CN110855072B - 一种机电作动器及机电伺服系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种机电作动器及机电伺服系统。机电作动器包括伺服电机，壳体和设置在壳体内的器件，设置在壳体内的器件包括：滚珠丝杠螺母，伺服电机的转子轴通过平键与滚珠丝杠螺母连接；滚珠丝杠与滚珠丝杠螺母间以钢球为滚动体连接，且滚珠丝杠从壳体的前端盖处伸出；伺服电机的转子轴远离滚珠丝杠的后端设置有机械位置调整部件，机械位置调整部件用于在伺服电机停止通电控制时，通过旋转机械位置调整部件带动转子轴旋转，进而带动滚珠丝杠螺母随之旋转，滚珠丝杠螺母旋转带动滚珠丝杠沿转子轴的轴向伸缩。机电伺服系统包括上述机电作动器。本申请实施例解决了传统的机电作动器的冷态零位安装长度仅仅通过调整螺栓头组件调节的技术问题。

Description

一种机电作动器及机电伺服系统

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，具体地，涉及一种机电作动器及机电伺服系统。

背景技术

伺服系统又称随动系统，自动控制系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。

伺服系统运用到导弹及火箭制导与控制领域时，包括机电作动器，控制驱动器。机电作动器零位一般指机电作动器的冷态零位安装长度L₀，是机电作动器的上支耳销轴和下支耳销轴之间的距离。由于上支耳销轴的位置是相对固定的，为了实现冷态零位安装长度L₀的长度调整，就需要调整下支耳销轴的位置，下支耳销轴是固定在螺栓头组件的端部的，螺栓头组件是与机电作动器滚珠丝杠伸出的一端螺纹连接。通过调整螺栓头组件和滚珠丝杠的一端螺纹的旋合长度，能够调整冷态零位安装长度。

因此，传统的机电作动器的冷态零位安装长度仅仅通过调整螺栓头组件调节是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例中提供了一种机电作动器及机电伺服系统，以解决传统的机电作动器的冷态零位安装长度仅仅通过调整螺栓头组件调节的技术问题。

本申请实施例提供了一种机电作动器，包括伺服电机，壳体和设置在所述壳体内的器件，设置在所述壳体内的器件包括：

滚珠丝杠螺母，所述伺服电机的转子轴通过平键与所述滚珠丝杠螺母连接，以将所述转子轴的旋转运动传递至所述滚珠丝杠螺母；

滚珠丝杠，所述滚珠丝杠与所述滚珠丝杠螺母间以钢球为滚动体连接，且所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出；

所述伺服电机的转子轴远离所述滚珠丝杠的后端设置有机械位置调整部件，所述机械位置调整部件用于在所述伺服电机停止通电控制时，通过旋转所述机械位置调整部件带动所述转子轴旋转，进而带动所述滚珠丝杠螺母随之旋转，所述滚珠丝杠螺母旋转带动所述滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩，从而调整所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度。

本申请实施例还提供以下技术方案：

一种机电伺服系统，包括上述机电作动器。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

伺服电机的转子轴远离所述滚珠丝杠的前端设置有机械位置调整部件，在所述伺服电机停止通电控制时，旋转所述机械位置调整部件带动所述转子轴旋转，进而带动所述滚珠丝杠螺母随之旋转，所述滚珠丝杠螺母旋转带动所述滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩，从而调整所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度；即滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度是能够调整的，从而为冷态零位安装长度的调整提供了另一个能够调整的部件，为增大冷态零位安装长度的可调范围提供了前提。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例的一种机电作动器的示意图；

图2为图1所示的剖视图；

图3为图1所示的机电作动器的六角形凹槽的放大示意图。

附图标记说明：

100壳体，110前端盖，

200伺服电机，210转子轴，211机械位置调整部件，

310滚珠丝杠螺母，320滚珠丝杠，330钢球，340平键，

410上支耳，420上支耳销轴，

500螺栓头组件，510锁紧螺母，520下支耳销轴。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本申请实施例的一种机电作动器的示意图；图2为图1所示的剖视图；图3为图1所示的机电作动器的六角形凹槽的放大示意图。

