CN102354253A

CN102354253A - 转动行程超过360度的限位装置

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Publication number: CN102354253A
Application number: CN2011101988912A
Authority: CN
Inventors: 毛建; 周世纪; 魏贵玲; 王斌; 邓劲松
Original assignee: CETC 26 Research Institute
Current assignee: CETC 26 Research Institute
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2031-07-15
Also published as: CN102354253B

Abstract

一种转动行程超过360度的限位装置，包括环状的固定座和转轴，转轴穿过固定座中部孔，固定座同一面上沿圆周安装有顺限位行程开关、逆限位行程开关和区域开关，顺限位行程开关和逆限位行程开关为开口朝向转轴的“U”形结构，转轴上安装有行程开关挡片，转轴旋转时，行程开关挡片横穿过顺限位行程开关、逆限位行程开关的“U”形开口，转轴上还安装有一个随动盘，随动盘上设置一个拨杆，该拨杆带动安装在固定座上的区域开关挡片旋入或旋出区域开关的“U”形开口。转轴向某个方向转动，遇到硬件限位时停止动作，然后朝相反方向转动，该装置在伺服系统中使用，硬件限位可靠，还具有结构简单、体积小，能够在一些有体积限制的伺服系统上使用。

Description

转动行程超过360度的限位装置

技术领域

本发明涉及限位装置，尤其是用于转动行程大于360度的硬件限位装置，提高伺服系统的安全性和可靠性。

背景技术

在通用伺服系统中，伺服转轴限位装置包括软件、硬件限位保护装置，当转轴转动角度超过360度时，软件限位实现起来相对容易，当软件失效时硬件限位就变得非常重要。如果硬件限位不可靠，一旦伺服系统“飞车”，严重时会将伺服系统上的任务设备电缆切断，这种后果非常严重。

通用的转动行程超过360度的硬件限位设计有两种：一种是利用滑环的方式来实现转轴无限圈转动；二是采取减速器减速的方式将旋转的圈数控制在一圈内。上述两种限位都有一定的缺陷，滑环方式成本较高、滑环对通过的信号有严格要求，在某些有体积限制的伺服系统上无法使用；而减速器方式的结构复杂、体积大、成本较高，要求有足够大的空间来布置减速器，在某些有体积限制的伺服系统上无法使用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种性能可靠、结构简单、体积小的转动行程超过360度的限位装置。

本发明解决上述问题的技术手段是这样的：一种转动行程超过360度的限位装置,其特征在于，包括环状的固定座和转轴，所述转轴穿过所述固定座中部孔，在所述固定座同一面上沿圆周安装有顺限位行程开关、逆限位行程开关和区域开关，所述顺限位行程开关和逆限位行程开关为开口朝向所述转轴的“U”形结构，所述转轴上安装有行程开关挡片，转轴旋转时，行程开关挡片横穿过所述顺限位行程开关、逆限位行程开关的“U”形开口，在转轴上还安装有一个随动盘，该随动盘上设置一个拨杆，该拨杆带动安装在所述固定座上的区域开关挡片旋入或旋出所述区域开关的“U”形开口。

所述顺限位行程开关、逆限位行程开关和区域开关都为无接触式的光电开关。

所述区域开关通过安装座安装在所述固定座上，该安装座靠近所述转轴端的上部安装一个槽轮机构，所述区域开关挡片固定安装在该槽轮机构边缘，在所述槽轮机构上设置有滑道，所述随动盘上的拨杆卡入该滑道，并沿着滑道滑行，带动所述槽轮机构旋转，该槽轮机构带动区域开关挡片旋入或旋出所述区域开关的“U”形开口。

所述区域开关挡片为圆环形的一段。

包括环状的固定座和转轴，所述转轴穿过所述固定座中部孔，在所述固定座同一面上沿圆周安装有顺限位行程开关、逆限位行程开关和两个区域开关，所述两个区域开关位于顺限位行程开关、逆限位行程开关之间，所述顺限位行程开关、逆限位行程开关都是开口朝向所述转轴的“U”形结构，所述转轴旋转，其上安装的行程开关挡片横穿过所述顺限位行程开关、逆限位行程开关和两个区域开关的“U”形开口。

