本發(fā)明屬于電機控制，具體涉及一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置。

背景技術(shù)：

1、電機伺服系統(tǒng)中經(jīng)常要用到位置傳感器，旋轉(zhuǎn)變壓器或感應(yīng)同步器是其中常用的位置傳感器。在絕對位置伺服系統(tǒng)中，一般通過雙通道測角系統(tǒng)獲得絕對位置信息，如旋轉(zhuǎn)變壓器粗精耦合方式；對于有限轉(zhuǎn)角的絕對位置伺服系統(tǒng)，也有使用多極磁阻旋轉(zhuǎn)變壓器或多極旋轉(zhuǎn)變壓器作為絕對位置傳感器的情況，如《高精度擺動掃描電機與控制系統(tǒng)研究》中提及的雙速旋轉(zhuǎn)變壓器中的32對極精機。旋轉(zhuǎn)變壓器粗精耦合方式一般有以下幾種形式：一對極旋轉(zhuǎn)變壓器和多極旋轉(zhuǎn)變壓器耦合、一對極旋轉(zhuǎn)變壓器和多極感應(yīng)同步器耦合、一對極感應(yīng)同步器和多極感應(yīng)同步器耦合、一對極旋轉(zhuǎn)變壓器和多極磁阻旋轉(zhuǎn)變壓器耦合、一對極磁阻旋轉(zhuǎn)變壓器和多極磁阻旋轉(zhuǎn)變壓器耦合。

2、《慣性器件》上冊第289-295頁對雙通道測角系統(tǒng)進行了詳細的闡述，提到全角測量有3種方案，其中的第二種方案是精通道設(shè)有測角傳感器，粗通道未設(shè)測角傳感器，粗通道的讀數(shù)是依靠精通道的信息借助可逆計數(shù)器來形成。當(dāng)精通道測角傳感器完成一個編碼周期進入下一個編碼周期，即寄存器的數(shù)碼由最大值轉(zhuǎn)入最小值(過零)開始重新計數(shù)時，可逆計數(shù)器加1；當(dāng)精通道測角傳感器沒有完成一個編碼周期退回到前一個編碼周期，即寄存器沒有填滿便退回最小值(過零)轉(zhuǎn)為寄存最大碼值時，可逆計數(shù)器減1，將寄存器和可逆計數(shù)器的計數(shù)耦合便得到第二方案的全角編碼。第二種方案由于無粗通道測角傳感器，其粗通道的讀數(shù)是累積精通道測角傳感器角度信息的增量，它不需要粗精計數(shù)耦合糾錯，但是，也正因此它給不出絕對零點位置，當(dāng)需要從某一絕對零點位置開始測量時，需要增加一個零位指示裝置，從零位開始測量時，零位指示裝置發(fā)出一個脈沖，將粗通道計數(shù)清零，并開始計數(shù)。第二種方案的另一個缺點是它沒有恢復(fù)能力，一旦斷電，需要一切從頭開始。

3、因此，我們提出一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，來解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，包括：

4、步進電機，所述步進電機的尾端設(shè)有底座；

5、分級角度檢測機械裝置，包括限位座、電機輔助軸和至少兩組關(guān)聯(lián)輔助軸，所述限位座安裝在底座的上方，所述電機輔助軸和關(guān)聯(lián)輔助軸的兩端分別可旋轉(zhuǎn)的安裝在底座和限位座上，所述電機輔助軸貫穿底座并與步進電機的輸出軸連接，所述電機輔助軸與多個關(guān)聯(lián)輔助軸依次通過不同齒數(shù)比的輔助齒輪傳動連接，所述電機輔助軸和關(guān)聯(lián)輔助軸在限位座上方的頂端均固定連接有磁鐵；

6、驅(qū)動控制模塊，包括驅(qū)動控制板和磁感應(yīng)芯片，所述驅(qū)動控制板安裝在限位座的上方，所述步進電機和磁感應(yīng)芯片均與驅(qū)動控制板電連接，所述磁感應(yīng)芯片的數(shù)量與電機輔助軸和關(guān)聯(lián)輔助軸的總數(shù)相同，分別安裝在電機輔助軸和關(guān)聯(lián)輔助軸的磁鐵的上方。