如图1，图2和图3所示，本申请实施例的机电作动器，包括伺服电机200，壳体100和设置在所述壳体内的器件，设置在所述壳体内的器件包括：

滚珠丝杠螺母310，所述伺服电机的转子轴通过平键与所述滚珠丝杠螺母连接，以将所述转子轴的旋转运动传递至所述滚珠丝杠螺母；

滚珠丝杠320，所述滚珠丝杠320与所述滚珠丝杠螺母310间以钢球330为滚动体连接，且所述滚珠丝杠320从所述壳体的前端盖110处伸出；

所述伺服电机的转子轴210远离所述滚珠丝杠的后端设置有机械位置调整部件211，所述机械位置调整部件211用于在所述伺服电机停止通电控制时，通过旋转所述机械位置调整部件211带动所述转子轴210旋转，进而带动所述滚珠丝杠螺母310随之旋转，所述滚珠丝杠螺母310旋转带动所述滚珠丝杠320沿所述转子轴210的轴向伸缩，从而调整所述滚珠丝杠320从所述壳体的前端盖110处伸出的长度d₀。

背景技术中，传统的机电作动器的冷态零位安装长度仅通过调整螺栓头组件调节。本申请实施例的机电作动器，伺服电机的转子轴远离所述滚珠丝杠的前端设置有机械位置调整部件，在所述伺服电机停止通电控制时，旋转所述机械位置调整部件带动所述转子轴旋转，进而带动所述滚珠丝杠螺母随之旋转，所述滚珠丝杠螺母旋转带动所述滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩，从而调整所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度；即滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度是能够调整的，从而为冷态零位安装长度的调整提供了另一个能够调整的部件，为增大冷态零位安装长度的可调范围提供了前提。

实施中，如图3所示，所述机械位置调整部件211是六角形凹槽，用于与外部的扳手配合旋转所述转子轴210。

六角形凹槽和外部的扳手旋转所述转子轴，进而调整所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度。

实施中，如图1和图2所示，所述机电作动器还包括上支耳410和上支耳销轴420；

所述上支耳410与所述伺服电机的尾端固定，所述上支耳410包括两个平行的上支耳耳片，两个所述上支耳耳片具有相对设置的上支耳销轴安装孔，所述上支耳销轴420转动连接于所述上支耳销轴安装孔内。

这样，就确定了上支耳销轴的位置。

实施中，如图1和图2所示，机电作动器还包括：

螺栓头组件500，所述螺栓头组件500的外螺纹和所述滚珠丝杠320的内螺纹螺纹连接，且通过锁紧螺母510紧固，通过调整所述螺栓头组件500的外螺纹和所述滚珠丝杠320的内螺纹的旋合长度d₁以调整所述机电作动器的冷态零位安装长度。

实施中，如图1和图2所示，机电作动器还包括下支耳销轴520：

所述螺栓头组件远离所述滚珠丝杆的一端包括下支耳耳片，所述下支耳耳片具有下支耳销轴安装孔；

所述下支耳销轴520转动连接于所述下支耳销轴安装孔内；

所述冷态零位安装长度是所述上支耳销轴420和所述下支耳销轴520之间的距离。

这样，一方面通过调整所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度能够调整机电作动器的冷态零位安装长度，另一方面，通过调整所述螺栓头组件的外螺纹和所述滚珠丝杠的内螺纹的旋合长度，也能够调整机电作动器的冷态零位安装长度，进而使得机电作动器的冷态零位安装长度的调整范围变宽。

实施中，所述下支耳销轴安装孔的内部压接有关节轴承。上支耳销轴安装孔里面镶嵌铜套。

轴承的存在，下支耳销轴通过所述关节轴承安装，下支耳销轴的转动更加灵活。

以上，是伺服电机未通电进行控制的情况下，对机电作动器的冷态零位安装长度进行的调整。在机电作动器的冷态零位安装长度调整结束后，滚珠丝杠所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度，以及所述螺栓头组件和所述滚珠丝杠的旋合长度是机电作动器运行的初始位置。

