本實(shí)用新型涉及一種新型伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)隨著微處理器、新型數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可完全由軟件進(jìn)行。伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推出各自的伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器，并不斷完善和更新。伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能數(shù)控的主要發(fā)展方向，現(xiàn)有世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的伺服系統(tǒng)采用的是全數(shù)字控制正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。伺服驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服在額定速度范圍以內(nèi)，其轉(zhuǎn)矩很穩(wěn)定，其工作方式是由伺服電機(jī)自帶的位置傳感器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，并根據(jù)其反饋信號(hào)判斷有無(wú)失步，從而進(jìn)行補(bǔ)充，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。

另一方面，目前伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)使用在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上的規(guī)模越來(lái)越大，數(shù)控設(shè)備大部分均采用伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其功率趨向大型化，為獲得合適的轉(zhuǎn)速和扭距，通常采用電機(jī)加上減速或者增速裝置的方式。因此有伺服用減速機(jī)，或者增速機(jī)。但是機(jī)械的減速或者增速裝置，因?yàn)橹圃旌桶l(fā)熱等原因存在傳動(dòng)的間隙和機(jī)械變形。因此導(dǎo)致精密的閉環(huán)伺服控制變成了開(kāi)環(huán)控制，而且隨傳動(dòng)鏈增加而加大，甚至有可能因?yàn)閭鲃?dòng)鏈故障而完全失控，滿足不了精密控制力矩，速度，精度以及降低成本的要求。除此之外，由于不同的控制和運(yùn)動(dòng)需要不同型號(hào)的電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)完成，因此電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)以及控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)種類十分繁雜，為了降低電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)成本和應(yīng)用難度，采用通用兼容性的伺服電動(dòng)機(jī)顯的尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、科學(xué)便利、針對(duì)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、適用范圍廣、操作方便、安全性高、可靠性好，能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)控制指令的要求，消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的誤差，解決了伺服控制力矩，速度，精度和降低成本方面的要求。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：

一種新型伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括伺服電機(jī)、電機(jī)安裝板和固定架，伺服電機(jī)設(shè)置于電機(jī)安裝板的底部，伺服電機(jī)內(nèi)設(shè)有傳感器組件，傳感器組件包括測(cè)速傳感器組件和位置傳感器組件，位置傳感器組件和速度傳感器組件均安裝于伺服電機(jī)的內(nèi)壁上，伺服電機(jī)的輸出端設(shè)有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器連接有驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸連接有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)箱、傳動(dòng)錐齒輪和傳動(dòng)軸，傳動(dòng)箱固定安裝于固定架上，傳動(dòng)錐齒輪包括主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪，主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪均位于傳動(dòng)箱內(nèi)，主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪安裝于驅(qū)動(dòng)軸的端部，從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪安裝于傳動(dòng)軸的端部，主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪相匹配。通過(guò)設(shè)置測(cè)速傳感器組件和位置傳感器組件，可以精確地檢測(cè)出當(dāng)前伺服電機(jī)的輸出端的速度、旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)位置，調(diào)整電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)伺服控制，能夠準(zhǔn)確滿足控制指令的要求，消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的誤差，解決伺服控制力矩，速度，精度和降低成本方面的要求。

進(jìn)一步，測(cè)速傳感器組件包括測(cè)速探頭、測(cè)速線圈、測(cè)速整形放大器和測(cè)速脈沖器，測(cè)速探頭包括第一測(cè)速探頭和第二測(cè)速探頭，測(cè)速線圈包括第一測(cè)速線圈和第二測(cè)速線圈，第一測(cè)速探頭和第二測(cè)速探頭均設(shè)置于伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外圓周上，第一測(cè)速線圈的一端連接第一測(cè)速探頭，第一測(cè)速線圈的另一端連接測(cè)速整形放大器，測(cè)速整形放大器連接測(cè)速脈沖器，第二測(cè)速線圈的一端連接第二測(cè)速探頭，第二測(cè)速線圈的另一端連接測(cè)速整形放大器。該測(cè)速傳感器組件采用電磁感應(yīng)原理，在被測(cè)軸端安裝一個(gè)軟磁性鐵質(zhì)齒輪，齒輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)，在齒輪的外圓周安裝第一測(cè)速探頭和第二測(cè)速探頭，兩個(gè)探頭由一個(gè)圓柱形永磁體鐵芯與線圈組成，線圈繞在鐵芯上，當(dāng)齒輪的齒對(duì)著探頭時(shí)，鐵芯的磁通變大，當(dāng)齒輪的齒槽對(duì)著探頭時(shí)，鐵芯的磁通變小。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，鐵芯的磁通周期變化，在探頭磁通增大時(shí)線圈輸出正脈沖，在探頭磁通減小時(shí)線圈輸出負(fù)脈沖，經(jīng)整形放大器輸出方波脈沖信號(hào)，探頭每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒就輸出一個(gè)方波脈沖，脈沖頻率與齒輪轉(zhuǎn)速成正比，從而達(dá)到精確測(cè)量出伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，該測(cè)速傳感器組件結(jié)果簡(jiǎn)單，對(duì)溫度變化等環(huán)境條件要求不高，無(wú)需提供電源，工作穩(wěn)定可靠。