7、在進一步的技術(shù)方案中，所述關(guān)聯(lián)輔助軸的數(shù)量為兩組，分別為第一關(guān)聯(lián)輔助軸和第二關(guān)聯(lián)輔助軸，所述電機輔助軸與第一關(guān)聯(lián)輔助軸之間以及所述第一關(guān)聯(lián)輔助軸和第二關(guān)聯(lián)輔助軸之間分別通過不同齒數(shù)比的輔助齒輪傳動連接。

8、在進一步的技術(shù)方案中，所述輔助齒輪包括第一齒輪、雙聯(lián)齒輪a和第二齒輪，分別固定套設(shè)在電機輔助軸、第一關(guān)聯(lián)輔助軸和第二關(guān)聯(lián)輔助軸上，所述第一齒輪與雙聯(lián)齒輪a的主齒輪相嚙合，所述雙聯(lián)齒輪a的副齒輪與第二齒輪相嚙合，且所述第一齒輪、雙聯(lián)齒輪a的主齒輪和第二齒輪的齒數(shù)比依次增大。

9、在進一步的技術(shù)方案中，所述第一齒輪和雙聯(lián)齒輪a之間設(shè)有至少一個雙聯(lián)齒輪b，所述雙聯(lián)齒輪a和第二齒輪之間設(shè)有至少一個雙聯(lián)齒輪c，所述雙聯(lián)齒輪b和雙聯(lián)齒輪c均通過轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)安裝的在底座和限位座之間，所述雙聯(lián)齒輪b的主齒輪和副齒輪分別與第一齒輪和雙聯(lián)齒輪a的主齒輪相嚙合，所述雙聯(lián)齒輪c的主齒輪和副齒輪分別與雙聯(lián)齒輪a的副齒輪和第二齒輪相嚙合。

10、在進一步的技術(shù)方案中，所述第一齒輪、雙聯(lián)齒輪b、雙聯(lián)齒輪a、雙聯(lián)齒輪c和第二齒輪按照從內(nèi)到外的螺旋進行布置。

11、在進一步的技術(shù)方案中，所述電機輔助軸和關(guān)聯(lián)輔助軸在限位座上方的頂端均固定套設(shè)有安裝座，所述磁鐵固定安裝在安裝座上。

12、在進一步的技術(shù)方案中，所述安裝座的頂面開設(shè)有圓形凹槽，所述磁鐵固定安裝在圓形凹槽內(nèi)。

13、在進一步的技術(shù)方案中，所述底座和限位座之間設(shè)置有多個第一雙頭螺柱，所述限位座和驅(qū)動控制板之間設(shè)置有多個第二雙頭螺柱，所述第一雙頭螺柱螺紋連接在底座上，所述第二雙頭螺柱穿過孔洞與第一雙頭螺柱螺紋連接，所述驅(qū)動控制板通過螺絲螺紋連接在第二雙頭螺柱上。

14、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

15、本發(fā)明通過步進電機、分級角度檢測機械裝置和驅(qū)動控制模塊的組合，實現(xiàn)了斷電后無需保存任何參數(shù)，重新上電即可準(zhǔn)確得知電機輸出軸的絕對位置，同時，在驅(qū)動步進電機的動力輸出軸轉(zhuǎn)動時，也可以實時獲取電機輸出軸的絕對位置，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中電機在斷電狀態(tài)下無法記錄輸出軸絕對位置的技術(shù)問題。

