專(zhuān)利名稱(chēng)：微步距步進(jìn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微步距步進(jìn)電機(jī)，主要應(yīng)用于各類(lèi)汽車(chē)數(shù)字儀表和工業(yè)控制
數(shù)字化儀表的指針驅(qū)動(dòng)和精密定位。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的機(jī)械電磁式指針儀表，采用模擬方式進(jìn)行信號(hào)處理，動(dòng)磁線圈方式輸出指 針信號(hào)，由于有游絲等易損阻尼部件，存在精度差、故障率高等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)的電磁式儀表 相比，步進(jìn)電機(jī)式儀表采用全新的指針步進(jìn)驅(qū)動(dòng)方式，完全摒棄了利用電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)指針 的模擬工作原理，是一種帶微型計(jì)算機(jī)控制的新型數(shù)字化儀表。它集檢測(cè)、判斷、信息處理 和控制功能于一體，具有自檢功能，糾錯(cuò)功能，可對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以減少環(huán)境因素所 引起的誤差。因此，數(shù)字化后的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式儀表其整體性?xún)r(jià)比高，綜合技術(shù)含量有了明 顯的提升，平均耐久性超過(guò)8萬(wàn)小時(shí)，平均使用壽命是電磁式儀表的5倍以上，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明 顯。目前，步進(jìn)電機(jī)式數(shù)字儀表是國(guó)際儀表行業(yè)的主流電子產(chǎn)品，更是取代模擬指針儀表的 最佳更新?lián)Q代產(chǎn)品。 然而，驅(qū)動(dòng)數(shù)字化儀表指針移動(dòng)的關(guān)特元器件即儀表用步進(jìn)電機(jī)，在采用正常的 步距工作時(shí)，會(huì)因?yàn)椴竭M(jìn)角分辨率的限制，定位精度受到影響，在低速下還將出現(xiàn)細(xì)微的步 進(jìn)抖動(dòng)，達(dá)不到電磁模擬指針表指針平滑移動(dòng)的效果。要實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸指針平滑移 動(dòng)， 一般通過(guò)步距細(xì)分來(lái)實(shí)現(xiàn)。所謂細(xì)分，就是對(duì)應(yīng)每次脈沖輸出，只改變繞組中電流的一 部分，從而使得轉(zhuǎn)子相應(yīng)的每步轉(zhuǎn)動(dòng)也只有原來(lái)旋轉(zhuǎn)角的一部分，通過(guò)控制繞組電流的大 小以達(dá)到調(diào)整步距角的目的。目前，步距細(xì)分的方法主要有兩種，一是勵(lì)磁繞組采用階梯型 電壓驅(qū)動(dòng)，然后在繞組上進(jìn)行電流疊加；二是脈寬調(diào)制P麗控制，其中包括采用方波調(diào)制鎖 定的P麗技術(shù)和三角波調(diào)制的P麗技術(shù)。但是不論是階梯型電壓驅(qū)動(dòng)或P麗控制，最終結(jié) 果都是在電機(jī)的勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生階梯波電流，使每步的電機(jī)轉(zhuǎn)子合成力矩相同。盡管細(xì)分 控制技術(shù)是能夠有效地降低步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)和噪音的主要控制方法，但最大的缺點(diǎn)是 需要通過(guò)外加細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的方式進(jìn)行解決，從而增大了其硬件開(kāi)銷(xiāo)成本。 據(jù)此，本實(shí)用新型公開(kāi)一種微步距步進(jìn)電機(jī)。該電機(jī)是一種迷你型小尺寸的雙相 繞組、雙極性電機(jī)，典型工作電壓5V，最大工作電壓12V，驅(qū)動(dòng)電流為20mA，指針最大轉(zhuǎn)角范 圍320° ，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成位移量或速度量，無(wú)須位置信號(hào)反饋而達(dá) 到位置控制的目的，控制特性不受負(fù)載擾動(dòng)的影響。該電機(jī)最大的特點(diǎn)是，無(wú)須外加細(xì)分驅(qū) 動(dòng)電路，而是通過(guò)設(shè)計(jì)一套三級(jí)傳動(dòng)減速齒輪系統(tǒng)的指針驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及特殊定子鐵心體等 方案，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的微步距移動(dòng)，從而達(dá)到指針無(wú)論是在低速或是在高速驅(qū)動(dòng)時(shí)均能 平滑移動(dòng)的效果，且定位精度更高，特別適合中、高端儀表的數(shù)字化指示。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所述的微步距步進(jìn)電機(jī)，最顯著的技術(shù)創(chuàng)新特征歸納如下 —、電機(jī)內(nèi)置一套具有三級(jí)傳動(dòng)減速齒輪系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，每次可通過(guò)齒輪組微步驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。 