机电作动器要运行，是需要在通电状态下受到伺服控制驱动器的驱动。

实施中，所述伺服电机通电且受伺服驱动控制器的驱动时，所述伺服电机产生电磁转矩带动所述伺服电机的转子轴旋转，进而带动所述滚珠螺母旋转，所述滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩输出直线运动。

这样，就实现了机电动作器的滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩输出直线运动。

实施例二

本申请实施例的机电伺服系统，包括实施例一的机电作动器。

实施中，机电伺服系统还包括：伺服控制驱动器，所述伺服电机通电且受伺服控制驱动器的驱动时，所述伺服电机产生电磁转矩带动所述伺服电机的转子轴旋转，进而带动所述滚珠螺母旋转，所述滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩输出直线运动。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种机电作动器，其特征在于，包括伺服电机，壳体和设置在所述壳体内的器件，设置在所述壳体内的器件包括：

滚珠丝杠螺母，所述伺服电机的转子轴通过平键与所述滚珠丝杠螺母连接，以将所述转子轴的旋转运动传递至所述滚珠丝杠螺母；

滚珠丝杠，所述滚珠丝杠与所述滚珠丝杠螺母间以钢球为滚动体连接，且所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出；

所述伺服电机的转子轴远离所述滚珠丝杠的后端设置有机械位置调整部件，所述机械位置调整部件用于在所述伺服电机停止通电控制时，通过旋转所述机械位置调整部件带动所述转子轴旋转，进而带动所述滚珠丝杠螺母随之旋转，所述滚珠丝杠螺母旋转带动所述滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩，从而调整所述滚珠丝杠从所述壳体的前端盖处伸出的长度。

2.根据权利要求1所述的机电作动器，其特征在于，所述机械位置调整部件是六角形凹槽，用于与外部的扳手配合旋转所述转子轴。

3.根据权利要求2所述的机电作动器，其特征在于，还包括上支耳和上支耳销轴；

所述上支耳与所述伺服电机的尾端固定，所述上支耳包括两个平行的上支耳耳片，两个所述上支耳耳片具有相对设置的上支耳销轴安装孔，所述上支耳销轴转动连接于所述上支耳销轴安装孔内。

4.根据权利要求3所述的机电作动器，其特征在于，还包括：

螺栓头组件，所述螺栓头组件的外螺纹和所述滚珠丝杠的内螺纹螺纹连接，通过调整所述螺栓头组件的外螺纹和所述滚珠丝杠的内螺纹的旋合长度以调整所述机电作动器的冷态零位安装长度。

5.根据权利要求4所述的机电作动器，其特征在于，还包括下支耳销轴；

所述螺栓头组件远离所述滚珠丝杆的一端包括下支耳耳片，所述下支耳耳片具有下支耳销轴安装孔；

所述下支耳销轴转动连接于所述下支耳销轴安装孔内；

所述冷态零位安装长度是所述上支耳销轴和所述下支耳销轴之间的距离。

6.根据权利要求5所述的机电作动器，其特征在于，所述下支耳销轴安装孔的内部压接有关节轴承。

7.根据权利要求6所述的机电作动器，其特征在于，所述伺服电机通电且受伺服控制驱动器的驱动时，所述伺服电机产生电磁转矩带动所述伺服电机的转子轴旋转，进而带动所述滚珠螺母旋转，所述滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩输出直线运动。

8.一种机电伺服系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的机电作动器。

9.根据权利要求8所述的机电伺服系统，其特征在于，还包括：

伺服控制驱动器，所述伺服电机通电且受伺服控制驱动器的驱动时，所述伺服电机产生电磁转矩带动所述伺服电机的转子轴旋转，进而带动所述滚珠螺母旋转，所述滚珠丝杠沿所述转子轴的轴向伸缩输出直线运动。

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