永磁步进电机及电子设备

文档序号:687045 发布日期:2021-04-30 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 永磁步进电机及电子设备 (Permanent magnet stepping motor and electronic equipment ) 是由 柯曾松 于 2021-03-31 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种永磁步进电机及电子设备。它解决了现有定子端子接线端容易损伤的技术问题。本永磁步进电机包括定子,定子呈筒状;外凸起台,连接在定子上;端子针,内端嵌固在外凸起台中,外端从外凸起台远离定子的一端面穿出;导电接线端,缠绕在端子针靠近外凸起台的一端并且导电接线端与定子上的线圈连接;转子,穿于定子中并且转子可相对定子旋转;外凸防伤结构,连接在外凸起台上并且外凸防伤结构凸出于外凸起台设有端子针的一端面;外凸防伤结构从外凸起台的一端面至外凸防伤结构的凸起最高点之间的凸起高度等于或大于导电接线端被轴向压缩到位后的轴向长度。本发明的优点在于:可以对接线端形成保护。(The invention relates to a permanent magnet stepping motor and electronic equipment. It has solved the easy technical problem who damages of current stator terminal wiring end. The permanent magnet stepping motor comprises a stator, wherein the stator is cylindrical; the outer convex platform is connected to the stator; the inner end of the terminal needle is embedded in the outer boss, and the outer end of the terminal needle penetrates out of one end face, far away from the stator, of the outer boss; the conductive wiring terminal is wound at one end of the terminal pin close to the outer raised table and is connected with the coil on the stator; a rotor penetrating the stator and rotatable relative to the stator; the outer convex injury-preventing structure is connected to the outer convex platform and protrudes out of one end face, provided with the terminal needle, of the outer convex platform; the convex height of the convex anti-injury structure from one end surface of the outer convex platform to the convex highest point of the convex anti-injury structure is equal to or larger than the axial length of the conductive terminal after the conductive terminal is axially compressed in place. The invention has the advantages that: protection can be formed for the terminal.)

永磁步进电机及电子设备

技术领域

本发明属于微型永磁步进电机技术领域,尤其涉及一种永磁步进电机及电子设备。

背景技术

微型永磁式步进电机是步进电机的一种,定子是钣金冲压成型的爪型极齿,转子是永磁磁钢。微型永磁式步进电机的优点,在于结构简单、驱动方便、转速可调、精度较高、低噪音等。

微型永磁步进电机其被广泛应用在监控系统,自动控制、办公、通信和扫描领域等等电子设备领域中;例如,监控系统其摄像会采用光学部件,如透镜等等,而光学部件其配置微型步进电机实现光学部件驱动等控制。

原有微型永磁步进电机其卷线管端子有端子针的一端面为平面,当漆包铜线缠绕在卷线管上后,其需要将漆包铜线的两端缠绕至端子针上,即形成筒状接电接线端,此时的筒状接电接线端由于缠绕时线与线之间存在间隙,需要对该间隙进行消除。常规的工艺是利用辅助治具对筒状接电接线端间隙消除到位时进行保护,这种工艺的缺陷在于:虽然能够解决在间隙消除时的极限限位保护,但是,这种治具上的极限防护其频繁使用存在磨损以及压伤上述的平面,设计不合理。

其次,在筒状接电接线端和电路板进行焊接连接时,此时的筒状接电接线端受到电路板的重力会对端子针上缠绕的筒状接电接线端产生压迫性损伤;另外,在电路板焊锡的过程中,会对卷线管端子上述的平面产生热熔,影响端子针的稳定。

上述的现有技术存在的问题增大了筒状接电接线端间隙消除以及电路板焊接的难度,使得加工成本及不良率上升。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题,提供一种可以解决上述技术问题的永磁步进电机及电子设备。

为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:

本永磁步进电机包括:

定子,定子呈筒状;

外凸起台,连接在定子上;

端子针,内端嵌固在外凸起台中,外端从外凸起台远离定子的一端面穿出;

导电接线端,缠绕在端子针靠近外凸起台的一端并且导电接线端与定子上的线圈连接;

转子,穿于定子中并且转子可相对定子旋转;

外凸防伤结构,连接在外凸起台上并且外凸防伤结构凸出于外凸起台设有端子针的一端面;

外凸防伤结构从外凸起台的一端面至外凸防伤结构的凸起最高点之间的凸起高度等于或大于导电接线端被轴向压缩到位后的轴向长度。

定子包括卷线管本体和套设在卷线管本体上的环口外壳,在卷线管本体上缠绕有线圈。

上述外凸起台连接在卷线管本体外壁;