所述顺限位行程开关、逆限位行程开关和两个区域开关都为无接触式的光电开关。

相比现有技术，本发明的积极效果是：

1、转轴向某个方向转动，遇到硬件限位时停止动作，然后朝相反方向转动，该装置在伺服系统中使用，硬件限位可靠，提高了伺服系统的安全性和可靠性。

2、该装置还具有结构简单、体积小，能够在一些有体积限制的伺服系统上使用，且具有成本低的优点，便于推广使用。

附图说明

图1本发明的第一实施例的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3本发明的第二实施例的区域开关、顺限位行程开关和逆限位行程开关安装位置关系示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1，如图1和图2所示，转动行程超过360度的限位装置,包括圆环状的固定座7和转轴8，该转轴8穿过固定座7中部孔安装，在固定座7的同一面上沿圆周均布置顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和安装有区域开关1的安装座11，顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和区域开关1都为开口朝向转轴8的“U”形结构，且顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和区域开关1都为无接触式的光电开关。

在转轴8上安装有一个行程开关挡片6，转轴8旋转时，行程开关挡片6横穿过且顺限位行程开关3、逆限位行程开关5。在转轴8上还安装有一个随动盘10，在随动盘10上设置一个垂直于其底面的圆柱形的拨杆9，靠近转轴8端的安装座11上部安装一个槽轮机构4，在该槽轮机构4边缘固定安装区域开关挡片2，该区域开关挡片2为圆环形的一段，在槽轮机构4上还设置有滑道，当随动盘10旋转靠近槽轮机构4，随动盘10底部安装的拨杆9卡入滑道，并沿着滑道滑行，带动槽轮机构4上的区域开关挡片2旋入或旋出区域开关1的“U”形开口。

顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和区域开关1都与伺服系统连接，当转轴8顺时针旋转时，随动盘10旋转靠近槽轮机构4，随动盘10上的拨杆9卡入滑道，并沿着滑道滑行，带动槽轮机构4旋转，此时安装在槽轮机构4上的区域开关挡片2旋出区域开关1的“U”形开口，表示转轴8顺时针旋转，逆限位行程开关5失效，顺限位行程开关3有效，当行程开关挡片6旋转进入顺限位行程开关3的U型口，伺服系统通过顺限位行程开关3感知达到限位行程，此时伺服系统控制电机带动转轴8逆时针方向旋转。

转轴8逆时针方向旋转，随动盘10旋转靠近槽轮机构4，随动盘10上的拨杆9卡入滑道，并沿着滑道滑行，带动槽轮机构4旋转，槽轮机构4上的区域开关挡片2旋入区域开关1的“U”形开口，表示转轴逆时针旋转，此时顺限位行程开关3失效，逆限位行程开关5有效，转轴8继续保持逆时针旋转方向，当行程开关挡片6旋转进入到逆限位行程开关5的U型口，此时控制器接收到控制信号，控制电机带动转轴8顺时针方向旋转，如此反复，实现行程超过360度的限位。

利用上述工作原理，通过逻辑判断，结合伺服系统的转动方向、控制信号、限位信号的融合得到控制伺服系统所需的“行程限位使能信号”逻辑真值表（见表1），实现了转动行程大于360度的行程限位。

表1：限位使能信号真值表，

Figure 2011101988912100002DEST_PATH_IMAGE001

代码说明：

1）方向信号：

a) 代码0表示顺时针转动；

b) 代码1表示逆时针转动；

2）顺限位行程开关3：

a) 代码0表示处于顺时针限位状态；

b) 代码1表示未处于限位状态；

c) 代码x表示处于不确定状态，可以是0或1。

3）逆限位行程开关5：

a) 代码0表示处于逆时针限位状态；

b) 代码1表示未处于限位状态；

c) 代码x表示处于不确定状态，可以是0或1；

4）区域开关1：

a) 代码0表示转动范围处于0～360度区域；

b) 代码1表示转动范围处于0～-360度区域；

5）行程限位使能信号：

a) 代码0表示限位使能；

b) 代码1表示未限位自由状态。

实施例2：

如图3所示，转动行程超过360度的限位装置,包括圆环状的固定座7和转轴8，转轴8穿过固定座7中部孔，在固定座7同一面上沿圆周均布有顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和两个区域开关1，两个区域开关1设置在顺限位行程开关3、逆限位行程开关5两个开关之间，顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和两个区域开关1都是开口朝向转轴8的“U”形结构，顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和两个区域开关1都为无接触式的光电开关，转轴8旋转时，其上安装的行程开关挡片6横穿过顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和的“U”形开口。

