一种混合型步进电机的制作方法

1.本发明涉及步进电机技术领域，具体涉及一种混合型步进电机。


背景技术：

2.混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相、三相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度，混合式步进电机随着相数(通电绕组数)的增加，步进角减小，精度提高，混合型步进电机是步进电机的一种，其内部结构大致一致，
3.步进电机由外壳体和位于壳体中的转子等部件构成，其在长时间工作时，内部转子会产生高热，而高热来源于转子上的铜制线圏，因此会在电机壳上设置大量的散热片，仅凭散热片以及铝合金外壳对其实施散热时，其散热性较差，如果想要对同规格的电机提高功率，就需要考虑其散热性，然而传统的散热片式散热方式或者在电机内安装散热风扇以加快散热的方式比较传统，且仅由内部向外散热，同一时间内散热面积较小，散热性较差。


技术实现要素：

4.基于上述问题，本发明提供了一种混合型步进电机，可同时实现内外散热，提高散热效率的同时还可使外部机壳得到定期清理。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种混合型步进电机，包括外壳体、设置在外壳体内的转子、设置在外壳体尾端的端盖以及设置在外壳体外周壁上的散热片，所述端盖靠近于外壳体的一端设有位于外壳体之外并与散热片相对的散热管，端盖的内部远离于外壳体的一端设有与散热管相对的散热风扇，散热风扇朝向于转子的一端移动后能够跟随转子旋转并且旋转时产生的气体经散热管排放到散热片上对外壳体快速散热的同时，还使得体沿着散热片的表面由自外壳体的尾端朝向于前端排放，端盖内设有控制散热风扇能够朝向于散热管移动后跟随转子同步旋转的联轴部件，联轴部件还能控制散热风扇以远离于散热管方向复位后与转子自动分离。
7.作为进一步优选的：所述联轴部件包括固定在端盖内面上且与转子在同一轴线上的导轴、滑动配合于导轴上的滑套以及通过轴承安装在滑套一端的转套，散热风扇固定在转套上，转套面向于转子的一端设有齿套，转子上开设有与齿套相对的内齿面插孔，齿套在滑套推动下进入插孔内时传动连接于转子，使得转子旋转时通过齿套带着转套旋转，并通过转套带着散热风扇旋转，同时又带动散热风扇靠近于散热管。
8.作为进一步优选的：所述滑套远离于转套的另一端与端盖的内面之间固定有复位弹簧。
9.作为进一步优选的：所述复位弹簧是锥形弹簧，所述导轴与所述端盖的连接部为锥形，所述复位弹簧滑动套设于导轴的锥形面上。
10.作为进一步优选的：所述端盖是尾端开设有散热网孔的散热罩，散热风扇上开设有若干个与端盖上的散热网孔相通的排气口。
11.作为进一步优选的：所述端盖内设有连接于散热管的连接座，散热管为若干处且
分别对应在相临两散热片之间，所述连接座为环形，若干处所述的散热管安装在连接座上，且沿着连接座的环形路径均匀分布，连接座面向于散热风扇的一端沿着其环形路径开设有倒角面，倒角面与端盖的内壁之间形成有对应于散热风扇排气方向上的异型气腔，连接座上沿其环形路径开设有若干处排气孔，若干处排气孔的一端与倒角面相通并同时又与异型气腔相通，若干处排气孔的另一端分别与每一个散热管相通，使得散热风扇逐渐朝向于异型气腔的方向移动且随转子旋转时，所产生的气体进入异型气腔内，并经异型气腔收集后由散热管沿着切线方向排放到散热片上，并沿着散热片朝向于外壳体的前端迅速排放。
12.作为进一步优选的：自端盖的外侧向端盖内贯穿并连接有固定筒，固定筒内固定有微型电缸，微型电缸的动作杆穿过固定筒并朝向于滑套，滑套的外壁面上固定有承压座，承压座上设有面向于端盖内面方向倾斜的斜面，微型电缸的动作杆上固定有与斜面相对的压球。
13.作为进一步优选的：所述压球通过转座转动于微型电缸的动作杆上，微型电缸的动作杆带着压球抵触在承压座的斜面上施压时，推动滑套带着齿套伸于内齿面插孔中以同步传动于转子，同时使得复位弹簧拉伸；反之，微型电缸的动作杆带着压球与承压座的斜面分离时，使得复位弹簧弹性缩短并通过滑套带着齿套自内齿面插孔中向外脱离。
