[0001] 本实用新型涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种集成滚珠丝杆的电机。

[0002] 平板显示器已成为显示器中的主流产品。目前，就国内平板显示器搬运系统的研究现状而言，部分平板显示器自动化搬运系统仍使用国外进口机器人，而国外的平板显示器自动化搬运系统的执行单元成本高昂，抬高了平板显示器搬运自动化系统的生产成本。

[0003] 丝杆步进电机是平板显示器自动化搬运系统的执行单元，是在自动搬运系统里面当机器人“手臂”的作用，然后整套自动搬运系统又是应用在平板显示器行业里面，自动搬运系统要求：响应快，精度高，寿命长。

[0004] 现有的T型丝杆步进电机，虽然有良好的定位精度，但是丝杆效率限制了应用的高速反应，又因其丝杆与螺母的不断摩擦，寿命远差于滚珠螺杆，故而无法达到应用要求。CN212085986U公开了一种滚珠螺杆电机，但是存在体积大，且刹车组件与电机组件安装后整体美观性差的问题。
实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的是提供一种集成滚珠丝杆的电机，以解决优化电机的使用性能的技术问题。

[0006] 本实用新型的集成滚珠丝杆的电机是这样实现的：

[0007] 一种集成滚珠丝杆的电机，包括：一体式转子轴，其具有贯通其轴向两端的中空腔；且在该一体式转子轴的外侧壁上沿其轴向设有多个L形台阶；所述中空腔包括同轴地贯通相连的大内径腔和内径小于大内径腔的小内径腔；

[0008] 丝杆，其贯穿所述中空腔，且该丝杆的两端均伸出在中空腔外；

[0009] 滚珠螺母，其套设在丝杆外，且与大内径腔同心装配固定。

[0010] 在本实用新型可选的实施例中，所述滚珠螺母的轴向一端伸出在大内径腔背离小内径腔的一端外侧。

[0011] 在本实用新型可选的实施例中，多个所述L形台阶中的其中一个L形台阶设于大内径腔的外侧壁上，且该L形台阶用于与一法兰盘螺纹配接；以及

[0012] 所述法兰盘适于通过螺钉与滚珠螺母紧固配接。

[0013] 在本实用新型可选的实施例中，多个所述L形台阶中的其中一个L形台阶设于大内径腔的外侧壁上，且该L形台阶位于法兰盘朝向小内径腔的一侧；以及

[0014] 该L形台阶用于装配固定一推力轴承。

[0015] 在本实用新型可选的实施例中，多个所述L形台阶中的其中一个L形台阶设于小内径腔的外侧壁上，且该L形台阶用于装配转子组件；以及

[0016] 多个所述L形台阶中的其中一个L形台阶设于小内径腔的外侧壁上且位于转子组件背离大内径腔的一侧，且该L形台阶用于装配固定一深沟球轴承。

[0017] 在本实用新型可选的实施例中，所述集成滚珠丝杆的电机还包括与转子组件配合的定子组件、前盖和后端盖；其中

[0018] 所述前盖和后端盖分别设于定子组件的两侧；以及

[0019] 所述前盖具有适于装配容纳一体式转子轴的大内径腔的容纳腔；

[0020] 所述转子组件的丝杆的轴向两端贯穿前盖和后端盖。

[0021] 在本实用新型可选的实施例中，所述前盖通过外止口与定子组件适配；以及[0022] 所述后端盖通过内止口与定子组件适配。

[0023] 在本实用新型可选的实施例中，所述法兰盘的外周侧与前盖的容纳腔的内腔壁之间设有预紧螺母；

[0024] 所述预紧螺母与容纳腔的腔壁紧配固定，且该预紧螺母朝向小内径腔的轴向端与推力轴承的轴向端抵接。

[0025] 在本实用新型可选的实施例中，所述前盖背离定子组件的端部配接有适于封盖容纳腔的安装板；

[0026] 在所述安装板上设有适于丝杆穿过的穿孔；以及

[0027] 在所述丝杆伸出在穿孔外侧的部位上套设有一限位垫圈。

[0028] 在本实用新型可选的实施例中，所述后端盖上还配接有断电刹车组件。

[0029] 相对于现有技术，本实用新型实施例具有以下有益效果：本实用新型的集成滚珠丝杆的电机，采用一体式转子轴，且通过在一体式转子轴的外侧壁上沿其轴向设有的多个L形台阶，由多个L形台阶分别形成一体式转子轴与电机的其它部件的配合结构，如此情况下，可以提高一体式转子轴对于其它部件的适配性，且这种一体式转子轴结构的设计可以减少对于整体电机的各部件的结构的改进，从而可以降低整体的电机的生产成本。并且通过这样的配合结构，一体式转子轴可以减少多次转接造成的精度损失；此外，一体式的一体式转子轴可以有效避免脱落的风险。