二、設(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的類(lèi)似等腰三角形狀的閉合定子鐵心體，勵(lì)磁繞組線圈 XA(13)與勵(lì)磁繞組線圈XB(14)分別固定在等腰三角形的兩底角上，而轉(zhuǎn)子(3)位于定子鐵 心體(19)與兩勵(lì)磁線圈繞組形成的磁軛的中心位置處。與片狀的定子鐵心相比，磁場(chǎng)強(qiáng)度 更強(qiáng)，產(chǎn)生的力矩更大而且電磁輻射更小，效率更高。 三、電機(jī)的三級(jí)傳動(dòng)減速齒輪系統(tǒng)具有720 : l的傳動(dòng)減速比，從機(jī)械齒輪傳動(dòng)上 保證電機(jī)的最小步距角為1/12° 。 四、由于電機(jī)支持微步距工作方式，轉(zhuǎn)動(dòng)軸可直接以微步距1/12°移動(dòng)，因此電機(jī) 的固有步距角無(wú)須進(jìn)一步細(xì)分，電機(jī)也無(wú)須另置細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路，從而組成一種完全免驅(qū)動(dòng) 電路的儀表用步進(jìn)電機(jī)。 五、支持電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸的精密定位，定位分辨率高達(dá)到0.0833° 。 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型以下的技術(shù)思路 所述的微步距步進(jìn)電機(jī)具有三級(jí)傳動(dòng)減速齒輪系統(tǒng)和一種特殊形狀的定子鐵心 體(19)，鐵心體(19)上固定有勵(lì)磁繞組線圈組(13)和(14)。 所述的微步距步進(jìn)電機(jī)，其傳動(dòng)減速齒輪系由永磁轉(zhuǎn)子(3) 、 I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng) 輪(5) 、 II級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6) 、 II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8) 、 III級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng) 輪(9)、11I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)、指針驅(qū)動(dòng)軸(12)等組成。 所述的三級(jí)減速傳動(dòng)齒輪系，其同級(jí)齒輪系存在如下的嚙合關(guān)聯(lián)永磁轉(zhuǎn)子(3) 與I級(jí)傳動(dòng)齒輪組的從動(dòng)輪(5)嚙合傳動(dòng)，組成一級(jí)減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，II級(jí)傳動(dòng)齒輪組的主 動(dòng)輪(6)與II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8)嚙合傳動(dòng)，組成二級(jí)減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，III級(jí)傳動(dòng)齒 輪組的主動(dòng)輪(9)與III級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)嚙合傳動(dòng)，組成了三級(jí)減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。 所述的微步距步進(jìn)電機(jī)，其永磁轉(zhuǎn)子(3)為6個(gè)齒、第I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(5) 為48個(gè)齒，第I級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為(48 + 6) : 1 = 8 : 1 ;與第I級(jí)從動(dòng)輪(5)連為一 體的第II級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6)為6個(gè)齒，第II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8)為54個(gè)齒，第 II級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為(54 + 6) :1 = 9:1 ;與第II級(jí)從動(dòng)輪(8)連為一體的第III 級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(9)設(shè)計(jì)為6個(gè)齒、第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)設(shè)計(jì)為60個(gè)齒，
第in級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為(60+6) : 1 = 10 : i，三級(jí)傳動(dòng)減速齒輪系統(tǒng)總減速比為