14.作为进一步优选的：所述外壳体上固定有电性连接于微型电缸用于控制于伸缩动作的plc控制器。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
16.在电机内靠近于其端盖一端设置了散热风扇，该散热风扇在电机壳内除了能够对转子实施散热以外，还在同侧设置了联轴部件，利用联轴部件可以驱动该散热风扇传递到转子上，利用转子高速旋转的特点，使该散热风扇在电机内产生高速旋转，旋转时所产生的气流除了对电机内部实施散热以外，还能作用至电机外壳上，对电机外壳以及外壳上原有的散热片实施二次散热，同时也能对散热片的灰尘实施清理，因此可加快散热效率。利用联轴部件还可使散热风扇与转轴分离，因此散热风扇是否使用具有可控性，目的在于：在实际使用时，如果发现电机的热量较高，而需要快速降温的前提下，可以选择性的使散热风扇传递于转子上，如果电机的热量较低，仅凭散热片即可实现散热时，也可不需要散热风扇辅助降温，因此就可将散热风扇与转子分离，这样一来可以使转子的负载在不需要电机二次降温时负载也能得到减少，降低损耗。
附图说明
17.图1为本发明的主视视角下的结构示意图；
18.图2为本发明由图1引出的剖开时由端盖外侧视角下的结构示意图；
19.图3为本发明由图2引出的剖开时由端盖内侧视角下的结构示意图；
20.图4为本发明由图2引出的将散热风扇进行了局部剖开后的内部结构示意图；
21.图5为本发明中剖开后主视平面下观看其局部结构示意图；
22.图6为本发明中将导轴单独拆除后，观看其上面的滑套、转套、齿套以及轴承等各部件的结构示意图。
23.图中：1、外壳体；2、转子；3、端盖；4、散热片；6、散热管；7、散热风扇；8、联轴部件；9、导轴；10、滑套；11、转套；12、齿套；13、插孔；14、轴承；15、连接板；16、复位弹簧；17、排气
口；18、连接座；19、倒角面；20、异型气腔；21、排气孔；22、固定筒；23、微型电缸；24、承压座；25、斜面；26、压球；27、plc控制器。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域所属的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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；可以是直接连接，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。对于本领域所属的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明型中的具体含义。
27.参照附图1-6，一种混合型步进电机，包括外壳体1、设置在外壳体1内的转子2、设置在外壳体1尾端的端盖3以及设置在外壳体1外周壁上的散热片4，端盖3靠近于外壳体1的一端设有位于外壳体1之外并与散热片4相对的散热管6，端盖3的内部远离于外壳体1的一端设有与散热管6相对的散热风扇7，散热风扇7朝向于转子2的一端移动后能够跟随转子2旋转并且旋转时产生的气体经散热管6排放到散热片4上对外壳体1快速散热的同时，还使得体沿着散热片4的表面由自外壳体1的尾端朝向于前端排放，端盖3内设有控制散热风扇7能够朝向于散热管6移动后跟随转子2同步旋转的联轴部件8，联轴部件8还能控制散热风扇7以远离于散热管6方向复位后与转子2自动分离。
28.联轴部件8包括固定在端盖3内面上且与转子2在同一轴线上的导轴9、滑动配合于导轴9上的滑套10以及通过轴承14安装在滑套10一端的转套11，散热风扇7固定在转套11上，转套11面向于转子2的一端设有齿套12，转子2上开设有与齿套12相对的且开设有内齿面的插孔13，齿套12在滑套10推动下进入插孔13内时传动连接于转子2，使得转子2旋转时通过齿套12带着转套11旋转，并通过转套11带着散热风扇7旋转，同时又带动散热风扇7靠近于散热管6。