上述端子针内端嵌固在外凸起台中,外端从外凸起台远离卷线管本体的一端面穿出。

在上述的永磁步进电机中,所述外凸防伤结构包括至少一设置在所述外凸起台一端面上的外凸防伤凸台,外凸防伤凸台的凸起高度等于或大于导电接线端被轴向压缩到位后的轴向长度。

在上述的永磁步进电机中,所述外凸防伤凸台上具有弧形凸面,弧形凸面的圆弧顶部至所述外凸起台一端面之间的凸起高度等于或大于导电接线端被轴向压缩到位后的轴向长度。

在上述的永磁步进电机中,所述外凸防伤凸台和外凸起台一体注塑成型。

在上述的永磁步进电机中,所述端子针有四根并且间隔分布,在外凸起台的一端面上设有位于相邻两根端子针之间的外凸防伤凸台。

在上述的永磁步进电机中,所述外凸防伤凸台呈长条状和柱状中的任意或者两种组合。

作为另外一种方案,在上述的永磁步进电机中,所述外凸防伤结构包括若干一端连接在外凸起台其外圆周面上的防伤凸柱,防伤凸柱的另一端凸出于外凸起台设有端子针的一端面,并且防伤凸柱凸出于外凸起台的一段凸起高度等于或大于导电接线端被轴向压缩到位后的轴向长度。

在上述的永磁步进电机中,本电机还包括电路板;

在电路板上设有供端子针插入的插入孔,电路板放置在外凸防伤结构上并且端子针贯穿插入孔;

导电接线端位于电路板和上述外凸起台的一端面之间,电路板从上述外凸起台的一端面至电路板之间的垂直距离等于或大于导电接线端被轴向压缩到位后的轴向长度;

所述的电路板和导电接线端焊接连接。

在上述的永磁步进电机中,所述转子固定在输出轴上,所述的输出轴与定子转动连接,在输出轴的输出端连接有蜗轮蜗杆输出机构。

在上述的永磁步进电机中,所述蜗轮蜗杆输出机构包括:

蜗杆,一端与输出轴的输出端相连;

蜗轮,与蜗杆啮合连接;

支架,定子的一端端面固定在支架上,上述蜗杆与所述支架转动连接,上述蜗轮与所述支架转动连接。

上述的永磁步进电机,所述支架包括左端板、右端板、以及连接左端板和右端板的侧板;左端板与右端板相对,蜗杆的两端分别与左端板与右端板转动连接;蜗轮与侧板转动连接。

上述的一种永磁步进电机,所述定子靠近蜗杆的一端端面与左端板或右端板固定。

上述的一种永磁步进电机,所述蜗轮安装在支架的左端板和右端板之间。

上述的一种永磁步进电机,所述侧板上设置有安装孔一。

上述的一种永磁步进电机,所述侧板的一长侧边中部还连接有一安装板。

上述的一种永磁步进电机,所述安装板为直角板。

上述的一种永磁步进电机,所述侧板远离安装板的一侧边设有外凸延伸板,蜗轮转动安装在外凸延伸板上。

本发明还提供了一种电子设备,具有如上所述的永磁步进电机。

与现有的技术相比,本发明的优点在于:

1.利用在外凸起台上设计外凸防伤结构,此时的外凸防伤结构其可以在对导电接线端被轴向压缩到位时的保护,以及后续在焊接电路板时对于电路板重量的支撑,防止电路板压迫导电接线端导致损伤。同时在焊接的过程中,热量就不会直接传递到外凸起台的平面上,即使产生一定的热熔损伤,也会有外凸防伤结构代替平面承受,端子针固定稳定,可以大幅提高焊接质量以及卷线管端子焊接效率,使得生产成本大幅降低,以及生产合格率大幅提升。

2.直接在外凸起台上设计外凸防伤结构,解决了磨损问题以及平面磕伤问题,进一步降低了导电接线端被轴向压缩制造加工难度。

3. 在永磁步进电机带动蜗杆旋转时会推动蜗轮旋转,这种结构的优点在于传动比计算简单,空间占有小、传动比大、无空程。该机构输出方式为转动,既可以与下一级齿轮啮合,也可以单纯的输出转动动力。