進(jìn)一步，位置傳感器組件包括磁敏元件、前級(jí)放大器、脈沖整形器和磁敏元件電源，磁敏元件設(shè)置于伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外圓周上，磁敏元件連接前級(jí)放大器和磁敏元件電源，前級(jí)放大器連接脈沖整形器。通過(guò)磁敏元件，檢測(cè)出伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置，經(jīng)前級(jí)放大器和脈沖整形器輸出脈沖信號(hào)，從而達(dá)到精確測(cè)量出伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置。

進(jìn)一步，磁敏元件包括管座、管殼、磁敏電阻、絕緣基片和永磁塊，管座的上端連接管殼，管座的下端連接有引腳，引腳連接前級(jí)放大器和磁敏元件電源，永磁塊設(shè)置于管座上，永磁塊上設(shè)有絕緣基片，絕緣基片上設(shè)有磁敏電阻。

進(jìn)一步，磁敏電阻包括第一磁敏電阻和第二磁敏電阻，第一磁敏電阻設(shè)置于絕緣基片的一側(cè)，第二磁敏電阻設(shè)置于絕緣基片的另一側(cè)。

進(jìn)一步，傳動(dòng)軸的兩端設(shè)有固定安裝座。通過(guò)設(shè)置固定安裝座，使傳動(dòng)軸很好地安裝于固定架上。

進(jìn)一步，傳動(dòng)軸的兩端設(shè)有直齒輪。通過(guò)設(shè)置直齒輪連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖中未畫(huà)出)，從而使伺服電機(jī)更好地驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，更加精確地完成相關(guān)工作。

進(jìn)一步，電機(jī)安裝板和固定架之間至少設(shè)有4根安裝立柱。通過(guò)設(shè)置安裝立柱，使伺服電機(jī)更好地安裝于固定架的下方。

由于采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

本實(shí)用新型為一種新型伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、科學(xué)便利、針對(duì)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、適用范圍廣、操作方便、安全性高、可靠性好，通過(guò)設(shè)置測(cè)速傳感器組件和位置傳感器組件，可以精確地檢測(cè)出當(dāng)前伺服電機(jī)的輸出端的速度、旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)位置，調(diào)整電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)伺服控制，能夠準(zhǔn)確滿足控制指令的要求，消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的誤差，解決伺服控制力矩，速度，精度和降低成本方面的要求。

該測(cè)速傳感器組件采用電磁感應(yīng)原理，在被測(cè)軸端安裝一個(gè)軟磁性鐵質(zhì)齒輪，齒輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)，在齒輪的外圓周安裝第一測(cè)速探頭和第二測(cè)速探頭，兩個(gè)探頭由一個(gè)圓柱形永磁體鐵芯與線圈組成，線圈繞在鐵芯上，當(dāng)齒輪的齒對(duì)著探頭時(shí)，鐵芯的磁通變大，當(dāng)齒輪的齒槽對(duì)著探頭時(shí)，鐵芯的磁通變小。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，鐵芯的磁通周期變化，在探頭磁通增大時(shí)線圈輸出正脈沖，在探頭磁通減小時(shí)線圈輸出負(fù)脈沖，經(jīng)整形放大器輸出方波脈沖信號(hào)，探頭每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒就輸出一個(gè)方波脈沖，脈沖頻率與齒輪轉(zhuǎn)速成正比，從而達(dá)到精確測(cè)量出伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，該測(cè)速傳感器組件結(jié)果簡(jiǎn)單，對(duì)溫度變化等環(huán)境條件要求不高，無(wú)需提供電源，工作穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型中一種新型伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中傳感器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中磁敏元件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-伺服電機(jī)；2-電機(jī)安裝板；3-固定架；4-聯(lián)軸器；5-驅(qū)動(dòng)軸；6-傳動(dòng)箱；7-傳動(dòng)軸；8-主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪；9-從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪；10-測(cè)速整形放大器；11-測(cè)速脈沖器；12-第一測(cè)速探頭；13-第二測(cè)速探頭；14-第一測(cè)速線圈；15-第二測(cè)速線圈；16-轉(zhuǎn)子；17-磁敏元件；18-前級(jí)放大器；19-脈沖整形器；20-磁敏元件電源；21-管座；22-管殼；23-絕緣基片；24-永磁塊；25-引腳；26-第一磁敏電阻；27-第二磁敏電阻；28-固定安裝座；29-直齒輪；30-安裝立柱。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖4所示，一種新型伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括伺服電機(jī)1、電機(jī)安裝板2和固定架3，伺服電機(jī)1設(shè)置于電機(jī)安裝板2的底部，伺服電機(jī)1內(nèi)設(shè)有傳感器組件，傳感器組件包括測(cè)速傳感器組件和位置傳感器組件，位置傳感器組件和速度傳感器組件均安裝于伺服電機(jī)1的內(nèi)壁上，伺服電機(jī)1的輸出端設(shè)有聯(lián)軸器4，聯(lián)軸器4連接有驅(qū)動(dòng)軸5，驅(qū)動(dòng)軸5連接有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)箱6、傳動(dòng)錐齒輪和傳動(dòng)軸7，傳動(dòng)箱6固定安裝于固定架3上，傳動(dòng)錐齒輪包括主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪8和從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪9，主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪8和從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪9均位于傳動(dòng)箱6內(nèi)，主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪8安裝于驅(qū)動(dòng)軸5的端部，從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪9安裝于傳動(dòng)軸7的端部，主動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪8和從動(dòng)傳動(dòng)錐齒輪9相匹配。通過(guò)設(shè)置測(cè)速傳感器組件和位置傳感器組件，可以精確地檢測(cè)出當(dāng)前伺服電機(jī)1的輸出端的速度、旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)位置，調(diào)整電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)伺服控制，能夠準(zhǔn)確滿足控制指令的要求，消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的誤差，解決伺服控制力矩，速度，精度和降低成本方面的要求。