29.作为进一步优选的：端盖3是尾端开设有散热网孔的散热罩，散热风扇7上开设有若干个与端盖3上的散热网孔相通的排气口17。
30.端盖3内设有连接于散热管6的连接座18，散热管6为若干处且分别对应在相临两散热片4之间，连接座18为环形，若干处散热管6安装在连接座18上，且沿着连接座18的环形路径均匀分布，由此使电机的截面轮廓范围内环绕有大量的散热管6，连接座18面向于散热风扇7的一端沿着其环形路径开设有倒角面19，倒角面19与端盖3的内壁之间形成有对应于散热风扇7排气方向上的异型气腔20，连接座18上沿其环形路径开设有若干处排气孔21，散热风扇7工作时，产生的气流沿着倒角面19快速送入异型气腔20内，然后经异型气腔20的环
形路径扩散后再向每一个散热管6中排放，因此若干处排气孔21的一端与倒角面19相通并同时又与异型气腔20相通，且若干处排气孔21的另一端分别与每一个散热管6相通，使得散热风扇7逐渐朝向于异型气腔20的方向移动且随转子2旋转时，所产生的气体进入异型气腔20内，并经异型气腔20收集后由散热管6沿着切线方向排放到散热片4上，并沿着散热片4朝向于外壳体1的前端迅速排放，这样一来，就能够确保来自于电机内部产生的冷却气流应到作用于电机外壳上，并对外壳上的每一片散热片4实施散热时，所带出的热量进行再次降温，同时也对散热片4上因长时间使用时所留下的灰尘由一端朝向于另一端实施清理。
31.自端盖3的外侧向端盖3内贯穿并连接有固定筒22，固定筒22内固定有微型电缸23，固定筒22可确保安装在其内部的微型电缸23，垂直在承压座24的上方，微型电缸23的动作杆穿过固定筒22并朝向于滑套10，滑套10的外壁面上固定有承压座24，承压座24上设有面向于端盖3内面方向倾斜的斜面25，微型电缸23的动作杆上固定有与斜面25相对的压球26。
32.该步进电机通电使用时，高速旋转的转子2会产生较大的热量，热量除了利用现有的外壳体1和外壳体1上的散热片4实施散热以外，还可利用联轴部件8推动散热风扇7传动于转子2上随转子2同步高速旋转的方式，使外壳体1的外部也能实施散热，具体原理为：如果该步进电机的外部热量较高时，操作人员按下外部plc控制器27上的相关按钮先令电机转速下降，并按下plc控制器27上的其它按钮使微型电缸23接通电源工作，使其动作杆带着压球26沿着承压座24的斜面25由高接触点向低接触点逐渐施压，由于压球26沿着垂直线方向对斜面25施压，因此就迫使承压座24推着滑套10朝向于转子2的一端行进，与此同时安装在滑套10上的转套11也会随其同步行进并将齿套12插于插孔13中，由于插孔13是内齿面结构，而齿套12是外齿面结构，两者就会形成齿面啮合，由于插孔13是开设在转子2一端的结构，因此转子2再次高速旋转时，就会带着齿套12高速旋转，齿套12将这一高速旋转动力传递于转套11上，转套11再将这一高速旋转动力传递于散热风扇7并在电机内高速旋转，由于该散热风扇7靠近于端盖3的一侧，而转子2上的铜制线圈多数是安装在转子2的中间位置上，而产生高热量的原因也是在转子2的铜制线圈上，因此位于其一端的散热风扇7进行高速旋转时，其所产出的散热气体就会自端盖3的一端朝向于整根转子2排放，并将会沿着转子2作用到线圈上，使线圈迅速降温，从而能够对转子上的核心部件铜制圈实施全面散热，而散热风扇7所产出的大部分散热气体还将会喷射到连接座18上，并沿着连接座18上的倒角面19送入异型气腔20内，由于异型气腔20比较狭窄，因此进气端的气压将会大于排气端压力，因此气体就会在异型气腔20内形成冲击气流，这部分气流最终由环绕在连接座18上且同时双环绕在外壳体1上的若干个散热管6共同喷出，由于这些散热管6分别穿插在外壳体1上的相邻两散热片4之间，因此这些气流经散热管6排出后会沿着相邻近的两散热片4的表面以切面排放的方式由散热片4的一端排放至另一端，由于散热片4本身就是用来对电机实施散热的外部结构，因此经这些散热管6喷出的气流吹送下，正好又将这些散热片4因散热时传递出来的热量实施再彻底驱散，使电机工作时产生的热量不仅仅是由单一的散热片4实施散热，而且还由散热风扇7实现内外两部位全面散热，同时自这些散热管6排出的气流在对这些散热风扇7实施热量驱散的同时，还可将夹杂在相邻两散热片4面上的灰尘实施清理，附着在散热片4的达尘得到了清理，也能够使电机工作时的散热效率得到提高，从上述结构中可以看出，散热风扇7并不是简单的安装在转子2上，是由联轴部件8驱动其朝向于与