[0038] 现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

[0039] 实施例1：

[0040] 参照图1至图5所示，本实施例提供了一种集成滚珠丝杆的电机，包括：一体式转子轴1、贯穿一体式转子轴1的丝杆2和装配在丝杆2上的滚珠螺母3；具体的，将滚珠螺母3与一体式转子轴1装配固定，使得一体式转子轴1转动时，滚珠螺母3可以随着一体式转子轴1同步转动，从而在滚珠螺母3的转动过程中实现丝杆2的直线式伸缩运动。

[0041] 首先来说：一体式转子轴1，其具有贯通其轴向两端的中空腔；中空腔包括同轴地贯通相连的大内径腔11和内径小于大内径腔11的小内径腔12。丝杆2，其贯穿中空腔，且该丝杆2的两端均伸出在中空腔外。

[0042] 大内径腔11用于装配滚珠螺母3，此处的滚珠螺母3与大内径腔11同心配合，并由大内径腔11和小内径腔12之间形成的台阶来形成对于滚珠螺母3轴向一端的限位。在滚珠螺母3的一端与大内径腔11和小内径腔12之间形成的台阶抵接配合时，该滚珠螺母3背离小内径腔12的轴向端则是伸出在大内径腔11外。

[0043] 在上述结构的基础上，本实施例在该一体式转子轴1的外侧壁上沿其轴向设有多个L形台阶。需要说明的是，对于多个L形台阶来说，各自的外径可以是各不相同的，也可以是其中部分的L形台阶的外径是相同的，具体的多个L形台阶的外径是配合不同的部件来设置的。

[0044] 对于多个L形台阶，此处就沿着一体式转子轴1的轴向，从大内径腔11向小内径腔12的方向来说：

[0045] 第一个L形台阶13设于大内径腔11的外侧壁上，且该L形台阶用于与一法兰盘4螺纹配接；以及法兰盘4适于通过螺钉与滚珠螺母3紧固配接。具体的，在第一个L形台阶13上设有用于与法兰盘4配合的螺纹结构。也就说本实施例的滚珠螺母3通过法兰盘4的过渡衔接来实现其与一体式转子轴1之间的固定式装配结构，使得一体式转子轴1在转动的过程中可以带动滚珠螺母3的同步转动。

[0046] 第二个L形台阶14设于大内径腔11的外侧壁上，且位于法兰盘4朝向小内径腔12的一侧；第二个L形台阶14用于装配固定一推力轴承6，本实施例采用推力轴承6，可以有效提高寿命，同时可以使电机可以承受更大的轴向负载。在推力轴承6与第二个L形台阶14装配固定后的外圆周面的外径尺寸大于滚珠螺母3与第一个L形台阶13装配固定后的外圆周面的外径尺寸。

[0047] 第三个L形台阶15设于小内径腔12的外侧壁上，不装配任何结构；第四个L形台阶16和第五个L形台阶17均是设于小内径腔12的外侧壁上。其中，第四个L形台阶16用于装配转子组件5；第五个L形台阶17用于装配固定一深沟球轴承7。结合实际的装配需求来说，第四个L形台阶16的外径是小于第一个L形台阶和第二个L形台阶14的，而第五个L形台阶17的外径则是小于第四个L形台阶16的外径。这样的结构下，使得整体的电机的受力部分集中在一体式转子轴1的大内径腔11部分，使得小内径腔12外侧壁上配合使用深沟球轴承7即可，深沟球轴承7的内径小，这样一体式转子轴1上配合深沟球轴承7的部位的外径可以按常规标准制作，这种结构下的一体式转子轴1还可以配合常规标准件的后端盖92，从而可以有效控制生产加工成本。

[0048] 再者，本实施例通过一体式转子轴1外侧的第三个L形台阶来配合转子组件5的装配需求，从而不需要加大转子组件5的磁钢内孔即可满足装配，这样的情况下，本实施例的转子组件5的磁钢内孔即不需要作出改变，也就能保留常规设计下的转子组件5的力矩。

[0049] 还需要加以说明的是，本实施例的集成滚珠丝杆的电机还包括如下结构：与转子组件5配合的定子组件9、前盖91和后端盖92；其中前盖91和后端盖92分别设于定子组件9的两侧；以及前盖91具有适于装配容纳一体式转子轴1的大内径腔11的容纳腔；转子组件5的丝杆2的轴向两端贯穿前盖91和后端盖92。

[0050] 其中的前盖91通过外止口与定子组件9适配；以及后端盖92通过内止口与定子组件9适配。前盖91和后端盖92与定子组件9采用螺钉固定后，组成一个整体“机壳”。此处的前盖91部分为一体式结构，可有效减少零部件数量，降低多个罩壳转接造成的精度损失。

[0051] 在上述结构的基础上，法兰盘4的外周侧与前盖91的容纳腔的内腔壁之间设有预紧螺母10；预紧螺母10与容纳腔的腔壁紧配固定，且该预紧螺母10朝向小内径腔12的轴向端与推力轴承6的轴向端抵接。此处具体的在容纳腔的腔壁设有用于配接预紧螺母10的内螺纹结构，而在预紧螺母10的外侧壁上则是设有外螺纹结构。

