一種磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤的設(shè)計方法
【專利摘要】磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤的【技術(shù)領(lǐng)域】是屬于機械制造、智能控制、機器人技術(shù)、自動化控制、電磁【技術(shù)領(lǐng)域】，技術(shù)的主要內(nèi)容是通過多個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，在旋盤上按一定角度的分布，每一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器的行程，定義一步，每一步會推動旋盤旋轉(zhuǎn)一定的角度，這樣就可以按需要旋轉(zhuǎn)的角度，推進幾個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，達到需要的角度。
【專利說明】一種磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤的【技術(shù)領(lǐng)域】是屬于機械制造.智能控制.機器人技術(shù).自動化控制.電磁【技術(shù)領(lǐng)域】，技術(shù)的主要內(nèi)容是通過多個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，在旋盤上按一定角度的分布，每一個單兀磁芯磁保持驅(qū)動器的行程，定義一步，每一步會推動旋盤旋轉(zhuǎn)一定的角度，這樣就可以按需要旋轉(zhuǎn)的角度，推進幾個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，達到需要的角度。
【背景技術(shù)】
[0002]由于數(shù)字技術(shù)的空前的發(fā)展，數(shù)字控制的可控性好，精度高，特別是智能機械設(shè)備和機器人技術(shù)得到空前的發(fā)展，對精確可控的旋轉(zhuǎn)角度有了更高的要求，不但要精度高，速度和加速度快，可靠性好，產(chǎn)品壽命長，故障率要求極低，耗電少，現(xiàn)在常用的產(chǎn)品有2種，
1.伺服電機，2步進電機。伺服電機的優(yōu)點是實現(xiàn)了位置.速度和力矩的閉環(huán)控制，高速性能好，抗過載能力強，低速運行平穩(wěn)，電機加減速的動態(tài)相應(yīng)時間短，發(fā)熱和噪音明顯降低，缺點是耗電大，啟動速度和加速度較慢，要配備十分復(fù)雜的編碼器，體積大，重量重。步進電機的優(yōu)點是1.電機旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)；2.電機停轉(zhuǎn)的時候具有最大的轉(zhuǎn)矩(當繞組激磁時);3.由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復(fù)性；4.優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)；5.由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命；6.電機的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本；7.僅僅將負載直接連接到電機的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。8.由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。缺點是1.如果控制不當容易產(chǎn)生共振；2.難以運轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速。
3.難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩4.體積大5.重量重6.耗電大。7.超過負載時會破壞同步，8.高速工作時會發(fā)出振動和噪聲，9.會失步。所以它們存在共同的缺點，耗電大，加速度和啟動速度慢，體積大，重量重，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。不能滿足高端技術(shù)的要求，比如智能機器人這一方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了滿足一些高端技術(shù)的要求，特別是仿人智能機器人的要求，我們開發(fā)了磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤，1.它體積小，2.因為并行啟動，所以反應(yīng)速度和加速度快，3.比較輕，4.耗電小，5.達到固定點就固定了，6.控制系統(tǒng)簡單，其特征是單元磁芯磁保持驅(qū)動器是有里外殼構(gòu)成，中間繞上漆包線，在驅(qū)動器的兩頭放上鐵片，前面的鐵片的中間有一個圓孔，穿過圓孔的是由磁芯穿過來的驅(qū)動軸，在內(nèi)殼中間放上磁芯，在磁芯的中間安上驅(qū)動軸，驅(qū)動軸穿過鐵片圓孔，驅(qū)動軸的材料是不會被磁鐵吸引的材料，這樣給線圈的引線一個正向脈沖電流，鐵片被磁化成前端S后端N，磁芯的朝向是前S后N，如果磁芯的朝向是前N后S，下面過程反相操作就可以達到同樣的效果，磁芯就會和前面的鐵片相吸引，和后面的鐵片相排斥，所以向前運動，被前面的鐵片吸引住，這時就可以斷電，磁芯處在被前面的鐵片吸住狀態(tài)，驅(qū)動軸處于推進狀態(tài)，如果給線圈一個反向的脈沖電流，鐵片被磁化成前端N后端S，磁芯就和前面的鐵片相斥，和后面的鐵片相互吸引，磁芯就向后運動，被后面的鐵片吸引住，在這種狀態(tài)下驅(qū)動軸處于縮進狀態(tài)，磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤的設(shè)計方法是第一條的橫桿和中心軸是固定死的，其他的橫桿都是和中心軸是活動的，最后的橫桿和旋盤是固定死的，單元磁芯磁保持驅(qū)動器是安裝在兩根橫桿中間，每兩根相隔的橫桿中間都安上一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，根據(jù)設(shè)備的需求安多少個，這樣給其中任何一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器一個正向脈沖電流，單元磁芯磁保持驅(qū)動器的驅(qū)動軸就會向前推進，驅(qū)動軸就會推動前面的橫桿，橫桿就會旋轉(zhuǎn)一個角度，如果同時給每一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器正向脈沖電流，那么磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤就給出最大的旋轉(zhuǎn)角，如果同時給每一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器一個反向脈沖電流，那么磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤給出最小的角度，當你需要多大的旋轉(zhuǎn)角，就啟動多少個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，每一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器的行程定義為一步，每一步推動的旋盤旋轉(zhuǎn)的角度為最小單元角。