由端，且若干所述通孔和若干所述螺纹抵柱一一对应配合，所述支撑螺柱设有外螺纹的一端依次旋入相对位的所述通孔和所述螺纹抵柱，以将所述电源板总成锁紧于所述腔体内。
27.进一步优选地，所述支撑螺柱远离所述外螺纹的一端开设有内螺纹孔；
28.所述驱动板总成贴合于所述支撑螺柱开设有内螺纹孔的一端；及
29.所述驱动板总成沿其周侧也开设有若干通孔，且若干所述通孔和若干所述支撑螺柱一一对应设置；一固定螺钉依次旋入相对位的所述通孔和所述内螺纹孔，以将所述驱动板总成锁紧于所述腔体内。
30.进一步优选地，所述散热壳设有若干电性连接于所述驱动板总成的功能端口；及
31.所述密封组件包括多个用于封堵所述功能端口的套塞。
32.进一步优选地，所述密封组件还包括一第一密封圈和一第二密封圈；
33.所述第一密封圈组装于所述电机本体和所述基壳连接处的边缘；及
34.所述第二密封圈组装于所述基壳和所述散热壳连接处的边缘。
35.进一步优选地，所述电机本体包括端壳、定子、转子及磁钢；
36.所述定子组装于所述端壳上，所述转子组装于所述定子内，所述磁钢组装于所述转子背对于所述动力输出部的一端。
37.本实用新型的技术效果在于：
38.1、本专利中，通过将驱动器直接集成于电机本体的背部，也即是固定于远离于动力输出部的一端，如此，可将伺服电机的控制和通信功能集成于电机本体的后部，且一体式的设计可有效增强伺服电机的整体稳固性，极大地减小了伺服电机在安装和使用过程中所占用的空间，且相比较于传统的将驱动器和电机本体分开设置而言，一体式的结构稳固性更强，且便于运输携带，大大丰富了伺服电机的应用场景和使用需求。
39.2、本专利中，通过在伺服电机上设置密封组件，可有效密封电机本体和驱动器的缝隙处，从而有效提高伺服电机的防水及防尘性能，从而确保其在使用过程中，对环境的适应能力增强，且可大大延长其使用寿命。
40.3、本专利中，伺服电机在运行过程中，元器件模块会因运行而发热，尤其是炎热的夏天或者经过长时间运行，其发热现象更为严重，本专利通过在元器件模块上罩设散热壳，使得元器件模块的四周及端部均受到散热壳的覆盖，能够有效扩大元器件模块自然散热所需的散热面积，确保元器件模块能够均匀散热，不会存在局部过冷或过热的状况发生，进而提升散热效果。
41.4、本专利中，通过在散热壳上设有一用于抵接元器件模块的凸台，且在散热壳对应于凸台的位置设有一散热件，如此，元器件模块散热的热量会直接经过凸台导向至散热件，可在散热壳的基础上进一步提升对元器件模块的散热效果。
42.5、本专利中，基壳采用隔热材质制作，可对电机本体和驱动器之间起到隔热效果，能够有效阻挡电机本体运行所散发的热量直接传导至元器件模块，从而加剧元器件模块运行的负担。
43.6、本专利中，散热壳采用导热材质制作，如此能够大大强化其对元器件模块的散热效果。
附图说明
44.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
45.图1是本实用新型产品的结构示意图；
46.图2是图1在一种状态下的立体分解图；
47.图3是图1在另一种状态下的立体分解图；
48.图4是图1沿a-a线的剖面图。
49.附图标号说明：
50.伺服电机100；电机本体1；动力输出部11；端壳12；定子13；转子14；磁钢15；限位槽16；驱动器2；基壳21；散热壳22；凸台221；散热件222；插接件2231；插接端口22311；电源端口2232；元器件模块23；电源板总成231；驱动板总成232；支撑螺柱233；固定螺钉234；紧固螺钉24；套塞31；绝缘套311；橡胶套312；防水塞313；第一密封圈32；第二密封圈33。
具体实施方式
51.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
52.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
53.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
54.在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
55.另外，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