4.由于本发明的永磁步进电机蜗轮蜗杆机构具有一支架,与微型永磁步进电机连接后可以保证整个机构稳定精准的工作,同时,集中于一体便于模块化应用。

5.同时支架安装板可拆卸,具体使用时可根据需求自由选择组装,应用范围更加广泛。

附图说明

图1是本发明提供的定子去除电路板后的结构示意图。

图2是图1中的A处放大结构示意图。

图3是图1立体视角结构示意图。

图4是本发明提供的定子结构示意图。

图5是图4立体视角结构示意图。

图6是本发明提供的组装过程中用到的治具压板俯视结构示意图。

图7是本发明提供的永磁步进电机蜗轮蜗杆输出机构结构示意图。

图8是本发明提供的永磁步进电机蜗轮蜗杆输出机构的一种实施例的结构示意图。

图9是本发明提供的实施例四结构示意图。

图10是本发明提供的永磁步进电机结构示意图。

图中,卷线管本体1、外凸起台2、端子针3、导电接线端4、外凸防伤结构5、外凸防伤凸台50、弧形凸面51、防伤凸柱52、电路板6、插入孔60、治具压板7、蜗轮9、蜗杆10、支架11、右端板111、侧板112、安装孔一112a、左端板113、蜗轮轴12、延伸板13、凸起高度h、轴向长度L、环口1a、定子b、转子c、输出轴d、线圈e。

具体实施方式

以下是发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

如图10所示,本永磁步进电机包括:

定子b其呈筒状,进一步地,为圆筒状结构。

如图1、图2和图4所示,本实施例的定子b其包括卷线管本体1和套设在卷线管本体1上并带有极齿的环口1a,以及连接在卷线管本体1外壁中部的卷线管端子,卷线管端子外凸于环口1a的外壁,以便于后续组装,例如,电路板的焊接固定。

外凸起台2,其连接在定子b上,优选地,其连接在卷线管本体1的外壁中部,以便于两个线槽中的漆包铜线向中部位置牵引缠绕;并且外凸起台2外凸出于环口1a的外壁,即,在环口1a的外壁中部设有供外凸起台进入的避让通孔。

具体地,本实施例的外凸起台2其为扁平的块状结构,并且外凸起台2和卷线管本体1注塑一体成型,不仅提高了结构强度,同时还可以进一步提高生产制造效率。

另外,在外凸起台2远离卷线管本体1的一端面为平面,其便于加工制造。

端子针3,内端嵌固在外凸起台2中,外端从外凸起台2远离卷线管本体1的一端面穿出;内端嵌固其利用注塑方式,可以提高效率。

如图1-4所示,导电接线端4,缠绕在端子针3靠近外凸起台2的一端并且导电接线端4与定子b上的线圈e连接;缠绕方向为顺时针和逆时针中的任意一种,缠绕后的导电接线端4其实际为一个螺旋筒状构造,在缠绕时由于缠绕设备等原因,导电接线端4的线与线之间存在间隙,为了能够防止所述间隙被压缩取消时对导电接线端4形成压迫损坏,以及在后续电路板焊接时对导电接线端4的压迫性损伤,本实施例利用如下结构对上述问题作出如下实施方式:

外凸防伤结构5,连接在外凸起台2上并且外凸防伤结构5凸出于外凸起台2设有端子针3的一端面;

外凸防伤结构5从外凸起台2的一端面至外凸防伤结构5的凸起最高点之间的凸起高度h等于或大于导电接线端4被轴向压缩到位后的轴向长度L。

如图10所示,本电机还包括转子c,穿于定子b中并且转子c可相对定子b旋转;定子b的线圈e通电之后,其和转子c的磁场配合则可以使得转子c进行转动,转动角度以实际的控制角度进行设定。

如图4-5所示,电机还包括电路板6,在电路板6上设有供端子针3插入的插入孔60,电路板6放置在外凸防伤结构5上并且端子针3贯穿插入孔60;

导电接线端4位于电路板6和上述外凸起台2的一端面之间,电路板6从上述外凸起台2的一端面至电路板6之间的垂直距离等于或大于导电接线端4被轴向压缩到位后的轴向长度L;外凸防伤结构5在电路板6和上述的平面之间形成缓冲保护空间。

所述的电路板6和导电接线端4焊接连接。

电路板6例如是PCB板。

本实施例直接利用在外凸起台2上设计外凸防伤结构5,此时的外凸防伤结构5其可以在对导电接线端4被轴向压缩到位时的保护,以及后续在焊接电路板时对于电路板重量的支撑,防止电路板压迫导电接线端4导致损伤。同时在焊接的过程中,热量就不会直接传递到外凸起台2的平面上,即使产生一定的热熔损伤,也会有外凸防伤结构5代替平面承受,端子针固定稳定,可以大幅提高焊接质量以及卷线管端子焊接效率,使得生产成本大幅降低,以及生产合格率大幅提升。