(8X9X10) : 1 = 720 : 1。 所述的三級(jí)減速傳動(dòng)齒輪系，其不同級(jí)間齒輪存在如下的聯(lián)動(dòng)關(guān)聯(lián)1級(jí)傳動(dòng)齒 輪組從動(dòng)輪(5)與II級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6)同軸且連為一體，因此，I級(jí)從動(dòng)輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)II級(jí)主動(dòng)輪(6)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成第I級(jí)傳動(dòng)與第II級(jí)傳動(dòng)之間的聯(lián)動(dòng)，第II 級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8)與III級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(9)同軸且連為一體，因此，第II級(jí) 從動(dòng)輪(8)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)第III級(jí)主動(dòng)輪(9)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成第II級(jí)傳動(dòng)與第III級(jí) 傳動(dòng)之間的聯(lián)動(dòng)；指針驅(qū)動(dòng)軸(12)與第III級(jí)從動(dòng)輪(11)同軸相連，因此，第II I級(jí)從動(dòng) 輪(11)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也帶動(dòng)指針驅(qū)動(dòng)軸(12)聯(lián)動(dòng)輸出。 所述的微步距步進(jìn)電機(jī)，其定子鐵心體(19)設(shè)計(jì)為等腰三角形狀的閉合鐵心體， 定子鐵心體(19)是由四片坡莫合金薄板重疊而成。勵(lì)磁繞組線圈XA(13)與勵(lì)磁繞組線圈 XB(14)分別固定在等腰三角形狀的定子鐵心體(19)的兩底角上，而永磁轉(zhuǎn)子(3)位于定子 鐵心體(19)與兩勵(lì)磁線圈繞組形成的磁軛的中心位置，該位置靠近等腰三角形的頂點(diǎn)處，勵(lì)磁繞組線圈XA(13)、XB(14)依其軸線與永磁轉(zhuǎn)子(3)相對(duì)，并以永磁轉(zhuǎn)子(3)為頂點(diǎn)互 成90°夾角擺放。 所述的微步距步進(jìn)電機(jī)，無(wú)須另加外部驅(qū)動(dòng)電路，即可使得指針驅(qū)動(dòng)軸(12)在物
理上實(shí)現(xiàn)(360 + 6)/720 = 1/12°微步距輸出，最小定位分辨率為0. 0833° 。 根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬仿真表明，所述電機(jī)內(nèi)部的等腰三角形狀的閉合定子鐵心體(19)
與勵(lì)磁繞組線圈XA(13)和勵(lì)磁繞組線圈XB(14)共同形成的磁軛，大大優(yōu)化了電機(jī)的電磁
環(huán)境，提高了電機(jī)的高頻電磁響應(yīng)特性，能夠保證電機(jī)實(shí)現(xiàn)高頻運(yùn)行的快速升頻和降頻控
制，保證電機(jī)每轉(zhuǎn)一步都可獲得最大的平均轉(zhuǎn)矩。

[0020]圖1是本實(shí)用新型外觀圖；圖2是本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)正視爆炸圖；圖3是本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)仰視爆炸圖；圖4是本實(shí)用新型三級(jí)減速齒輪系結(jié)構(gòu)正視圖；圖5是本實(shí)用新型齒輪組俯視圖；圖6是本實(shí)用新型齒輪組仰視圖；圖7是本實(shí)用新型定子鐵心體正視圖；圖8是本實(shí)用新型定子鐵心體與永磁轉(zhuǎn)子相對(duì)位置俯視圖。圖9是本實(shí)用新型定子鐵心體與永磁轉(zhuǎn)子相對(duì)位置仰視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 本實(shí)用新型包括電機(jī)外殼上蓋(1)、電機(jī)外殼下蓋(2)、永磁轉(zhuǎn)子(3)、轉(zhuǎn)子軸(4)、 I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(5) 、 II級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6) 、 I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪轉(zhuǎn)軸(7)、 II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8) 、 III級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(9) 、 II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪轉(zhuǎn)軸
(10) 、 III級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)、指針驅(qū)動(dòng)軸(12)、勵(lì)磁繞組線圈XA(13)、勵(lì)磁繞組線 圈XB(14)、線圈引腳A(15)、線圈引腳B(16)、線圈引腳C(17)、線圈引腳D(18)、定子鐵心體 (19)組成。 圖1，2中，本電機(jī)所述的外殼上蓋(1)、外殼下蓋(2)采用提拉卡扣式裝配結(jié)構(gòu)。 指針驅(qū)動(dòng)軸(12)為不銹鋼針，與第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)同軸相連，保證從動(dòng)輪