56.根据本实用新型提供的一个具体实施例，如图1至图4所示，一种防水防尘式一体化伺服电机100，包括电机本体1、驱动器2和密封组件。电机本体1具有一动力输出部11。驱动器2包括基壳21、散热壳22和元器件模块23。基壳21组装于电机本体1远离于动力输出部11的一端。散热壳22组装于基壳21。及基壳21和散热壳22共同形成一腔体，用于组装元器件模块23。密封组件组装于电机本体1和/或基壳21和/或散热壳22。
57.本实施例中，通过将驱动器2直接集成于电机本体1的背部，也即是固定于远离于动力输出部11的一端，如此，可将伺服电机100的控制和通信功能集成于电机本体1的后部，且一体式的设计可有效增强伺服电机100的整体稳固性，极大地减小了伺服电机100在安装和使用过程中所占用的空间，且相比较于传统的将驱动器2和电机本体1分开设置而言，一体式的结构稳固性更强，且便于运输携带，大大丰富了伺服电机100的应用场景和使用需求。进一步地，通过在伺服电机100上设置密封组件，可有效密封电机本体1和驱动器2的缝隙处，从而有效提高伺服电机100的防水及防尘性能，可确保其在使用过程中，对环境的适应能力增强，且可大大延长其使用寿命。进一步地，伺服电机100在运行过程中，元器件模块23会因运行而发热，尤其是炎热的夏天或者经过长时间运行，其发热现象更为严重，本专利通过在元器件模块23上罩设散热壳22，使得元器件模块23的四周及端部均受到散热壳22的覆盖，能够有效扩大元器件模块23自然散热所需的散热面积，确保元器件模块23能够均匀散热，不会存在局部过冷或过热的状况发生，进而提升散热效果。
58.具体地，参见图1至图4，电机本体1可包括端壳12、定子13、转子14及编码器所需使用的磁钢15。定子13组装于端壳12上，转子14组装于定子13内，且转子14的一端设有驱动轴，具体为驱动轴设于电机本体1的动力输出部11，及磁钢15组装于转子14背对于动力输出部11的一端。值得一提的是，磁钢15可通过粘结的方式固定于转子14的端部。当然，本实施
例中，可不对电机本体1的具体构造作任何限制，任意适应性的结构变换均在本专利的保护范围之内，在此不再过多赘述。
59.进一步地，本实施例中，参见图3，驱动器2具体可包括基壳21、散热壳22和元器件模块23。其中，通过将基壳21的开口端和散热壳22的开口端进行对接，可使得两者能够形成一中空的壳体结构，且内部形成的腔体用于组装元器件模块23。本实施例中，基壳21和散热壳22可共同起到对元器件模块23的限位及防护作用，可使得当伺服电机100在运动或者受到振动的过程中，元器件模块23不会发生窜动，从而可延长其使用寿命及运行的稳定性。
60.值得一提的是，本实施例中，电机本体1、基壳21及散热壳22之间可通过螺钉固定的方式形成一个整体。具体地，电机本体1、基壳21及散热壳22均可呈横向截面一致的方形体结构，且作为优选，可分别在基壳21及散热壳22边缘的四角处开设口径相同的通孔，并且在电机本体1朝向于基壳21的一端，且对应于四通孔的位置开设相适配的螺纹孔，并通过一紧固螺钉24依次插设每个边角相对位的两个通孔和一个螺纹孔。如此，在四个紧固螺钉24的共同作用下，可实现将电机本体1、基壳21及散热壳22锁紧于一体。当然，以上仅为优选方式，其它任意可用于将三者锁紧于一体的方式也均在本专利的保护范围之内，在此不再过多赘述。且基于实际应用场景，本实施例的电机本体1可优选采用短电机的设计方案，及驱动器2可优选采用微型驱动器的设计方案，如此可使得集成后的整个伺服电机100的长度小于或等于100毫米，该尺寸可适用于市场上的大部分需求。当然，还可根据需求的不同对伺服电机100的尺寸进行具体设定，均在本专利的保护范围之内。
61.进一步地，本实施例中，基壳21可优选采用隔热材质制作，例如塑料，如此可对电机本体1和驱动器2之间起到很好的隔热效果，能够有效阻挡电机本体1运行所散发的热量直接传导至元器件模块23，从而加剧元器件模块23运行的负担。
62.更进一步地，本实施例中，散热壳22可优选采用导热材质制作，例如铝合金或者铜等，如此能够大大强化其对元器件模块23的散热效果。