[0052] 此外，前盖91背离定子组件9的端部配接有适于封盖容纳腔的安装板93；在安装板93上设有适于丝杆2穿过的穿孔。

[0053] 再者，本实施例的丝杆2伸出在安装板93外的部位的侧壁上设有两个锥形沉孔21，用来安装限位垫圈100，限位垫圈100采用机米螺钉固定，确保电机运行过程中丝杆2不会进入前盖91内部甚至跑出尾部造成脱落；另外丝杆2的尾部(此处的尾部具体指的是远离大内径腔11的且适于伸出在小内径腔12外的一端)采用内螺纹结构，在丝杆2的尾部增加限位垫片200，确保丝杆2不会从前部跑出。即本实施例通过限位垫圈100和限位垫片200的配合，可以有效实现对于丝杆2在运行过程中机械限位，从而确保丝杆2不会与滚珠螺母3分离失效。

[0054] 当本实施例的转子组件5与“机壳”进行装配时，转子组件5从前盖91的容纳腔处整个装入，深沟球轴承7与后端盖92中的轴承室适配，推力轴承6与前盖91的轴承室适配，再由预紧螺母10直接作用于推力轴承6，消除轴向间隙的同时，有效固定转子组件5，使转子组件5无法在“机壳”内沿一体式转子轴1的轴向来回窜动。再加上前盖91处配接的安装板93的固定，就形成了集成滚珠丝杆的电机。其中还可以在前盖91侧面预留了螺纹孔911，可用于转接安装导轨组成小型模组，也可以直接充当其它用途的安装孔。

[0055] 综上，本实施例的电机，由定子组件9与前盖91和后端盖92形成“机壳”，便于转子组件5整体式直接装入“机壳”中，锁上预紧螺母10即可，减少多次安装，装配难度低，装配效率高。

[0056] 实施例2：

[0057] 请参阅图1、图2和图6所示，考虑到对于电机在断电状态下的安全自锁问题，在实施例1的集成滚珠丝杆的电机的基础上，本实施例提供的集成滚珠丝杆的电机还包括在后端盖92上还配接有的断电刹车组件300。

[0058] 后端盖92上预留了多个螺纹孔，部分用于定子组件9的固定安装，另外部分用于断电刹车组件300的罩壳的固定。安装时，断电刹车组件300与后端盖92初步固定，再用2个紧钉螺钉锁紧，加螺纹胶固定。

[0059] 对于本实施例采用的断电刹车组件300可采用现有技术中成熟使用的任一结构的断电刹车组件300，对此本实施例不做绝对限定。

[0060] 以一种可选的断电刹车组件300的结构举例来说：

[0061] 断电刹车组件300包括刹车主体301、刹车片302、摩擦片303和弹簧304以及电磁线圈307。其中的刹车主体301与后端盖92固定，刹车主体1的内部有与丝杆2配合的主体圆孔306，其内径大于丝杆2的外径，且该刹车主体1的内部具有中空的用于安装摩擦片303、弹簧
304和电磁线圈307的安装腔309，与丝杆2配合的一体式转子轴1是穿过安装腔309后使丝杆
2可以插入到主体圆孔306中。

[0062] 摩擦片303套装在一体式转子轴1外侧，摩擦片303与一体式转子轴1同轴线，一体式转子轴1可相对于摩擦片303转动。刹车片302通过花键与一体式转子轴1固定，且刹车片302与一体式转子轴1同轴线。刹车片302与电磁线圈307分别位于摩擦片303的两侧。在电磁线圈307断电的状态下，摩擦片303与刹车片302压紧配合，在电磁线圈307通电的状态下，摩擦片303与刹车片302脱离。

[0063] 在安装腔302内且位于一体式转子轴1的周向外侧设有用于设置电磁线圈307的电磁线圈安装座308。电磁线圈安装座308的数量大于2，各个电磁线圈安装座308围绕一体式转子轴1内等间距设置。电磁线圈安装座308与刹车主体301固定配接。

[0064] 在电磁线圈安装座308远离一体式转子轴1的外侧设置弹簧304，弹簧304位于电磁线圈安装座308与安装腔302的内壁之间。弹簧304的一端固定在刹车主体301上，另一端与摩擦片303相连配合。

[0065] 当电磁线圈307通电时，产生磁力将摩擦片303向弹簧304运动使摩擦片303顶压弹簧304，此时则摩擦片303与刹车片302为脱离不接触的状态，一体式转子轴1可带动刹车片302自由转动；当电磁线圈307断电时，由于弹簧304的弹力使得摩擦片303向刹车片302一侧运动并与刹车片302压紧，由于刹车片302被压紧，与刹车片302固定连接的一体式转子轴1则被制动。

[0066] 综上，由于本实施例中的丝杆2效率高，没有自锁力，本实施例通过设置的断电刹车组件300可以有效保护电机在断电情况下能够安全自锁，不会造成本实施例的集成滚珠丝杆的电机用于平板显示器自动化搬运系统中搬运的平板显示器跌落损伤，从而使搬运自动化系统的运行更加安全可靠。

[0067] 以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

[0068] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

[0069] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0070] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0071] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0072] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。