微型步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

　　一、微型步進(jìn)電機(jī)及其結(jié)構(gòu)

　　微型步進(jìn)電機(jī)是微機(jī)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵執(zhí)行部件。隨著電子技術(shù)和精密加工技術(shù)研究的深入，微電機(jī)正朝著微型化、多gmp16-050sh 化和模塊化方向發(fā)展 步進(jìn)減速電機(jī)。同時(shí)，微電機(jī)材料也不局限于微電子技術(shù)中常用的硅，也包括陶瓷、金屬、復(fù)合材料等。如何將這些微小的、材料和性能各異的零件可靠地裝配成完整的微電機(jī)產(chǎn)品，是微電機(jī)制造中重要的工藝過程。除了必要的裝配機(jī)器人和作手外，連接技術(shù)是整個(gè)裝配過程中的核心部分。

　　微型步進(jìn)電機(jī)膠接是使用膠粘劑把零件連接起來，并且零件表面不熔化的工藝 。相對(duì)于微焊接、固相鍵合等微連接方法，微膠接具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： ①應(yīng)用范圍廣，能夠膠接同種或不同種材料的零件; ②低的固化溫度，可以避免高溫環(huán)境對(duì)微零件造成的尺寸變化、應(yīng)力不均甚至性能破壞等影響; ③高的固化強(qiáng)度和均勻的應(yīng)力分布; ④易于實(shí)現(xiàn)密封、傳導(dǎo)或絕緣等附加齒輪減速器。

　　微型步進(jìn)電機(jī)主要由基體、動(dòng)子和直線導(dǎo)軌組成。基體同時(shí)也充當(dāng)定子的作用，在其表面有磁極、定子齒、線圈和控制電路;動(dòng)子位于定子的上方，在其下表面有動(dòng)子齒;導(dǎo)軌的作用相當(dāng)于直線軸承 12GA，使動(dòng)子保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。在?dǎo)軌和動(dòng)子上方有密封用的殼體，動(dòng)子通過氣隙與周圍元件相隔?；w設(shè)計(jì)尺寸為10mm 4mm 1mm ，導(dǎo)軌尺寸為8mm 1mm 1mm?；w和導(dǎo)軌采用單晶硅材料，通過膠接裝配在一起。

　　對(duì)膠接裝配質(zhì)量的要求如下： ①兩根導(dǎo)軌在動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向上保持平行; ②由于膠粘劑的存在，導(dǎo)軌高度增加不超過10m; ③導(dǎo)軌與基體表面保持平行; ④long-life reducer區(qū)表面不被膠粘劑污染。為此，在基體表面劃分出膠接區(qū)用以點(diǎn)膠，膠接區(qū)尺寸為900m 900m。

　　二、微型步進(jìn)電機(jī)工作原理

　　當(dāng)給定子中的一個(gè)電磁線圈通電時(shí)，該線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子上的磁極會(huì)被吸引到這個(gè)磁場(chǎng)，使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度。當(dāng)定子中的電磁線圈電流改變方向時(shí)，轉(zhuǎn)子也會(huì)隨之改變方向。通過逐步改變電磁場(chǎng)的方向和大小，就可以實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。

　　微型步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度與電磁線圈的數(shù)量和磁極的數(shù)量有關(guān)，通常步進(jìn)角度為1.8度或0.9度，也有其他的步進(jìn)角度可供選擇。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電壓和電流大小有關(guān)，轉(zhuǎn)速通常較低，適用于一些需要精確控制轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，如數(shù)碼打印機(jī)、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療設(shè)備等。

　　微型步進(jìn)電機(jī)的微步驅(qū)動(dòng)有優(yōu)點(diǎn)主要有兩個(gè)：一個(gè)是可以控制微小角度的位置。另一個(gè)是可以降低低速范圍內(nèi)的振動(dòng)和噪聲。步進(jìn)電機(jī)在每一步都伴隨著阻尼振動(dòng)，最終停止在所定位置。也就是說，相對(duì)于停止位置經(jīng)過多次向前過頭和后退過頭后最終完全停止。如果步進(jìn)電機(jī)低速旋轉(zhuǎn)，則這種阻尼振動(dòng)可能會(huì)引起振動(dòng)和噪聲。通過減小步距角可以減少阻尼振動(dòng)，通過微步驅(qū)動(dòng)可以降低低速范圍的振動(dòng)和噪聲。

　　微型步進(jìn)電機(jī)在以上工作原理的驅(qū)動(dòng)下，工作步驟會(huì)劃分為以下步驟：

　　電路輸入脈沖信號(hào)。控制器或驅(qū)動(dòng)器向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)，每個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。

　　電機(jī)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電路輸入一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，通常為1.8度或0.9度。轉(zhuǎn)動(dòng)的方向取決于電路輸入的脈沖信號(hào)是正脈沖還是反脈沖。

　　步進(jìn)電機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)需要調(diào)整脈沖信號(hào)的頻率和方向，以便精確控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度和速度。

　　停止。當(dāng)不再輸入脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。

　　總的來說，步進(jìn)電機(jī)的工作方式是通過不斷輸入電脈沖信號(hào)來控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度和速度，從而實(shí)現(xiàn)精確的位置控制和運(yùn)動(dòng)控制。