技術(shù)特征：

1.一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，其特征在于，所述關(guān)聯(lián)輔助軸的數(shù)量為兩組，分別為第一關(guān)聯(lián)輔助軸(8)和第二關(guān)聯(lián)輔助軸(9)，所述電機輔助軸(4)與第一關(guān)聯(lián)輔助軸(8)之間以及所述第一關(guān)聯(lián)輔助軸(8)和第二關(guān)聯(lián)輔助軸(9)之間分別通過不同齒數(shù)比的輔助齒輪傳動連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，其特征在于，所述輔助齒輪包括第一齒輪(10)、雙聯(lián)齒輪a(11)和第二齒輪(12)，分別固定套設(shè)在電機輔助軸(4)、第一關(guān)聯(lián)輔助軸(8)和第二關(guān)聯(lián)輔助軸(9)上，所述第一齒輪(10)與雙聯(lián)齒輪a(11)的主齒輪相嚙合，所述雙聯(lián)齒輪a(11)的副齒輪與第二齒輪(12)相嚙合，且所述第一齒輪(10)、雙聯(lián)齒輪a(11)的主齒輪和第二齒輪(12)的齒數(shù)比依次增大。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，其特征在于，所述第一齒輪(10)和雙聯(lián)齒輪a(11)之間設(shè)有至少一個雙聯(lián)齒輪b(13)，所述雙聯(lián)齒輪a(11)和第二齒輪(12)之間設(shè)有至少一個雙聯(lián)齒輪c(14)，所述雙聯(lián)齒輪b(13)和雙聯(lián)齒輪c(14)均通過轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)安裝的在底座(2)和限位座(3)之間，所述雙聯(lián)齒輪b(13)的主齒輪和副齒輪分別與第一齒輪(10)和雙聯(lián)齒輪a(11)的主齒輪相嚙合，所述雙聯(lián)齒輪c(14)的主齒輪和副齒輪分別與雙聯(lián)齒輪a(11)的副齒輪和第二齒輪(12)相嚙合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，其特征在于，所述第一齒輪(10)、雙聯(lián)齒輪b(13)、雙聯(lián)齒輪a(11)、雙聯(lián)齒輪c(14)和第二齒輪(12)按照從內(nèi)到外的螺旋進行布置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，其特征在于，所述電機輔助軸(4)和關(guān)聯(lián)輔助軸在限位座(3)上方的頂端均固定套設(shè)有安裝座(15)，所述磁鐵(5)固定安裝在安裝座(15)上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，其特征在于，所述安裝座(15)的頂面開設(shè)有圓形凹槽，所述磁鐵(5)固定安裝在圓形凹槽內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，其特征在于，所述底座(2)和限位座(3)之間設(shè)置有多個第一雙頭螺柱(16)，所述限位座(3)和驅(qū)動控制板(6)之間設(shè)置有多個第二雙頭螺柱(17)，所述第一雙頭螺柱(16)螺紋連接在底座(2)上，所述第二雙頭螺柱(17)穿過孔洞與第一雙頭螺柱(16)螺紋連接，所述驅(qū)動控制板(6)通過螺絲螺紋連接在第二雙頭螺柱(17)上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種用于在無源狀態(tài)下監(jiān)測電機輸出軸絕對位置的裝置，包括：步進電機，尾端設(shè)有底座；分級角度檢測機械裝置，包括限位座、電機輔助軸和至少兩組關(guān)聯(lián)輔助軸，限位座安裝在底座的上方，電機輔助軸和關(guān)聯(lián)輔助軸的兩端分別可旋轉(zhuǎn)安裝在底座和限位座上，電機輔助軸貫穿底座并與步進電機的輸出軸連接，電機輔助軸與多個關(guān)聯(lián)輔助軸依次傳動連接，電機輔助軸和關(guān)聯(lián)輔助軸的頂端設(shè)有磁鐵；驅(qū)動控制模塊，包括驅(qū)動控制板和磁感應(yīng)芯片，驅(qū)動控制板安裝在限位座的上方，步進電機和磁感應(yīng)芯片均與驅(qū)動控制板電連接，磁感應(yīng)芯片安裝在磁鐵的上方。本發(fā)明實現(xiàn)了在斷電狀態(tài)下記錄電機輸出軸絕對位置的功能。

技術(shù)研發(fā)人員：吳青松
受保護的技術(shù)使用者：北京七特科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18