(11) 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可同時(shí)帶動(dòng)指針驅(qū)動(dòng)軸(12)。電機(jī)勵(lì)磁繞組線圈輸出引腳分別為(15) 、(16)、 (17) 、 (18)，可直接與單片機(jī)I/O端接口 。 圖2是本電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)正視爆炸圖。圖3是本電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)仰視爆炸圖。圖中， 所述的永磁轉(zhuǎn)子(3)是一個(gè)外型為6個(gè)齒的塑料齒輪套，塑料齒輪套的內(nèi)壁相嵌一個(gè)環(huán)型 永磁體，塑料齒輪的圓心處插入一根不銹鋼針作為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸(4)。所用永磁體材料是第二 代稀土永磁鐵——釤鈷磁鐵，與釹鐵硼磁鐵相比，其主要特點(diǎn)是磁性能高，溫度性能好。最 高溫度可達(dá)300°C，釤鈷磁鐵更適合用來(lái)制造高性能的永磁電機(jī)。 所述的三級(jí)減速齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，圖4是三級(jí)減速齒輪系結(jié)構(gòu)正視圖，圖5是齒輪 組俯視圖，圖6是齒輪組仰視圖。運(yùn)動(dòng)源永磁轉(zhuǎn)子(3)設(shè)計(jì)為6個(gè)齒、第I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從
5動(dòng)輪(5)設(shè)計(jì)為48個(gè)齒，其第I級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為(48 + 6) :1 = 8:1。 與第I級(jí)從動(dòng)輪(5)其連為一體的第II級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6)設(shè)計(jì)為6個(gè)齒，
第II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8)設(shè)計(jì)為54個(gè)齒，則第II級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為(54 + 6) : 1
=9:1。 與第II級(jí)從動(dòng)輪(8)其連為一體的第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(9)設(shè)計(jì)為6 個(gè)齒，第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)設(shè)計(jì)為60個(gè)齒，則第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為
(60+6) : i = io : i。因此三級(jí)減速齒輪系總的減速比為(8X9X10) : i = 720 : i。 級(jí)間的連動(dòng)關(guān)系如下，第I級(jí)從動(dòng)輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)第II級(jí)主動(dòng)輪(6)同 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成I級(jí)傳動(dòng)與II級(jí)傳動(dòng)之間的聯(lián)動(dòng)；第II級(jí)從動(dòng)輪(8)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)第III 級(jí)主動(dòng)輪(9)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成第II級(jí)傳動(dòng)與第III級(jí)之間的聯(lián)動(dòng)；由于指針驅(qū)動(dòng)軸(12)與 第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)同軸相連，因此，從永磁轉(zhuǎn)子(3)輸入到指針驅(qū)動(dòng)軸(12) 輸出，形成三級(jí)(8X9X10) : 1 = 720 : 1的減速齒輪系。其中指針驅(qū)動(dòng)軸的最小步距角 為(360° +6)/720 = 0.0833° ，這也是電機(jī)定位的最小分辨率。 依據(jù)計(jì)算機(jī)模擬仿真和試驗(yàn)的結(jié)果，所述的定子鐵心體(19)設(shè)計(jì)成一個(gè)等腰三 角形狀的閉合鐵心，定子鐵心體(19)是由四片坡莫合金薄板重疊而成，而不是采用單片的 坡莫合金板，這有利于提高磁場(chǎng)強(qiáng)度。圖8和圖9描繪了定子鐵心體(19)與永磁體轉(zhuǎn)子(3) 的相對(duì)位置，這個(gè)位置的選擇至關(guān)重要。永磁轉(zhuǎn)子(3)安排在定子鐵心體(19)與兩勵(lì)磁線 圈繞組形成的磁軛的中心位置處，該位置靠近等腰三角形的頂點(diǎn)處。勵(lì)磁繞組線圈XA(13) 與勵(lì)磁繞組線圈XB(14)分別固定在等腰三角形狀的定子鐵心體(19)的兩底角上，勵(lì)磁繞 組線圈XA(13)和XB(14)依其軸線與永磁轉(zhuǎn)子(3)相對(duì)，并以永磁轉(zhuǎn)子(3)為頂點(diǎn)互成90。 夾角。此結(jié)構(gòu)可以保證在勵(lì)磁電流不增加的情況下，轉(zhuǎn)子能獲得更大的轉(zhuǎn)矩。圖中還給出 了勵(lì)磁繞組線圈的引出腳，其線圈引腳A(15)、線圈引腳B(16)、線圈引腳C(17)、線圈引腳 D(18)分別通過(guò)電機(jī)下蓋(2)引出，可直接與單片機(jī)I/0端相連。 —般情況下，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)內(nèi)各相勵(lì)磁繞組的電感將形成一個(gè)反向電 動(dòng)勢(shì)，頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率或速度的增大而勵(lì)磁電流 減小，從而導(dǎo)致力矩下降，這是導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)失步和過(guò)沖的主要原因。但是，當(dāng)定子鐵心體 (19)采用圖7所示的等腰三角形狀，特別是將片狀的鐵心設(shè)計(jì)成多層疊合的鐵心體后，試 驗(yàn)證明有三大改善一是極大地改善電機(jī)的高頻特性，特別是其空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī) 在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率得到了有效的提升；二是保證電機(jī)每一步都可獲得 最大的平均轉(zhuǎn)距，使得步進(jìn)電機(jī)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的轉(zhuǎn)動(dòng)速度；三是它的電磁 輻射明顯減少而電磁阻尼作用明顯加強(qiáng)，轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的過(guò)沖擺動(dòng)大大減少，所以在降低工 作電流，減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng)，提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩方面，效果特別顯著。 綜上所述，一種微步距步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)改變其定子鐵心結(jié)構(gòu)，通 過(guò)三級(jí)大減速比齒輪系統(tǒng)的方法來(lái)細(xì)化固有步距角，即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的微步平滑旋轉(zhuǎn)和精密 定位，使得步進(jìn)電機(jī)的控制變得十分地簡(jiǎn)單。這種完全免驅(qū)動(dòng)的高精度定位的微步距儀表 用步進(jìn)電機(jī)，特別適用于中、高端指針式儀表的精確控制，具有故障率低、使用壽命長(zhǎng)、可靠 性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前國(guó)際汽車(chē)儀表和其它工業(yè)控制儀表的主要發(fā)展方向。
權(quán)利要求一種微步距步進(jìn)電機(jī)，其特征在于具有三級(jí)傳動(dòng)減速齒輪系統(tǒng)和一種特殊形狀的定子鐵心體(19)，鐵心體(19)上固定有勵(lì)磁繞組線圈組(13)和(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微步距步進(jìn)電機(jī)，其特征在于傳動(dòng)減速齒輪系由永磁轉(zhuǎn)子 (3) 、1級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(5) 、11級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6) 、11級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8)、 III級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(9)、11I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)、指針驅(qū)動(dòng)軸(12)等組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級(jí)減速傳動(dòng)齒輪系，其特征在于同級(jí)齒輪系存在如下的嚙 合關(guān)聯(lián)永磁轉(zhuǎn)子(3)與I級(jí)傳動(dòng)齒輪組的從動(dòng)輪(5)嚙合傳動(dòng)，組成一級(jí)減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)， II級(jí)傳動(dòng)齒輪組的主動(dòng)輪(6)與II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8)嚙合傳動(dòng)，組成二級(jí)減速傳動(dòng) 結(jié)構(gòu)，III級(jí)傳動(dòng)齒輪組的主動(dòng)輪(9)與III級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)嚙合傳動(dòng)，組成了 三級(jí)減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微步距步進(jìn)電機(jī)，其特征在于，永磁轉(zhuǎn)子(3)為6個(gè)齒、第I 級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(5)為48個(gè)齒，第I級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為(48 + 6) : 1 = 8 : l，與 第I級(jí)從動(dòng)輪(5)連為一體的第II級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6)為6個(gè)齒、第II級(jí)傳動(dòng)齒輪 