转子2的一端行进后传动于转子2上才能实现转动，也是由联轴部件8驱动其远离于转子2的一端反向行进后与转子2脱离实现转动停止，目的在于：在实际使用时，如果发现电机的热量较高，而需要快速降温的前提下，可以选择性的使散热风扇7传递于转子2上，如果电机的热量较低，仅凭散热片4即可实现散热时，也可不需要散热风扇7辅助降温，因此就可将散热风扇7与转子2分离，这样一来可以使转子2的负载减少。也可以在需要清理散热片4上的灰尘时，使散热风扇7传递于转子2上，使用更加灵活。并且在实际组装使用时，为了实现智能化，也可在电机内设置温度传感功能，用于检测电机的温度，当温度达到一定峰值时，使微型电缸23自动启动，并采用上述方式推动散热风扇7传递于转子2上，辅助于散热片4对电机实施辅助降温。当温度降到一定值时，微型电缸23的动作杆反向退回，散热风扇7与转子2分离，不再辅助降温。
33.如图4至图6所示，由于滑套10远离于转套11的另一端与端盖3的内面之间固定有复位弹簧16，因此滑套10推着转套11朝向于转子2的一端行进时，滑套10还会将复位弹簧16拉伸变长，而复位弹簧16拉伸变长的目的在于使滑套10与端盖3的一端形成复位拉力，当不需要散热风扇7辅助散热片4对电机实施散热时，令微型电缸23的动作杆向上退缩，动作杆底端的压球26也会远离承压座24，承压座24不再受挤压，复位弹簧16快速收缩变短，并在收缩变短的同时，利用其回弹力使滑套10沿着导轴9朝向于端盖3的一端退回，也就使得转套11带着齿套12从转子2端头上的插孔13内向外脱离，使得齿套12不再带着转套11随转子2旋转，从而使得散热风扇7不再旋转。
34.复位弹簧16是锥形弹簧，导轴9与端盖3的连接部为锥形，复位弹簧16滑动套设于导轴9的锥形面上，可确保复位弹簧16回弹变短后正好附着在导轴9的锥形面上，对其拉伸时产生的小幅度变形实施矫正。
35.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种混合型步进电机，其特征在于：包括外壳体(1)、设置在外壳体(1)内的转子(2)、设置在外壳体(1)尾端的端盖(3)以及设置在外壳体(1)外周壁上的散热片(4)，所述端盖(3)靠近于外壳体(1)的一端设有位于外壳体(1)之外并与散热片(4)相对的散热管(6)，端盖(3)的内部远离于外壳体(1)的一端设有与散热管(6)相对的散热风扇(7)，散热风扇(7)朝向于转子(2)的一端移动后能够跟随转子(2)旋转并且旋转时产生的气体经散热管(6)排放到散热片(4)上对外壳体(1)快速散热的同时，还使得体沿着散热片(4)的表面由自外壳体(1)的尾端朝向于前端排放，端盖(3)内设有控制散热风扇(7)能够朝向于散热管(6)移动后跟随转子(2)同步旋转的联轴部件(8)，联轴部件(8)还能控制散热风扇(7)以远离于散热管(6)方向复位后与转子(2)自动分离。2.根据权利要求1所述的混合型步进电机，其特征在于：所述联轴部件(8)包括固定在端盖(3)内面上且与转子(2)在同一轴线上的导轴(9)、滑动配合于导轴(9)上的滑套(10)以及通过轴承(14)安装在滑套(10)一端的转套(11)，散热风扇(7)固定在转套(11)上，转套(11)面向于转子(2)的一端设有齿套(12)，转子(2)上开设有与齿套(12)相对的内齿面插孔(13)，齿套(12)在滑套(10)推动下进入插孔(13)内时传动连接于转子(2)，使得转子(2)旋转时通过齿套(12)带着转套(11)旋转，并通过转套(11)带着散热风扇(7)旋转，同时又带动散热风扇(7)靠近于散热管(6)。