CN103433934B - 一种外驱磁保持并行步进摆动面的设计方法 - Google Patents

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Abstract

外驱磁保持并行步进摆动面的技术领域，是属于机械制造.智能控制.机器人技术.自动化控制.电磁技术领域，技术的主要内容是通过多个单元磁保持驱动器，首尾相连，排成直线，形成磁保持并行步进驱动器，把3个或3个以上的磁保持并行步进驱动器，安装在固定面的下面，驱动轴通过固定面和上面的摆动面连接，接头是活动的，比如像机械关节，形成一个可以任意方向摆动的面。

Description

一种外驱磁保持并行步进摆动面的设计方法
技术领域
外驱磁保持并行步进摆动面的技术领域，是属于机械制造.智能控制.机器人技术.自动化控制.电磁技术领域，技术的主要内容是通过多个单元磁保持驱动器，首尾相连，排成直线，形成磁保持并行步进驱动器，把3个或3个以上的磁保持并行步进驱动器，安装在固定面的下面，驱动轴通过固定面和上面的摆动面连接，接头是活动的，比如像机械关节，形成一个可以任意方向摆动的面。
背景技术
由于现在的机械大部分都是完成比较简单的功能，所以对机械的灵活度要求都不是很高，但随着技术的发展，机器集成复杂度的提高，人们对机器的要求也越来越高，其中控制机器能随意摆动是机器灵活度的决定性因素，并且随着智能机器人的空前发展，机器人的智能程度.反应速度.灵活度.精度是机器人设计的重中之重，但现在的机器人运动还是比较死板，不灵活，和真人比还有一定的差距，主要的原因是机器人的关节有的只能转动，或只能在某个方向摆动，不能任意的摆动，不能满足高灵活度的机械设计需求，更不能满足智能机器人的要求，人类的手臂比动物的手臂要灵活的多，最重要的原因是人类的手臂摆动的灵活度，比任何动物要灵活的多，现在能设计的摆动面有2种设计方法，一种是用气缸推动摆动面，另一种是用电机带动附件设备，使圆周运动变成直线运动,然后再推动摆动面，这2种方法的优点是力气大，缺点是，个子太大，重量太重，灵活性差，结构复杂，精度一般，反应速度慢，耗电大，控制难度大，根本无法满足高端技术的要求，也无法满足智能机器人的设计要求,所以我们必须发明灵活的摆动面，来满足机器人摆动关节和高灵活度机械设计的要求。
发明内容
由于现在的机械摆动面存在很多的弊端，我们发明外驱磁保持并行步进摆动面，以满足现代高科技下机械运动的灵活度，特别是智能机器人的灵活度，比如机器人战士，如果在其他的条件相同的条件下，如果你的机器人的灵活度没有敌方的灵活高，那么你的机器人只有死路一条，机器人的灵活度最主要是依靠机器人的关节的摆动，在最短的时间内摆动机械臂让它到达预定的位置，外驱磁保持并行步进摆动面的优点是反应速度快，因为是并行的，所以同时进行，只需极小的时间，就能达到你需要的方向和角度，并且耗电极少，因为每一个单元磁保持驱动器完成动作，只需给一个脉冲电流，不要持续供电，大大的增加了机器的电池使用时间，并且它具有控制简单，重量轻，体积小，精度好等。其特征是，单元磁保持驱动器具有给它一个正向脉冲电流，它就会向外推进，给它一个反向脉冲电流，它就会缩进，把它们按需求的个数首尾连接起来，排成直线，加上外壳就构成磁保持并行步进驱动器，这样按照需求的长度，推进或收缩多少个单元磁保持驱动器，就能达到所需长度，把外驱磁保持并行步进摆动面的固定面分成3份，也就是每隔120度安装一个磁保持并行步进驱动器，或吧外驱磁保持并行步进摆动面的固定面分成4份或更多份，把磁保持并行步进驱动器固定在外驱磁保持并行步进摆动面的固定面的平分角的下方，在平分角距离圆心一定距离上面，都有一个圆孔，磁保持并行步进驱动器的驱动轴穿过固定面上的圆孔，在各个驱动轴和摆动面之间的连接是活动的，这样根据摆动面要摆动的方向和角度，只要调节下面各个磁保持并行步进驱动器的长度，也就是调节每一个磁保持并行步进驱动器里面的单元磁保持驱动器推出状态多少个或收缩状态多少个，就把摆动面调到要求的方向和角度。
附图说明
图1是外驱磁保持并行步进摆动面的结构图，1代表摆动面，2代表固定面，3.4.5代表磁保持并行步进驱动器，但不一定就是3个，可以更多个，6.7.8代表驱动轴，9.10.11.12.13.14代表固定点，把磁保持并行步进驱动器固定在固定面上，15.16.17代表固定面上的圆孔，是让驱动轴通过的，18.19.20代表驱动轴和摆动面连接是活动的，比如通过机械关节连接。图2是磁保持并行步进驱动器，1代表外壳，2代表后一个单元磁保持驱动器的驱动轴连接到前一个单元磁保持驱动器的后面，并且是连接死的，3代表最前面的单元磁保持驱动器的驱动轴，是穿过外壳对外做功的，4代表线圈，是绕在单元磁保持驱动器的里面的壳和单元磁保持驱动器的外壳之间，5代表最后一个单元磁保持驱动器和外壳是连接的，并且是连死的，6.7.8.9.10是代表单元磁保持驱动器，这里是按设计需求安多少个单元磁保持驱动器，不一定是五个，11.12.13.14.15.16.17.18.19.20是代表线圈的引线，图3是代表单元磁芯磁保持驱动器的结构图，1是代表单元磁芯磁保持驱动器的外壳，2是代表单元磁芯磁保持驱动器的内壳，3.4代表铁片，5是代表磁芯，6是代表线圈，7是代表驱动轴，8.9是线圈的引线，S.N代表磁铁的极性。图4是单元铁芯磁保持驱动器的结构图，1是代表单元铁芯磁保持驱动器的外壳，2是代表单元铁芯磁保持驱动器的内壳，3.4代表磁铁，5是代表铁芯，6是代表线圈，7是代表驱动轴，8.9是线圈的引线，S.N代表磁铁的极性。图3和图4是2种单元驱动器的不同设计方法，都可以作为单元驱动器使用。
实施方法
外驱磁保持并行步进摆动面是要在处理器和编码器的作用下工作的，当处理器给磁保持并行步进驱动器里面的某一个单元磁保持驱动器一个正向脉冲电压，通过外围的电路，就会给这个单元磁保持驱动器一个正向脉冲电流，这个单元磁保持驱动器就会向前推进，编码器就会记录这个单元磁保持驱动器的状态，当处理器给磁保持并行步进驱动器里面的某一个单元磁保持驱动器一个反向电压，通过外围的电路，就会给这个单元磁保持驱动器一个反向脉冲电流，这个单元磁保持驱动器就会向后缩进，编码器就会记录这个单元磁保持驱动器的状态，，并且每个单元磁保持驱动器的前端或后端安上传感器，传感器的作用是感知到单元磁保持驱动器的状态是推进状态还是收缩状态，这样处理器读取编码器的数据或根据传感器的信息都可以知道当前磁保持并行步进驱动器里面的每一个单元磁保持驱动器的状态，当按照运动需要摆动的方向和角度时，处理器就会根据目前编码器或传感器的状态，就会马上作出决定，同时打开或关闭每一个磁保持并行步进驱动器里面的单元磁保持驱动器推出状态多少个或收缩状态多少个，每一个磁保持并行步进驱动器就会达到需要的长度，这样就可以使磁保持并行步进摆动面处于需要的方向和角度，达到需要的角度和方向所需要的时间之少，是现在任何其他设备不能达到的。

