空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件，所述電機(jī)組件采用分體式結(jié)構(gòu)，省去傳統(tǒng)的機(jī)殼與轉(zhuǎn)軸，電機(jī)定子直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)的框架連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)的輸出軸連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是分體式結(jié)構(gòu)充分利用空間、減小電機(jī)組件重量；降低定子電阻，減小功率消耗，有效提高系統(tǒng)的整體效率。
【專利說明】 空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及永磁同步電機(jī)組件，特別涉及一種適用于空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展以及空間機(jī)器人技術(shù)的日益發(fā)展完善，空間機(jī)械臂在太空探索和開發(fā)中發(fā)揮著越來越大的作用?？臻g機(jī)械臂在衛(wèi)星抓捕、輔助交會對接、作為航天員移動工作平臺、空間站建造等方面具有重要的工程應(yīng)用，其中空間機(jī)械臂的關(guān)節(jié)控制是空間機(jī)械臂系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之。
[0003]根據(jù)空間機(jī)械臂的關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)應(yīng)用需求，研制生產(chǎn)一種永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)。該伺服系統(tǒng)應(yīng)具有較低的轉(zhuǎn)矩脈動和較高的轉(zhuǎn)矩輸出能力，并在運(yùn)行過程中具備優(yōu)良的低速穩(wěn)定性和高精度的定位能力，與此同時(shí)根據(jù)應(yīng)用特性，伺服系統(tǒng)還應(yīng)滿足相應(yīng)的體積與重量要求，為模塊化關(guān)節(jié)提供運(yùn)動和動力輸出。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種體積緊湊、重量輕和輸出力矩較大的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件。
[0005]為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件，所述電機(jī)組件采用分體式結(jié)構(gòu)，電機(jī)定子直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)的框架連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)的輸出軸連接。
[0006]電機(jī)分體式結(jié)構(gòu)是指電機(jī)省去傳統(tǒng)的機(jī)殼與轉(zhuǎn)軸，直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)安裝。
[0007]所述電機(jī)組件的位置傳感器采用旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0008]所述電機(jī)組件采用12極18槽繞組分布形式。
[0009]電機(jī)組件為分體式結(jié)構(gòu)，采用徑向磁路結(jié)構(gòu)。其中，電機(jī)定子包括定子鐵芯和線圈；電機(jī)轉(zhuǎn)子包括磁鋼、磁軛和轉(zhuǎn)軸。通過旋轉(zhuǎn)變壓器的位置信號變化，驅(qū)動控制器控制電機(jī)定子中三相繞組的導(dǎo)通順序產(chǎn)生磁場變化，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動機(jī)械臂關(guān)節(jié)的輸出軸同步運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂關(guān)節(jié)的正常工作。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于:
[0011]I)采用分體式結(jié)構(gòu)可省去傳統(tǒng)的機(jī)殼與轉(zhuǎn)軸，充分利用空間、減小電機(jī)組件重量;
[0012]2)采用12極18槽的集中繞組設(shè)計(jì)，減小電機(jī)端部尺寸，降低定子電阻，減小功率消耗，有效提高系統(tǒng)的整體效率；
[0013]3)采用特殊的單通道旋轉(zhuǎn)變壓器解碼補(bǔ)償技術(shù)在驅(qū)動器主控微控制器程序中建立包含若干個(gè)誤差點(diǎn)的補(bǔ)償表，并在點(diǎn)與點(diǎn)之間采用線性插補(bǔ)方式實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償來提高系統(tǒng)的位置伺服精度。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中標(biāo)號說明
[0016]I 一電機(jī)定子；2—電機(jī)轉(zhuǎn)子。
【具體實(shí)施方式】
[0017]請參閱附圖所示，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件，所述電機(jī)組件采用分體式結(jié)構(gòu)，電機(jī)定子I直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)的框架連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子2直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)的輸出軸連接。[0019]所述電機(jī)分體式結(jié)構(gòu)是指電機(jī)省去傳統(tǒng)的機(jī)殼與轉(zhuǎn)軸，直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)安裝。采用這種結(jié)構(gòu)形式可以有效節(jié)約空間，降低整機(jī)重量。
[0020]所述電機(jī)組件采用12極18槽繞組分布形式。
[0021]電機(jī)為分體式結(jié)構(gòu)，采用徑向磁路結(jié)構(gòu)。其中，電機(jī)定子I包括定子鐵芯、線圈和端蓋；電機(jī)轉(zhuǎn)子2包括磁鋼、磁軛和轉(zhuǎn)軸。通過檢測位置傳感器的位置信號控制電機(jī)定子I中三相繞組的導(dǎo)通順序產(chǎn)生磁場變化，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子2運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動機(jī)械臂關(guān)節(jié)的輸出軸同步運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂關(guān)節(jié)的正常工作。
[0022]主要技術(shù)參數(shù)如下:電機(jī)組件輸入功率7w，輸出轉(zhuǎn)矩0.2N.m,電機(jī)極對數(shù)P=6，槽數(shù)為18，電機(jī)組件重量0.35kg。經(jīng)過有限元及熱場仿真，該方案在有限體積下具有較大的輸出力矩，需求輸入功率較小，完全滿足電機(jī)組件在空間運(yùn)行要求。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件，其特征在于:所述電機(jī)組件采用分體式結(jié)構(gòu)，省去傳統(tǒng)的機(jī)殼與轉(zhuǎn)軸，電機(jī)定子直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)的框架連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子直接與機(jī)械臂關(guān)節(jié)的輸出軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件，其特征在于:所述電機(jī)組件的位置傳感器采用旋轉(zhuǎn)變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動用永磁同步電機(jī)組件，其特征在于:所述電機(jī)組件采用12極18槽繞組分布形式。
【文檔編號】H02K21/14GK203761200SQ201420067823
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】王真, 戴亮, 張東寧, 陳世琪 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十一研究所