3.根据权利要求2所述的混合型步进电机，其特征在于：所述滑套(10)远离于转套(11)的另一端固定有连接板(15)，连接板(15)的内转圈与端盖(3)的内面之间固定有复位弹簧(16)，所述复位弹簧(16)是锥形弹簧，所述导轴(9)与所述端盖(3)的连接部为锥形，所述复位弹簧(16)滑动套设于导轴(9)的锥形面上。4.根据权利要求3所述的混合型步进电机，其特征在于：所述端盖(3)是尾端开设有散热网孔的散热罩，散热风扇(7)上开设有若干个与端盖(3)上的散热网孔相通的排气口(17)。5.根据权利要求4所述的混合型步进电机，其特征在于：所述端盖(3)内设有连接于散热管(6)的连接座(18)，散热管(6)为若干处且分别对应在相临两散热片(4)之间，所述连接座(18)为环形，若干处所述的散热管(6)安装在连接座(18)上，且沿着连接座(18)的环形路径均匀分布，连接座(18)面向于散热风扇(7)的一端沿着其环形路径开设有倒角面(19)，倒角面(19)与端盖(3)的内壁之间形成有对应于散热风扇(7)排气方向上的异型气腔(20)，连接座(18)上沿其环形路径开设有若干处排气孔(21)，若干处排气孔(21)的一端与倒角面(19)相通并同时又与异型气腔(20)相通，若干处排气孔(21)的另一端分别与每一个散热管(6)相通，使得散热风扇(7)逐渐朝向于异型气腔(20)的方向移动且随转子(2)旋转时，所产生的气体进入异型气腔(20)内，并经异型气腔(20)收集后由散热管(6)沿着切线方向排放到散热片(4)上，并沿着散热片(4)朝向于外壳体(1)的前端迅速排放。6.根据权利要求5所述的混合型步进电机，其特征在于：自端盖(3)的外侧向端盖(3)内贯穿并连接有固定筒(22)，固定筒(22)内固定有微型电缸(23)，微型电缸(23)的动作杆穿过固定筒(22)并朝向于滑套(10)，滑套(10)的外壁面上固定有承压座(24)，承压座(24)上设有面向于端盖(3)内面方向倾斜的斜面(25)，微型电缸(23)的动作杆上固定有与斜面(25)相对的压球(26)。7.根据权利要求6所述的混合型步进电机，其特征在于：所述压球(26)是万向球，其转
动于微型电缸(23)的动作杆上，与斜面(25)接触并继续沿着斜面(25)施压时，也能够灵活滚动，避免与斜面(25)产生硬性摩擦，而产生噪音，微型电缸(23)的动作杆带着压球(26)抵触在承压座(24)的斜面(25)上施压时，推动滑套(10)带着齿套(12)伸于内齿面插孔(13)中以同步传动于转子(2)，同时使得复位弹簧(16)拉伸；反之，微型电缸(23)的动作杆带着压球(26)与承压座(24)的斜面(25)分离时，使得复位弹簧(16)弹性缩短并通过滑套(10)带着齿套(12)自内齿面插孔(13)中向外脱离。8.根据权利要求7所述的混合型步进电机，其特征在于：所述外壳体(1)上固定有电性连接于微型电缸(23)用于控制于伸缩动作的plc控制器(27)。

技术总结
本发明涉及一种混合型步进电机，包括外壳体、设置在外壳体内的转子、设置在外壳体尾端的端盖以及设置在外壳体外周壁上的散热片，所述端盖靠近于外壳体的一端设有位于外壳体之外并与散热片相对的散热管，端盖的内部远离于外壳体的一端设有与散热管相对的散热风扇，散热风扇朝向于转子的一端移动后能够跟随转子旋转并且旋转时产生的气体经散热管排放到散热片上对外壳体快速散热的同时，利用联轴动作原理，控制该散热风扇与转子轴脱离，并停止旋转，而该散热风扇通电工作时，所产生的气体还会排放到电机壳外侧，由外部对机壳实施快速散热，使电机达到了内外两方位同步散热的目的。使电机达到了内外两方位同步散热的目的。使电机达到了内外两方位同步散热的目的。


技术研发人员：胡成江 袁丽丽 刘永峰
受保护的技术使用者：胡成江
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/7/12