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：

1、電機伺服系統(tǒng)中經(jīng)常要用到位置傳感器，旋轉變壓器或感應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，如旋轉變壓器粗精耦合方式；對于有限轉角的絕對位置伺服系統(tǒng)，也有使用多極磁阻旋轉變壓器或多極旋轉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》中提及的雙速旋轉變壓器中的32對極精機。旋轉變壓器粗精耦合方式一般有以下幾種形式：一對極旋轉變壓器和多極旋轉變壓器耦合、一對極旋轉變壓器和多極感應同步器耦合、一對極感應同步器和多極感應同步器耦合、一對極旋轉變壓器和多極磁阻旋轉變壓器耦合、一對極磁阻旋轉變壓器和多極磁阻旋轉變壓器耦合。

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有測角傳感器，粗通道未設測角傳感器，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)碼由最大值轉入最小值(過零)開始重新計數(shù)時，可逆計數(shù)器加1；當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，來解決上述技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述現(xiàn)有技術中的技術問題，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聯(lián)輔助軸的兩端分別可旋轉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聯(lián)輔助軸在限位座上方的頂端均固定連接有磁鐵；

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

7、在進一步的技術方案中，所述關聯(lián)輔助軸的數(shù)量為兩組，分別為第一關聯(lián)輔助軸和第二關聯(lián)輔助軸，所述電機輔助軸與第一關聯(lián)輔助軸之間以及所述第一關聯(lián)輔助軸和第二關聯(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，分別固定套設在電機輔助軸、第一關聯(lián)輔助軸和第二關聯(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、在進一步的技術方案中，所述第一齒輪和雙聯(lián)齒輪a之間設有至少一個雙聯(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均通過轉軸可旋轉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、在進一步的技術方案中，所述電機輔助軸和關聯(lián)輔助軸在限位座上方的頂端均固定套設有安裝座，所述磁鐵固定安裝在安裝座上。

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

13、在進一步的技術方案中，所述底座和限位座之間設置有多個第一雙頭螺柱，所述限位座和驅動控制板之間設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)，重新上電即可準確得知電機輸出軸的絕對位置，同時，在驅動步進電機的動力輸出軸轉動時，也可以實時獲取電機輸出軸的絕對位置，從而解決了現(xiàn)有技術中電機在斷電狀態(tài)下無法記錄輸出軸絕對位置的技術問題。

技術特征：

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，所述關聯(lián)輔助軸的數(shù)量為兩組，分別為第一關聯(lián)輔助軸(8)和第二關聯(lián)輔助軸(9)，所述電機輔助軸(4)與第一關聯(lián)輔助軸(8)之間以及所述第一關聯(lián)輔助軸(8)和第二關聯(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)，分別固定套設在電機輔助軸(4)、第一關聯(lián)輔助軸(8)和第二關聯(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)均通過轉軸可旋轉安裝的在底座(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)和關聯(lián)輔助軸在限位座(3)上方的頂端均固定套設有安裝座(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)之間設置有多個第一雙頭螺柱(16)，所述限位座(3)和驅動控制板(6)之間設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，所述驅動控制板(6)通過螺絲螺紋連接在第二雙頭螺柱(17)上。

技術總結
本發(fā)明涉及電機控制技術領域，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聯(lián)輔助軸，限位座安裝在底座的上方，電機輔助軸和關聯(lián)輔助軸的兩端分別可旋轉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聯(lián)輔助軸依次傳動連接，電機輔助軸和關聯(lián)輔助軸的頂端設有磁鐵；驅動控制模塊，包括驅動控制板和磁感應芯片，驅動控制板安裝在限位座的上方，步進電機和磁感應芯片均與驅動控制板電連接，磁感應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。

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