CN210985878U - 一种基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，属于伺服电机技术领域。所述的检测装置包括：驱动模块、传动模块、转动模块、微型行程开关，驱动模块包括驱动电机和减速机，所述减速机与驱动电机连接；传动模块包括小齿轮和大齿轮，所述小齿轮安装于减速机输出轴上，大齿轮与小齿轮啮合；转动模块包括同轴转块和转动过渡轴，同轴转块安装于转动过渡轴上；微型行程开关设置于检测装置的箱体上，所述同轴转块转动时能够触碰微型行程开关，所述微型行程开关与控制器连接。本实用新型利用微型行程开关和电机自带的增量编码器替代第三方的绝对值编码器，通过同轴转块触碰微型行程开关的方式，以确定增量式编码器的当前实际值，可靠性高。

Description

一种基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置

技术领域

本实用新型属于伺服电机技术领域，具体涉及一种基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置。

背景技术

伺服电机一般有电机+测速两部分组成，特殊使用环境还需要装配刹车。而市面成品电机的测速装置主要为增量式编码器。

增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相。由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得两组正弦波信号组合成A、B，每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度)，另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

增量型编码器断电后需要回原点，它无法输出轴转动的绝对位置信息，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位。

实际项目应用中尤其是需要精度的动作行程或角度位置时，增量式编码器断电重启后无法准确反馈当前的实际位置数据。目前多数企业设计都需要增加第三方绝对值编码器，提高了设计成本和安装困难；而绝对值编码器单圈行程无法满足多圈旋转的问题，多圈绝对值编码器国内技术有限，国外版价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，以解决以上技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，包括：

驱动模块，包括驱动电机和减速机，所述减速机与驱动电机连接；

传动模块，包括小齿轮和大齿轮，所述小齿轮安装于减速机输出轴上，大齿轮与小齿轮啮合；

转动模块，包括同轴转块和转动过渡轴，所述转动过渡轴安装于所述大齿轮上，同轴转块安装于转动过渡轴上；

微型行程开关，设置于检测装置的箱体上，所述同轴转块转动时能够触碰微型行程开关，所述微型行程开关与控制器连接。

优选地，所述小齿轮、大齿轮、转动过渡轴安装于箱体内，所述大齿轮通过轴承安装于箱体上；所述同轴转块设于箱体外部。

优选地，所述转块过渡轴与同轴转块垂直连接。

优选地，所述微型行程开关为2个，安装于箱体外部。

优选地，所述微型行程开关的第一引脚接直流电流的正极，第二引脚接控制器的检测引脚。

优选地，所述控制器为单片机。

本实用新型的有益效果是：

本申请基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，利用微型行程开关替代第三方的绝对值编码器，通过同轴转块触碰微型行程开关的方式，并利用控制器进行记录，以确定增量式编码器的当前实际值；微型行程开关价格便宜、安装方便、寿命和可靠性相均比绝对值编码可靠。

附图说明

图1是本实用新型的剖视结构示意图。

图2是本实用新型的主视结构示意图。

图3是微型行程开关的结构示意图。

图中：1-驱动电机；2-减速机；3-小齿轮；4-大齿轮；41-轴承；5-同轴转块；6-转动过渡轴；7-微型行程开关；71-第一微型行程开关；72-第二微型行程开关；8-箱体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1至图3，一种基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，包括：

驱动模块，包括驱动电机1和减速机2，所述减速机2与驱动电机1连接；

传动模块，包括小齿轮3和大齿轮4，所述小齿轮3安装于减速机2输出轴上，大齿轮4与小齿轮3啮合；

转动模块，包括同轴转块5和转动过渡轴6，所述转动过渡轴6安装于所述大齿轮4上，同轴转块5安装于转动过渡轴6上；

微型行程开关7，设置于检测装置的箱体8上，所述同轴转块5转动时能够触碰微型行程开关7，所述微型行程开关7与控制器(图中未示出)连接。

工作时，驱动电机1带动减速机2转动，在减速机2的输出轴上安装小齿轮3，小齿轮3和大齿轮4啮合，从而带动大齿轮4转动，转块过渡轴6和大齿轮4连接，同轴转块5和转块过渡轴6连接，从而实现了同轴转块5和大齿轮4的转动同步。

进一步地，所述小齿轮3、大齿轮4、转动过渡轴6安装于箱体8内，所述大齿轮4通过轴承41安装于箱体8上；所述同轴转块5设于箱体8外部。所述转块过渡轴6与同轴转块5垂直连接。当减速机2驱动传动模块转动时，转动过渡轴6带动同轴转块5顺时针或逆时针旋转。

进一步地，所述微型行程开关7为2个，安装于箱体外部，包括第一微型行程开关71和第二微型行程开关72。优选地，所述微型行程开关的第一引脚接直流电源的正极，第二引脚接控制器的检测引脚。优选地，所述控制器为单片机。

使用时，2个微型行程开关的位置角度可以根据需要随意设置，如80°、90°、180°等，微型行程开关的第一引脚接直流电流的正极(比如+5V)，第二引脚接控制器(如单片机)的检测引脚。微型开关不动作时，正常情况下第一引脚和第二引脚是断开的，即第二引脚没有电压值；当微动开关动作时，第一引脚和第二引脚接触形成回路，单片机的检测引脚会检测到高电平(+5V)，从而单片机将此时的位置信息进行记录。

本申请检测装置的工作原理如下：

先将同轴转块用仪器标校好相对静止体的位置角度；

在第一次使用时(将同轴转块在第一微型行程开关处时设为0°)，同轴转块按逆时针方向以一定的速度V转动(这个速度在以后初使化时不变)，当同轴转块转动到第二微型行程开关的位置并触发第二微型行程开关后停止转动，假设这时角度为-80°，单片机将此时的角度存储到存储器(flash)中。

下次使用时，电机通电后不管编码器的角度是多少，同轴转块在什么位置(一定是在第一微型行程开关和第二微型行程开关之间)，将同轴转块按逆时针以速度V转动，当同轴转块触发第二微型行程开关并停止(单片机记录的此时位置为-80°)后，单片机存储器将此处角度值-80°赋值给当前的电机增量编码器，作为当前值，那么当同轴转块顺时针旋转，并转动到第一微型行程开关时就会得到初使时的0°，该增量编码器即可完成精确位置读数。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，其特征在于，包括：

驱动模块，包括驱动电机和减速机，所述减速机与驱动电机连接；

传动模块，包括小齿轮和大齿轮，所述小齿轮安装于减速机输出轴上，大齿轮与小齿轮啮合；

转动模块，包括同轴转块和转动过渡轴，所述转动过渡轴安装于所述大齿轮上，同轴转块安装于转动过渡轴上；

微型行程开关，设置于检测装置的箱体上，所述同轴转块转动时能够触碰微型行程开关，所述微型行程开关与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，其特征在于，所述小齿轮、大齿轮、转动过渡轴安装于箱体内，所述大齿轮通过轴承安装于箱体上；所述同轴转块设于箱体外部。

3.根据权利要求1所述的基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，其特征在于，所述转块过渡轴与同轴转块垂直连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，其特征在于，所述微型行程开关为2个，安装于箱体外部。

5.根据权利要求4所述的基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，其特征在于，所述微型行程开关的第一引脚接直流电源的正极，第二引脚接控制器的检测引脚。

6.根据权利要求5所述的基于增量编码电机的伺服位置控制检测装置，其特征在于，所述控制器为单片机。

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