測(cè)速傳感器組件包括測(cè)速探頭、測(cè)速線圈、測(cè)速整形放大器10和測(cè)速脈沖器11，測(cè)速探頭包括第一測(cè)速探頭12和第二測(cè)速探頭13，測(cè)速線圈包括第一測(cè)速線圈14和第二測(cè)速線圈15，第一測(cè)速探頭12和第二測(cè)速探頭13均設(shè)置于伺服電機(jī)1的轉(zhuǎn)子16的外圓周上，第一測(cè)速線圈14的一端連接第一測(cè)速探頭12，第一測(cè)速線圈14的另一端連接測(cè)速整形放大器10，測(cè)速整形放大器10連接測(cè)速脈沖器11，第二測(cè)速線圈15的一端連接第二測(cè)速探頭13，第二測(cè)速線圈15的另一端連接測(cè)速整形放大器10。該測(cè)速傳感器組件采用電磁感應(yīng)原理，在被測(cè)軸端安裝一個(gè)軟磁性鐵質(zhì)齒輪，齒輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子16同軸旋轉(zhuǎn)，在齒輪的外圓周安裝第一測(cè)速探頭12和第二測(cè)速探頭13，兩個(gè)探頭由一個(gè)圓柱形永磁體鐵芯與線圈組成，線圈繞在鐵芯上，當(dāng)齒輪的齒對(duì)著探頭時(shí)，鐵芯的磁通變大，當(dāng)齒輪的齒槽對(duì)著探頭時(shí)，鐵芯的磁通變小。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，鐵芯的磁通周期變化，在探頭磁通增大時(shí)線圈輸出正脈沖，在探頭磁通減小時(shí)線圈輸出負(fù)脈沖，經(jīng)整形放大器輸出方波脈沖信號(hào)，探頭每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒就輸出一個(gè)方波脈沖，脈沖頻率與齒輪轉(zhuǎn)速成正比，從而達(dá)到精確測(cè)量出伺服電機(jī)1的輸出轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，該測(cè)速傳感器組件結(jié)果簡(jiǎn)單，對(duì)溫度變化等環(huán)境條件要求不高，無(wú)需提供電源，工作穩(wěn)定可靠。

位置傳感器組件包括磁敏元件17、前級(jí)放大器18、脈沖整形器19和磁敏元件電源20，磁敏元件17設(shè)置于伺服電機(jī)1的轉(zhuǎn)子16的外圓周上，磁敏元件17連接前級(jí)放大器18和磁敏元件電源20，前級(jí)放大器18連接脈沖整形器19。磁敏元件17包括管座21、管殼22、磁敏電阻、絕緣基片23和永磁塊24，管座21的上端連接管殼22，管座21的下端連接有引腳25，引腳25連接前級(jí)放大器18和磁敏元件電源20，永磁塊24設(shè)置于管座21上，永磁塊24上設(shè)有絕緣基片23，絕緣基片23上設(shè)有磁敏電阻。磁敏電阻包括第一磁敏電阻26和第二磁敏電阻27，第一磁敏電阻26設(shè)置于絕緣基片23的一側(cè)，第二磁敏電阻27設(shè)置于絕緣基片23的另一側(cè)。通過(guò)磁敏元件17，檢測(cè)出伺服電機(jī)1的轉(zhuǎn)子16的位置，經(jīng)前級(jí)放大器18和脈沖整形器19輸出脈沖信號(hào)，從而達(dá)到精確測(cè)量出伺服電機(jī)1的轉(zhuǎn)子16的位置。

傳動(dòng)軸7的兩端設(shè)有固定安裝座28。通過(guò)設(shè)置固定安裝座28，使傳動(dòng)軸7很好地安裝于固定架3上。

傳動(dòng)軸7的兩端設(shè)有直齒輪29。通過(guò)設(shè)置直齒輪29連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)(圖中未畫(huà)出)，從而使伺服電機(jī)1更好地驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，更加精確地完成相關(guān)工作。

電機(jī)安裝板2和固定架3之間至少設(shè)有4根安裝立柱30。通過(guò)設(shè)置安裝立柱30，使伺服電機(jī)1更好地安裝于固定架3的下方。

以上僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本實(shí)用新型為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出地簡(jiǎn)單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。