顺限位行程开关3、逆限位行程开关5和区域开关1都与伺服系统连接，当电动机带动转轴8顺时针旋转时，行程开关挡片6穿过依次两个区域开关1（如图所示，行程开关挡片6依次穿过C和D）后，系统判断电机带动转轴顺时针旋转，此时，顺限位行程开关3有效，逆限位行程开关5失效，行程开关挡片6旋转到顺限位行程开关3位置，伺服系统判断达到顺时旋转限位行程，伺服系统控制电机带动转轴8逆时针旋转，行程开关挡片6穿过依次两个区域开关1（如图所示，行程开关挡片6依次穿过D和C）后，系统判断电机带动转轴逆时针旋转，此时，顺限位行程开关3失效，逆限位行程开关5有效，转轴8继续逆时针方向旋转，行程开关挡片6旋转到逆限位行程开关5位置时，伺服系统判断达到逆时旋转限位行程，伺服系统控制电机带动转轴8顺时针旋转，如此反复，实现行程超过360度的限位。

利用上述工作原理，通过逻辑判断，结合伺服系统的转动方向、控制信号、限位信号可以得到控制伺服系统所需的“行程限位使能信号”逻辑真值表（与实施例1所列出的真值表原理相同，在此不再赘述），实现了转动行程大于360度的行程限位。

本发明的新型硬件限位装置在伺服控制系统硬件限位中起到非常重要作用。通过采用这种装置，当行程超过360度时，伺服系统向某个方向转动，一旦遇到硬件限位时，伺服系统将停止动作，只能朝相反方向转动。该装置在伺服系统中使用，性能可靠，解决了硬件限位紧急制动的限位共性问题，提高了伺服系统的安全性和可靠性。该装置还具有结构简单、体积小，使得该装置能够在体积受限制的伺服系统上使用，且成本低。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种转动行程超过360度的限位装置,其特征在于，包括环状的固定座（7）和转轴（8），所述转轴（8）穿过所述固定座（7）中部孔，在所述固定座（7）同一面上沿圆周安装顺限位行程开关（3）、逆限位行程开关（5）和区域开关（1），所述顺限位行程开关（3）和逆限位行程开关（5）为开口朝向所述转轴（8）的“U”形结构，所述转轴（8）上安装有行程开关挡片（6），转轴（8）旋转时，行程开关挡片（6）横穿过所述顺限位行程开关（3）、逆限位行程开关（5）的“U”形开口，在转轴（8）上还安装有一个随动盘（10），该随动盘（10）上设置一个拨杆（9），该拨杆（9）带动安装在所述固定座（7）上的区域开关挡片（2）旋入或旋出所述区域开关（1）的“U”形开口。

2.根据权利要求1所述的限位装置,其特征在于，所述顺限位行程开关（3）、逆限位行程开关（5）和区域开关（1）都为无接触式的光电开关。

3.根据权利要求1或2所述的限位装置,其特征在于，所述区域开关（1）通过安装座（11）安装在所述固定座（7）上，该安装座（11）靠近所述转轴（8）端的上部安装一个槽轮机构（4），所述区域开关挡片（2）固定安装在该槽轮机构（4）边缘，在所述槽轮机构（4）上设置有滑道，所述随动盘（10）随所述转轴（8）旋转，该随动盘（10）上的拨杆（9）卡入该滑道，并沿着滑道滑行，带动所述槽轮机构（4）旋转，该槽轮机构（4）带动区域开关挡片（2）旋入或旋出所述区域开关（1）的“U”形开口。

4.根据权利要求3所述的限位装置,其特征在于，所述区域开关挡片（2）为圆环形的一段。

5.一种转动行程超过360度的限位装置,其特征在于，包括环状的固定座（7）和转轴（8），所述转轴（8）穿过所述固定座（7）中部孔，在所述固定座（7）同一面上沿圆周安装有顺限位行程开关（3）、逆限位行程开关（5）和两个区域开关（1），所述两个区域开关（1）位于顺限位行程开关（3）、逆限位行程开关（5）之间，所述顺限位行程开关（3）、逆限位行程开关（5）都是开口朝向所述转轴（8）的“U”形结构，所述转轴（8）旋转，其上安装的行程开关挡片（6）横穿过所述顺限位行程开关（3）、逆限位行程开关（5）和两个区域开关（1）的“U”形开口。

6.根据权利要求5所述的限位装置,其特征在于，所述顺限位行程开关（3）、逆限位行程开关（5）和两个区域开关（1）都为无接触式的光电开关。