CN105022413B - 电动多叶光栅编码器闭环控制系统 - Google Patents
电动多叶光栅编码器闭环控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了电动多叶光栅编码器闭环控制系统，包括电动多叶光栅，还包括码条、集成传感器、集成电路板和码条导向槽，所述码条上设置的连接头与电动多叶光栅的叶片固定，且码条整体设置在码条导向槽的导向槽内，码条跟随叶片做直线运动；所述集成电路板固定在码条导向槽一表面上；所述集成传感器由电路板和安装在电路板上的精密传感器组成，集成传感器的电路板与安装在码条导向槽一表面上的集成电路板连接在一起。本发明采用上述结构，使用微型高精度编码器和码条的闭环检测装置同电动多叶光栅的叶片结合到一起，通过编码器的数据处理实现叶片位置的精确控制，降低故障率，达到稳定高、耐用性好的位置精准控制目的。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械制造控制领域，具体地，涉及电动多叶光栅编码器闭环控制系统。
背景技术
现在市面上的电动多叶光栅叶片位移检测大多使用高精度线性电位器或者CCD照相机系统。采用高精度线性电位器，它具有很好的线性和精度，缺点是接线太多故障不易查找，需要高精度的线性电位器。使用CCD照相机系统，优点是：MLC位置实时显示，没有太多接线，较高的空间分辨率和位置线性等。缺点是：CCD照像机不耐辐射，需要经常更换；且需一套光学系统，调整维护较困难。以上两种方式都无法同时满足电动多叶光栅对叶片位置控制精度准，故障率低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供电动多叶光栅编码器闭环控制系统，使用微型高精度编码器和码条的闭环检测装置同电动多叶光栅的叶片结合到一起，通过编码器的数据处理实现叶片位置的精确控制，降低故障率，达到稳定高、耐用性好的位置精准控制目的。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：电动多叶光栅编码器闭环控制系统，包括电动多叶光栅，还包括码条、集成传感器、集成电路板和码条导向槽，所述码条上设置的连接头与电动多叶光栅的叶片固定，且码条整体设置在码条导向槽的导向槽内，码条跟随叶片做直线运动；所述集成电路板固定在码条导向槽一表面上；所述集成传感器由电路板和安装在电路板上的精密传感器组成，集成传感器的电路板与安装在码条导向槽一表面上的集成电路板连接在一起。在该系统中码条和集成传感器的数量与叶片的数量一致。每条码条与单个叶片固定在一起，码条在码条导向槽内自由滑动。叶片在多叶电动光栅电机的运转下成直线运动，此时会带动码条在码条导向槽内做直线运动，由于导向槽为高精度加工而成，因此码条在槽内的滑动将和叶片保持同步且平行，通过集成传感器对码条的信号的采集即可检测出叶片的实际位置是否与需要达到的位置有偏差，最后通过电机的补给，达到最终位置。
该系统使用放置在远离辐射区域的高精度传感器检测，不仅可以提高该闭环控制系统的使用寿命，且减少了辐射干扰，对传感器的检测精度影响将降至很低，实现了高精度的位置控制。该系统中还通过将码条与叶片连接成一体，码条导向槽对码条在上下左右四个方向上的导向作用，码条将和叶片的运动保持一致性，提高了集成传感器对叶片位置的精确检测。另外，该套系统采用了集成电路板设计，将所有电缆线集成在一起，方便整套设备的走线，减少了接线端子，尤其是在多传感器多条线缆的情况下，线路的集成能使空间更有效的利用，避免电缆相互缠绕，减小故障发生率，提高系统使用的稳定性。本方案的设计既克服了采用高精度线性电位器进行电动多叶光栅中叶片位移进行检测，存在接线太多故障不易查找，需要高精度的线性电位器的缺陷；又克服了采用CCD照相机检测存在不耐辐射，需要经常更换且需一套光学系统，调整维护较困难的缺陷。该系统同时满足电动多叶光栅对叶片位置控制精度准，降低故障率，达到稳定高、耐用性好的位置精准控制目的。由于该系统采用模块化设计，每一个组成部分都为批量定型产品，质量可靠，任何部件出现损坏即可快速更换，节约安装维修调试时间。加之模块化和批量定型化，对设备的生产制造和使用成本进行了很大程度的降低。
为了方便码条在码条导向槽内自由滑动，方便叶片带动码条在码条导向槽内做直线运动，所述码条导向槽包括相互平行的上导向板和下导向板,上导向板和下导向板设置有安装集成传感器的固定槽,任意固定槽与其他固定槽相互平行。
在上导向板和下导向板的相向面上还设置有安装多条码条的导向槽，任意导向槽与其他导向槽相互平行。而本系统中码条导向槽采用铍青铜材料设计，并与不锈钢材料的码条配合，在长期运动情况下，可以尽量小的减少对码条导向槽的磨损，控制系统更加的耐用，有效提高该套系统的使用时间，减少更换调试时间。
码条导向槽固定在电动多叶光栅的电机安装架上。使结构更加的紧凑，方便电机的补给，以保证叶片的实际位置达到需要的位置。