其次,直接在外凸起台2上设计外凸防伤结构5,解决了磨损问题以及平面磕伤问题,进一步降低了导电接线端4被轴向压缩制造加工难度。

具体地,如图2-3所示,本实施例的外凸防伤结构5包括至少一设置在所述外凸起台2一端面上的外凸防伤凸台50,外凸防伤凸台50的凸起高度h等于或大于导电接线端4被轴向压缩到位后的轴向长度L。关于外凸防伤凸台50的数量,其可以根据实际的制造要求进行设定,例如:数量区间为1-5的外凸防伤凸台50。外凸起台2呈长条状,其外凸防伤凸台50沿着上述外凸起台2的一端面其宽度方向分布,外凸防伤凸台50的两端端面分别与外凸起台2厚度方向上的两侧面齐平,以便于加工制造以及防止干涉。

直接在外凸起台2一端面上设计外凸防伤凸台50,其缩小了外凸起台2径向,缩小了占用空间体积,使得整体结构更加紧凑,同时还可以满足防护要求。

优选地,在外凸防伤凸台50上具有弧形凸面51,弧形凸面51的圆弧顶部至所述外凸起台2一端面之间的凸起高度h等于或大于导电接线端4被轴向压缩到位后的轴向长度L。弧形凸面51其可以便于注塑加工,以及缩小与电路板的接触面,对电路板的电路元件起到保护作用。当然,弧形凸面51可以被水平面所替代,也可以是其余的构造面所替代,替代方案本实施例不穷举。

优选地,所述外凸防伤凸台50和外凸起台2一体注塑成型。一体成型其可以大幅提高生产制造效率,还可以提高两者之间的连接结构强度。

优选地,本实施例的端子针3有四根并且间隔分布,在外凸起台2的一端面上设有位于相邻两根端子针3之间的外凸防伤凸台50。即,有三处外凸防伤凸台50,形成间隔防护,能够避免单一防护导致对导电接线端4起到较弱的保护作用。

基于漆包铜线已经缠绕在端子针上形成导电接线端4的前提,本实施例的电路板组装方法包括如下步骤:如图4-6所示,

S1、轴向压缩,利用与端子针3垂直分布的治具压板7对缠绕在端子针3上的导电接线端4进行轴向压缩,当治具压板7与外凸起台2上的外凸防伤结构5接触时则导电接线端4被轴向压缩到位,治具压板7脱离端子针3并复位;

治具压板7上有与端子针3间隙匹配的匹配孔70,以便于端子针3插入,以及匹配孔的孔径等于或大于导电接线端4的内径。

S2、焊接,将电路板6上的插入孔60对准端子针3,然后将电路板6放置于外凸防伤结构5上,电路板6和外凸起台2设有端子针3的一端面之间留有缓冲保护空间,利用焊接使得电路板6和导电接线端4焊接相连,即完成卷线管端子的组装。

在上述的S1步骤中,所述的端子针3呈竖直状态;所述的治具压板7位于端子针3上端上方并且在竖直方向可以升降。

进一步地,如图7和图8所示,本实施例的转子c固定在输出轴d上,所述的输出轴d与定子b转动连接,例如,输出轴d的两端与定子b的两端利用轴承轴套等等方式实现转动连接。

在输出轴d的输出端连接有蜗轮蜗杆输出机构。具体地,本实施例的蜗轮蜗杆输出机构包括:

蜗杆10,一端与输出轴d的输出端相连;

蜗轮9,与蜗杆10啮合连接;

支架11,定子b的一端端面固定在支架11上,上述蜗杆10与所述支架11转动连接,上述蜗轮9与所述支架11转动连接。

蜗杆10一端与输出轴d粘接,用于输出扭矩,当然,也可以与转子粘结。因为本实施例中采用的是永磁步进电机,所以转子就是磁石(一般为永磁磁钢),蜗杆一端直接粘接在磁石上,当然,两者的连接方式也可以采用机械配合方式实现连接,本实施例不对其做进一步介绍。蜗轮9与蜗杆10上的螺旋齿啮合连接。本实施例中蜗杆10上的螺旋齿只设置在蜗杆10的中部位置。具体实施时可根据实际需要设置螺旋齿位置及数量。