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]圖1是磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)圖，1.代表旋轉(zhuǎn)盤，2.代表第I條橫桿它是和中心軸連接死的，也是和外部連接的固定桿，3和4代表活動的橫桿，它可以繞中心軸旋動，5是代表最后一條橫桿，它也可以繞中心軸旋動，并且它是和旋轉(zhuǎn)盤固定在一起的，6是代表活動桿上面的軸承,他是套在中心軸上,7是代表中心軸,8.9.10.代表單元磁芯磁保持驅(qū)動器，11代表最后的橫桿和旋轉(zhuǎn)盤的固定點。圖2是單元磁芯磁保持驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖，I是代表單元磁芯磁保持驅(qū)動器的外殼，2是代表單元磁芯磁保持驅(qū)動器的內(nèi)殼，3.4代表鐵片，5是代表磁芯，6是代表線圈，7是代表驅(qū)動軸，8.9是線圈的引線，S.N代表磁鐵的極性。
[0005]實施方案
磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤是要在處理器和編碼器的作用下工作的，當處理器給磁芯磁保持并行步進驅(qū)動器的里面的某一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器一個正向脈沖電壓，通過外圍的電路，就會給這個單元磁芯磁保持驅(qū)動器一個正向脈沖電流，這個單元磁芯磁保持驅(qū)動器就會向前推進，編碼器就會記錄這個單元磁芯磁保持驅(qū)動器的狀態(tài)，當處理器給磁芯磁保持并行步進驅(qū)動器的里面的某一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器一個反向電壓，通過外圍的電路，就會給這個單元磁芯磁保持驅(qū)動器一個反向脈沖電流，這個單元磁芯磁保持驅(qū)動器就會向后縮進，編碼器就會記錄這個單元磁芯磁保持驅(qū)動器的狀態(tài)，并且每個單元磁芯磁保持驅(qū)動器的前端或后端安上傳感器，傳感器的作用是感知到單元磁芯磁保持驅(qū)動器的狀態(tài)是推進狀態(tài)還是收縮狀態(tài)，這樣處理器讀取編碼器的數(shù)據(jù)或根據(jù)傳感器的信息都可以知道當前磁芯磁保持并行步進驅(qū)動器里面的每一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器的狀態(tài)，當工作需要多少旋轉(zhuǎn)角度時，處理器就會根據(jù)目前編碼器或傳感器的狀態(tài)，就會馬上作出決定，同時打開或關(guān)閉幾個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，單元磁芯磁保持驅(qū)動器就會推動各自的橫桿達到并行驅(qū)動的目的，一下子就達到需要的角度，它執(zhí)行的速度之快是現(xiàn)在任何其他設(shè)備不能達到的。
【權(quán)利要求】
1.一種磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤的設(shè)計方法，其特征是，單元磁芯磁保持驅(qū)動器是有里外殼構(gòu)成，中間繞上漆包線，在驅(qū)動器的兩頭放上鐵片，前面的鐵片的中間有一個圓孔，穿過圓孔的是由磁芯穿過來的驅(qū)動軸，在內(nèi)殼中間放上磁芯，在磁芯的中間安上驅(qū)動軸，驅(qū)動軸穿過鐵片圓孔，驅(qū)動軸的材料是不會被磁鐵吸引的材料，這樣給線圈的引線一個正向脈沖電流，鐵片被磁化成前端S后端N，磁芯的朝向是前S后N，如果磁芯的朝向是前N后S，下面過程反相操作就可以達到同樣的效果，磁芯就會和前面的鐵片相吸引，和后面的鐵片相排斥，所以向前運動，被前面的鐵片吸引住，這時就可以斷電，磁芯處在被前面的鐵片吸住狀態(tài)，驅(qū)動軸處于推進狀態(tài)，如果給線圈一個反向的脈沖電流，鐵片被磁化成前端N后端S，磁芯就和前面的鐵片相斥，和后面的鐵片相互吸引，磁芯就向后運動，被后面的鐵片吸引住，在這種狀態(tài)下驅(qū)動軸處于縮進狀態(tài)，磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤的設(shè)計方法是第一條的橫桿和中心軸是固定死的，其他的橫桿都是和中心軸是活動的，最后的橫桿和旋盤是固定死的，單元磁芯磁保持驅(qū)動器是安裝在兩根橫桿中間，每兩根相隔的橫桿中間都安上一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，根據(jù)設(shè)備的需求安多少個，這樣給其中任何一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器一個正向脈沖電流，單元磁芯磁保持驅(qū)動器的驅(qū)動軸就會向前推進，驅(qū)動軸就會推動前面的橫桿，橫桿就會旋轉(zhuǎn)一個角度，如果同時給每一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器正向脈沖電流，那么磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤就給出最大的旋轉(zhuǎn)角，如果同時給每一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器一個反向脈沖電流，那么磁芯磁保持并行步進旋轉(zhuǎn)盤給出最小的角度，當你需要多大的旋轉(zhuǎn)角，就啟動多少個單元磁芯磁保持驅(qū)動器，每一個單元磁芯磁保持驅(qū)動器的行程定義為一步，每一步推動的旋盤旋轉(zhuǎn)的角度為最小單元角。
【文檔編號】H02P8/40GK103441719SQ201310406070
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】胡明建 申請人:胡明建