63.本实施例中，参见图3和图4，散热壳22远离基壳21的一端设有一用于抵接元器件模块23的凸台221，及散热壳22的外端面，且对应于凸台221的位置设有一散热件222，凸台221用于将元器件模块23散发的热量导向至散热件222。具体地，伺服电机100在运行过程中，元器件模块23会因运行而发热，尤其是炎热的夏天或者经过长时间运行，其发热现象更为严重，通过在元器件模块23上罩设散热壳22，使得元器件模块23的四周及端部均受到散热壳22的覆盖，能够有效扩大元器件模块23自然散热所需的散热面积，确保元器件模块23能够均匀散热，不会存在局部过冷或过热的状况发生，进而提升散热效果。且通过进一步在散热壳22上设有一用于抵接元器件模块23的凸台221，且在散热壳22对应于凸台221的位置设有一散热件222，如此，元器件模块23散热的热量会直接经过凸台221导向至散热件222，可在散热壳22的基础上进一步提升对元器件模块23的散热效果。
64.值得一提的是，本实施例中，参见图3和图4，散热件222包括多个一体成型于所述散热壳22，且呈阵列设置的散热片。多个散热片所形成的散热面积至少应大于元器件模块23朝向于凸台221一侧的面积，如此，可提升散热效率及散热效果。当然，散热件222可不限于片状，其还可包括多个呈阵列设置的散热筋条或者其它构造，均在本专利的保护范围之内。
65.进一步地，作为本实施例的进一步优化，继续参见图3和图4，元器件模块23可包括
一电源板总成231和一驱动板总成232。电源板总成231和驱动板总成232通过若干固定件组装于腔体内。其中，驱动板总成232平行于电源板总成231，且位于电源板总成231背对于电机本体1的一侧，并抵接于凸台221。具体地，电源板总成231可包括一电源板及集成于电源板上的各种功能器件，驱动板总成232可包括一驱动板及集成于驱动板上的各种功能器件，在此不再过多赘述。
66.且作为优选，固定件可为一支撑螺柱233。支撑螺柱233的一端设置有外螺纹，电源板总成231沿其周侧间隔开设有若干通孔。及基壳21朝向电机本体1一侧的内壁设有和通孔的数量及位置相匹配的螺纹抵柱。电源板总成231贴合于螺纹抵柱的自由端，且若干通孔和若干螺纹抵柱一一对应配合，支撑螺柱233设有外螺纹的一端依次旋入相对位的通孔和螺纹抵柱，以将电源板总成231锁紧于腔体内。
67.进一步地，支撑螺柱233远离外螺纹的一端开设有内螺纹孔，驱动板总成232贴合于支撑螺柱233开设有内螺纹孔的一端。及驱动板总成232沿其周侧也开设有若干通孔，且若干通孔和若干支撑螺柱233一一对应设置。通过一固定螺钉234依次旋入相对位的通孔和内螺纹孔，以将驱动板总成232锁紧于腔体内。
68.当然，其它任意用于将电源板总成231和驱动板总成232锁紧于腔体内的固定方式，均在本专利的保护范围之内。
69.进一步地，本实施例中，散热壳22设有若干电性连接于驱动板总成232的功能端口，及密封组件包括多个用于封堵功能端口的套塞31。具体地，参见图2和图3，驱动板总成232上集成有两个插接件2231，该插接件2231的具体功能不作限制。且散热壳22的端部，且对应于两个插接件2231的位置分别开设有相适配的穿孔，两插接件2231分别经两穿孔延伸至散热壳22的外侧，以用于对接其余设备。当然，还可在该散热壳22的端部设置例如电性连接于驱动板总成232的电源端口2232和usb插口等，均在本专利的保护范围之内。
70.进一步地，为了有效防止暴露于外界的两个插接件2231的插接端口22311及电源端口2232和usb插口等沾染污垢及水汽等杂质，或者发生氧化等，因此，对各个端口进行防水及防尘等措施是很有必要的。具体地，每一插接件2231均具有一插接端口22311。用于封堵功能端口的套塞31可包括两个分别用于密封插接端口22311和穿孔缝隙的绝缘套311、及用于密封usb插口和散热壳22之间缝隙的防水塞313和用于密封电源端口2232和散热壳22之间缝隙的橡胶套312。当然，其它端口均可配备用于防水及防尘的套塞31，在此不作任何限制。
71.进一步地，密封组件还可包括一第一密封圈32和一第二密封圈33。第一密封圈32组装于电机本体1和基壳21连接处的边缘。具体地，可在电机本体1朝向于基壳21的一端面的边缘开设有一呈环形的限位槽16，第一密封圈32内嵌于该限位槽16内，且抵接于基壳21朝向于电机本体1的一端面，用以防止外界的水汽及杂质等从电机本体1及基壳21的连接处渗透进入伺服电机100内部，以对其内部的各种功能模块造成损害，从而能够在很大程度上延长伺服电机100的使用寿命。进一步地，第二密封圈33组装于基壳21和散热壳22连接处的边缘，用于用以防止外界的水汽及杂质等从基壳21和散热壳22的连接处渗透进入伺服电机100内部，也能够达到和上述同等的效果。
72.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和
润饰也应视为本实用新型的保护范围。