进一步的，所述码条导向槽为一个或者是多个。材料不仅限于钢材。
进一步的，所述码条为一条或者是多条，码条与叶片为一一对应关系。保证每条码条与单个叶片固定在一起，通过叶片的运动来带动码条做直线运动，然后再保证叶片位置的准确从而达到精确控制的目的。
码条呈长条状，具有两个光滑表面，在其中一个光滑表面或者两个光滑表面的中间位置设置有多条码线，任意一条码线与其他码线相互平行。
进一步的，所述集成传感器为一个或者是多个，集成传感器与码条为一一对应关系。利用传感器通过码条反馈回的光电信号检测出叶片的实时运动位置，以提高叶片的精度。
进一步的，所述集成电路板为一个或者是多个。集成电路板所用材料可以为硬电路板或者是其它材料。
所述集成传感器上的传感器为一个或者是多个。能够根据后期测量要求的需要进行设定，若码条数量较多，即可多设置几个传感器。
综上，本发明的有益效果是：
1、该系统使用放置在远离辐射区域的高精度传感器检测，不仅可以提高该闭环控制系统的使用寿命，且减少了辐射干扰，对传感器的检测精度影响将降至很低，实现了高精度的位置控制；另外该系统中还将码条与叶片连接成一体，码条导向槽对码条在上下左右四个方向上的导向作用，码条将和叶片的运动保持一致性，进一步提高了集成传感器对叶片位置的检测精确。
2、该套系统采用了集成电路板设计，将所有电缆线集成在一起，方便整套设备的走线，减少了接线端子，尤其是在多传感器多条线缆的情况下，线路的集成能使空间更有效的利用，避免电缆相互缠绕，减小故障发生率，提高系统使用的稳定性。
3、该套系统采用模块化设计，每一个组成部分都为批量定型产品，质量可靠，任何部件出现损坏即可快速更换，节约安装维修调试时间。加之模块化和批量定型化，对设备的生产制造和使用成本进行了很大程度的降低。
4、码条导向槽采用铍青铜材料设计，并与不锈钢材料的码条配合，在长期运动情况下，可以尽量小的减少对码条导向槽的磨损，有效提高该套系统的使用时间，减少更换调试时间。
附图说明
图1是本发明的局部示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的局部剖视图；
图4为集成传感器的结构示意图；
图5为码条导向槽的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：1 、电动多叶光栅；11、叶片；12、电机安装架；2、码条；21 、码条光滑表面；22、连接头；3 、集成传感器；31、电路板；32、传感器；4、集成电路板；5 、码条导向槽；51、上导向板；52、下导向板；53、固定槽；54 、导向槽。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1-5所示，本发明包括电动多叶光栅1，还包括码条2、集成传感器3、集成电路板4和码条导向槽5，所述码条2上设置的连接头22与电动多叶光栅1的叶片11固定，且码条2整体设置在码条导向槽5的导向槽54内，码条2跟随叶片11做直线运动；所述集成电路板4固定在码条导向槽5一表面上；所述集成传感器3由电路板31和安装在电路板31上的精密传感器32组成，集成传感器3的电路板31与安装在码条导向槽5一表面上的集成电路板4连接在一起。在该系统中码条和集成传感器的数量与叶片的数量一致。每条码条与单个叶片固定在一起，码条在码条导向槽内自由滑动。叶片在多叶电动光栅电机的运转下成直线运动，此时会带动码条在码条导向槽内做直线运动，由于导向槽为高精度加工而成，因此码条在槽内的滑动将和叶片保持同步且平行，通过集成传感器对码条的信号的采集即可检测出叶片的实际位置是否与需要达到的位置有偏差，最后通过电机的补给，达到最终位置。
该系统使用放置在远离辐射区域的高精度传感器检测，不仅可以提高该闭环控制系统的使用寿命，且减少了辐射干扰，对传感器的检测精度影响将降至很低，实现了高精度的位置控制。该系统中还通过将码条与叶片连接成一体，码条导向槽对码条在上下左右四个方向上的导向作用，码条将和叶片的运动保持一致性，提高了集成传感器对叶片位置的检测精确。另外，该套系统采用了集成电路板设计，将所有电缆线集成在一起，方便整套设备的走线，减少了接线端子，尤其是在多传感器多条线缆的情况下，线路的集成能使空间更有效的利用，避免电缆相互缠绕，减小故障发生率，提高系统使用的稳定性。本方案的设计既克服了采用高精度线性电位器进行电动多叶光栅中叶片位移进行检测，存在接线太多故障不易查找，需要高精度的线性电位器的缺陷；又克服了采用CCD照相机检测存在不耐辐射，需要经常更换且需一套光学系统，调整维护较困难的缺陷。该系统同时满足电动多叶光栅对叶片位置控制精度准，降低故障率，达到稳定高、耐用性好的位置精准控制目的。由于该系统采用模块化设计，每一个组成部分都为批量定型产品，质量可靠，任何部件出现损坏即可快速更换，节约安装维修调试时间。加之模块化和批量定型化，对设备的生产制造和使用成本进行了很大程度的降低。