Claims (1)

1.一种外驱磁保持并行步进摆动面的设计方法，其特征是，外驱磁保持并行步进摆动面的推动单元是单元磁保持驱动器，单元磁保持驱动器有2种结构，一种是单元磁芯磁保持驱动器，其结构如下，外面是一个外壳，在外壳的里面有一个内壳，内壳的两头各放上一个铁片，在前面的铁片上有一个孔，在内壳中放上磁芯，磁芯的前面固定驱动轴，驱动轴穿过前面铁片上的孔，在外壳和内壳之间缠上线圈，另一种是单元铁芯磁保持驱动器，其结构如下，外面是一个外壳，在外壳的里面有一个内壳，内壳的两头各放上一个磁铁，磁铁要同性相对，S极对着S极，在前面的磁铁上有一个孔，在内壳中放上铁芯，铁芯的前面固定驱动轴，驱动轴穿过前面磁铁上的孔，在外壳和内壳之间缠上线圈，根据这2种结构，单元磁保持驱动器具有给它一个正向脉冲电流，它就会向外推进，给它一个反向脉冲电流，它就会缩进，把它们按需求的个数首尾连接起来，排成直线，加上外壳就构成磁保持并行步进驱动器，这样按照需求的长度，推进或收缩多少个单元磁保持驱动器，就能达到所需长度，把外驱磁保持并行步进摆动面的固定面分成3份，也就是每隔120度安装一个磁保持并行步进驱动器，或把外驱磁保持并行步进摆动面的固定面分成4份或更多份，把磁保持并行步进驱动器固定在外驱磁保持并行步进摆动面的固定面的平分角的下方，在平分角距离圆心一定距离上面，都有一个圆孔，磁保持并行步进驱动器的驱动轴穿过固定面上的圆孔，在各个驱动轴和摆动面之间的连接是活动的，这样根据摆动面要摆动的方向和角度，只要调节下面各个磁保持并行步进驱动器的长度，也就是调节每一个磁保持并行步进驱动器里面的单元磁保持驱动器推出状态多少个或收缩状态多少个，就把摆动面调到要求的方向和角度。
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