如图7和图8所示,支架11包括左端板113、右端板111、以及连接左端板113和右端板111的侧板112。左端板113与右端板111相对。定子b靠近蜗杆10的一端端面根据使用需要选择与左端板113或右端板111固定。本实施例中是与右端板111固定,具体的固定方式包括粘连或者平键键槽配合等等方式。

蜗轮9包括蜗轮轴12和至少一齿轮,蜗轮轴12转动连接在安装板112的安装孔内,两者之间可以设置轴承或轴套以提高蜗轮轴12转动平稳性。蜗轮9安装在支架的左端板113和右端板111之间,且位于中部位置。但实际实施中可根据实施要求,设置在左端板113和右端板111之间的任意位置,甚至设置到不与永磁步进电机固定的另一块端板的外侧,只是蜗杆也需要相应的延伸。所以,支架11的结构使得整个机构与外接产品连接时可自由发挥的空间较大。

如图8所示,侧板112上设置有安装孔一112a,此处安装孔根据使用需要设置位置和数量,并不限于附图中的位置。

侧板112的一长侧边中部还连接有一安装板。且本实施例中的安装板为直角板,当然,安装板的形状并不限于直接板,此处不作穷举。本实施例中安装板设置在侧板112的一长侧边中部位置,安装板两侧与左端板113、右端板111之间具有空隙,是为了某些外接产品可能需要安装空间而设置。具体实施时,安装板大的长度可根据使用需要自由设置,并不限于附图中的描述。

如图8所示,侧板112远离安装板的一侧边设有外凸延伸板13,蜗轮9转动安装在外凸延伸板13上。本实施例中外凸延伸板13设置在侧板112侧边的中部,具体实施时外凸延伸板13根据蜗轮9的位置作相应的变化,并不一定位于侧板112侧边的中部,可位于侧边的任意位置。

通常来说上述支架的所有安装板的材料都是SECC,厚度在1mm左右。当然材料和厚度可以根据实际需要调整。实际使用中,也会在安装板上根据需求(这种需求不仅是安装需求,也会有加工需求)打上通孔或者螺纹孔,并不限于上述实施例描述。

当永磁步进电机通电后,转子转动,带动蜗杆转动,蜗杆通过蜗轮输出。

实施例二

本实施例的结构和原理与实施例一基本相同,不同的结构在于:外凸防伤凸台50呈柱状,其直接设置在上述外凸起台2的一端面上。

当然,还可以是设置在上述外凸起台2的一端面上的柱状外凸防伤凸台和条状外凸防伤凸台,在此本实施例不进行对于不同形状的外凸防伤凸台进行穷举。

实施例三

本实施例的结构和原理与实施例一基本相同,不同的结构在于:外凸防伤凸台50沿着上述外凸起台2其一端面的长度方向分布。分布时注意避让漆包铜线即可。

实施例四

本实施例的结构和原理与实施例一基本相同,不同的结构在于:如图9所示,所述外凸防伤结构5包括若干一端连接在外凸起台2其外圆周面上的防伤凸柱52,防伤凸柱52的另一端凸出于外凸起台2设有端子针3的一端面,并且防伤凸柱52凸出于外凸起台2的一段凸起高度h等于或大于导电接线端4被轴向压缩到位后的轴向长度L。

即,在外圆周面上设计防伤凸柱52,其同样可以满足使用要求,优选地,在外凸起台2的相向两侧面分别设置至少一防伤凸柱52,设置在相向两侧面上的防伤凸柱52呈对称分布,或者呈错位分布。而凸出的一段其可以形成极限防护和支撑重力作用,同样可以满足生产工艺要求。

其次,防伤凸柱52远离外凸起台2的一端端面为水平面和球形面中的任意一种。

实施例五

基于实施例一至实施例四的基础,如图4所示,本实施例的定子包括卷线管本体1,呈筒状并且通过注塑一体成型,在卷线管本体1外侧有两个间隔设置的绕线槽,以便于漆包铜线的绕设,绕线槽中绕有漆包铜线。

还具有如实施例一至实施例四所述的卷线管端子。

实施例六

本实施例的结构与实施例一基本相同,不同的结构在于:蜗杆不仅仅通过蜗轮输出,而是通过蜗轮和齿轮一起的双联齿轮输出,具体见图8所示。

实施例七

基于实施例一至六的基础,本实施例的电子设备包括具有如实施例一至六所述的永磁步进电机。电子设备参阅背景技术部分。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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