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上优选如下：为了方便码条在码条导向槽内自由滑动，方便叶片带动码条在码条导向槽内做直线运动，所述码条导向槽5包括相互平行的上导向板51和下导向板52,上导向板51和下导向板52设置有安装集成传感器3的固定槽53,任意固定槽53与其他固定槽53相互平行。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上优选如下：在上导向板51和下导向板52的相向面上还设置有安装多条码条2的导向槽54,任意导向槽54与其他导向槽54相互平行。而本系统中码条导向槽采用铍青铜材料设计，并与不锈钢材料的码条配合，在长期运动情况下，可以尽量小的减少对码条导向槽的磨损，控制系统更加的耐用，有效提高该套系统的使用时间，减少更换调试时间。
实施例4：
本实施例在上述实施例的基础上优选如下：码条导向槽5固定在电动多叶光栅1的电机安装架12上。使结构更加的紧凑，方便电机的补给，以保证叶片的实际位置达到需要的位置。
所述码条导向槽5为一个或者是多个。
所述码条2为一条或者是多条，码条2与叶片11为一一对应关系。保证每条码条与单个叶片固定在一起，通过叶片的运动来带动码条做直线运动，然后再保证叶片位置的准确从而达到精确控制的目的。
码条2呈长条状，具有两个光滑表面21，在其中一个光滑表面21或者两个光滑表面21的中间位置设置有多条码线，任意一条码线与其他码线相互平行。
所述集成传感器3为一个或者是多个，集成传感器3与码条2为一一对应关系。利用传感器通过码条反馈回的光电信号检测出叶片的实时运动位置，以提高叶片的精度。
所述集成电路板4为一个或者是多个。
所述集成传感器3上的传感器为一个或者是多个。能够根据后期测量要求的需要进行设定，若码条数量较多，即可多设置几个传感器。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.电动多叶光栅编码器闭环控制系统，包括电动多叶光栅（1），其特征在于，还包括码条（2）、集成传感器（3）、集成电路板（4）和码条导向槽（5），所述码条（2）上设置的连接头（22）与电动多叶光栅（1）的叶片（11）固定，且码条（2）整体设置在码条导向槽（5）的导向槽（54）内，码条（2）跟随叶片（11）做直线运动；所述集成电路板（4）固定在码条导向槽（5）一表面上；所述集成传感器（3）由电路板（31）和安装在电路板（31）上的精密传感器（32）组成，集成传感器（3）的电路板（31）与安装在码条导向槽（5）一表面上的集成电路板（4）连接在一起。
2.根据权利要求1所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：所述码条导向槽(5)包括相互平行的上导向板(51)和下导向板(52),上导向板(51)和下导向板(52)设置有安装集成传感器(3)的固定槽(53),任意固定槽（53）与其他固定槽（53）相互平行。
3.根据权利要求2所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：在上导向板(51)和下导向板(52)的相向面上还设置有安装多条码条(2)的导向槽(54),任意导向槽(54)与其他导向槽(54)相互平行。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：码条导向槽（5）固定在电动多叶光栅（1）的电机安装架（12）上。
5.根据权利要求4所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：所述码条导向槽（5）为一个或者是多个。
6.根据权利要求1所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：所述码条（2）为一条或者是多条，码条（2）与叶片（11）为一一对应关系。
7.根据权利要求1或6所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：码条（2）呈长条状，具有两个光滑表面（21），在其中一个光滑表面（21）或者两个光滑表面（21）的中间位置设置有多条码线，任意一条码线与其他码线相互平行。
8.根据权利要求1所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：所述集成传感器（3）为一个或者是多个，集成传感器（3）与码条（2）为一一对应关系。
9.根据权利要求1所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：所述集成电路板（4）为一个或者是多个。
10.根据权利要求1所述的电动多叶光栅编码器闭环控制系统，其特征在于：所述集成传感器（3）上的传感器为一个或者是多个。
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