組從動(dòng)輪(8)為54個(gè)齒，第II級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為(54 + 6) : 1 = 9 : l，與第II級(jí)從 動(dòng)輪(8)連為一體的第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(9)設(shè)計(jì)為6個(gè)齒，第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組 從動(dòng)輪(11)設(shè)計(jì)為60個(gè)齒，第III級(jí)傳動(dòng)齒輪組減速比為(60 + 6) : 1 = 10 : l，三級(jí)傳 動(dòng)減速齒輪系統(tǒng)總減速比為(8X9X10) : 1 = 720 : 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級(jí)減速傳動(dòng)齒輪系，其特征在于不同級(jí)間齒輪存在如下的 聯(lián)動(dòng)關(guān)聯(lián)1級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(5)與II級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6)同軸且連為一體，因 此，I級(jí)從動(dòng)輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)II級(jí)主動(dòng)輪(6)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成第I級(jí)傳動(dòng)與第II 級(jí)傳動(dòng)之間的聯(lián)動(dòng)，第II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8)與III級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(9)同軸且 連為一體，因此，第II級(jí)從動(dòng)輪(8)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)第III級(jí)主動(dòng)輪(9)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成 第II級(jí)傳動(dòng)與第III級(jí)傳動(dòng)之間的聯(lián)動(dòng)，指針驅(qū)動(dòng)軸(12)與第III級(jí)從動(dòng)輪(11)同軸相 連，第III級(jí)從動(dòng)輪(11)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也帶動(dòng)指針驅(qū)動(dòng)軸(12)聯(lián)動(dòng)輸出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微步距步進(jìn)電機(jī)，其特征在于定子鐵心體(19)設(shè)計(jì)為等腰 三角形狀的閉合鐵心體，定子鐵心體(19)是由四片坡莫合金薄板重疊而成，勵(lì)磁繞組線圈 XA(13)與勵(lì)磁繞組線圈XB(14)分別固定在等腰三角形狀的定子鐵心體(19)的兩底角上， 而永磁轉(zhuǎn)子(3)位于定子鐵心體(19)與兩勵(lì)磁線圈繞組形成的磁軛的中心位置，該位置靠 近等腰三角形的頂點(diǎn)處，勵(lì)磁繞組線圈XA(13)、XB(14)依其軸線與永磁轉(zhuǎn)子(3)相對(duì)，并以 永磁轉(zhuǎn)子(3)為頂點(diǎn)互成90。夾角擺放。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微步距步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)包括外殼上蓋(1)與下蓋(2)、永磁轉(zhuǎn)子(3)、I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(5)、II級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(6)、I級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪轉(zhuǎn)軸(7)、II級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(8)、III級(jí)傳動(dòng)齒輪組主動(dòng)輪(9)、III級(jí)傳動(dòng)齒輪組從動(dòng)輪(11)、指針驅(qū)動(dòng)軸(12)、勵(lì)磁繞組線圈XA(13)、勵(lì)磁繞組線圈XB(14)、線圈引腳A(15)、線圈引腳B(16)、線圈引腳C(17)、線圈引腳D(18)、定子鐵心體(19)等組成。所述三級(jí)減速齒輪系的減速比為720∶1，其最小定位分辨率為0.0833°，可實(shí)現(xiàn)微步距轉(zhuǎn)動(dòng)，使用時(shí)無(wú)須另加驅(qū)動(dòng)電路，是一種可精密定位且能使指針平滑移動(dòng)的儀表用步進(jìn)電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K7/116GK201490869SQ200920066108
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者盧力, 盧文波, 盧芳云, 彭希南, 彭程, 程衛(wèi)權(quán), 荀慶來(lái), 謝穩(wěn), 金鵬偉 申請(qǐng)人:彭希南