CN2525309Y - 应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置，其主要将两触动开关串接于传动器的电源回路上，又两触动开关再通过一短接制动电路与传动器的电源端子构成一短接回路，两触动开关再分别设置于螺杆的两端位置，以定义传动器上移动体的移动极限位置，常态下，两开关会切换至传动器的电源回路上，而当移动体碰触到任一开关时，开关则自即切换连接至短接制动回路，使传动器瞬间产生的逆向电流，反向输入至传动器的电源端子，藉此，使该传动器可达到自动即时刹车或作反向运转的功能，即可确保移动器不会产生误动作。

Description

应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置

技术领域

本实用新型涉及传动器的控制技术，尤其是一种应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置，其利用切换开关配合切换电源回路与短接回路，确保传动器的移动体正确执行停止或进行反向运动动作的控制装置。

背景技术

目前应用于螺杆传动直线运动的线性传动器，主要将直流马达的心轴经减速齿轮间接连接一形成公螺纹的螺杆，并于该螺杆上螺设一母螺纹移动体，藉由马达的旋动，使移动体于螺杆上进行直线运动，是以，欲控制该移动体前进或后退的动作，仅需改变该马达正反转动，但是实际使用时，因为直流马达配合定子线圈与转子间互斥作用而转动，而定子线圈中断电源回路的瞬间，会因旋转惯性而无法立即反向行进，需待该反向电流消除后，再加入反向电源予马达，才能继续反向运动。

由上述可知，应用此类传动装置在持续作动仪器上时，在反向运动时将会相当耗费时间，故针对此一缺点，公告第150020号「直流马达正反转及刹车控制机构」专利案即提供一解决方法，其主要利用一开关、一刹车导电片及两方向电极片组成；其中该两方向电极片分别连接至马达的电源端子，再分别通过开关连接至刹车导电片与电池正、负电极片，当按压该开关时，则将两方向电极片分别连接至对应的正负电极片，以将电池电源导入马达，使马达动作，欲停止该马达转动，则按开该开关，使两方向电极导片连接至同一刹车导电片而短接，藉此，即可将瞬间产生的反向电流导入马达电源端子，以使其转换为热能消逝，并瞬间令该马达停止转动。然而，此一专利案虽可解决马达于转换反向运动时，因反向电流而延滞马达反向转动控制的缺点，但因其全由机构的设计，且开关需由人工操作动作，而且其配线及装设上亦会占用较大空间，是以，对于目前全自动控制时代的来临，此一设计已不敷使用，故应提供更为方便操作且容易实施、装设的控制装置。

发明内容

为此，本实用新型提供一种可令传动器上移动体确实于移动范围内，执行停止或反向移动的动作，而不会因电源发生变动而造成误动作产生的控制装置。

欲达上述目的所使用的主要技术手段令该刹车控制装置用以控制螺杆传动直线运动的线性传动器动作状态，其中该传动器由一马达带动一螺杆旋动，而令设置于螺杆上的移动体可作直线前进、后退运动，该控制器包含有：

一极限开关电路，其主要由两开关及两反向设置的保护二极管组成，即两开关分别并接一保护二极管，用以作为限制电流流向之用，且各开关分别串接于该马达电源回路，又各开关分设于该螺杆的适当位置，以限定螺杆上移动体的移动范围，即各开关受移动体接触后动作；

一短接制动电路，由两二极管组成，其中两二极管的相反极性端分别连接至对应开关，而另一端则并同连接至该马达的一电源端子，即与两开关、马达构成一短接回路；

一电源电路，其两电源输出端分别串接至该马达电源回路，用以提供马达正反转的工作电源；

上述控制电路中电源电路输出正电压至马达电源回路，以使马达正转并带动移动体前进，直到移动体触动极限开关电路中的一开关时，该开关随即切换连接至短接制动电路，使马达的两电极端子短接，而令马达停止转动，此时若移动体欲反向行进，则电源电路需输出一反向电流，然而由于此时移动体仍碰触一极限开关，故使极限开关无法切回马达电源回路，因此反向电流即可流经并接于该极限开关的二极管，而使马达电源回路建立，使马达进行反转，进而带动移动反向行进，由是可知，极限开关电路于螺杆上定义移动体移动范围，再配合二极管的方向设计，以及短接制动电路中二极管设置方向，即可避免移动体卡死于极限点，或产生其他不必要的误动作，而达到最佳传动器控制功能。

本实用新型的另一目的提供一极限点刹车功能，由于移动体碰触到极限开关后，即会使得极限开关立即通过短接制动开关，而使马达两电源端子短接，由于马达于电源中断后会因旋转惯性而自正极端子输出一电流，因此，即可藉由与负极端子短路的设计，将电流导入负极端子，以使该马达的旋转惯性消除，而达到刹车效果。

本实用新型另一目的提供一种可有效节省配线材料的线性传动器所安装的刹车控制器，由上述可知，本实用新型仅需以将马达的电源端子连接至与控制电路的对应接点，以及将信号转换电路连接至控制器的输入端的信号线配线即可，是以，即可让本实用新型实际装设使用时更形简便、容易。

附图说明

为使贵审查委员能进一步了解本实用新型的结构特徵及其他目的，兹附以图式详细说明如后：

(一)图式部份：

图1：本实用新型的一实际操作的结构示意图；

图2：本实用新型的一电路方块图；

图3：本实用新型的一电路动作示意图；

图4：本实用新型的另一电路动作示意图。

(二)图号部份：

10马达             11螺杆

12移动体           13控制电路

131极限开关电路    132短接制动电路

133电源电路        134控制器

135信号转换电路

具体实施方式

本实用新型为一种应用于受直流马达带动而作直线运动的传动器上，以检知传动器的移动极限位置，并可于检知移动体到达极限位置后，立即使刹车止前不进，而不超出移动范围，或再令该移动体执行反向运动的控制装置，请先参阅图1所示，该传动器包含有：

一马达10；

一螺杆11，连接至该马达10的轴心，用以受马达10转动而旋动；

一移动体12，螺设于螺杆11上，以因螺杆11旋动而作直线前进、后退运动；

其中邻近螺杆11附近又设置两开关LS1、LS2，用以定义该移动体12的移动距离。

请参阅图2及图3所示，为本实用新型控制电路的方块图，其包含有：

一极限开关电路131，即由上述两开关LS1、LS2及两个分别反相并联于两开关LS1、LS2的二极管D1、D2组成，两开关LS1、LS2分别串接于该马达电源回路，又两开关LS1、LS2分设于该螺杆11的适当位置，以限定螺杆11上移动体12的移动范围，即各开关LS1、LS2可受移动体12接触后而动作，如图1所示；

一短接制动电路132，由两二极管D3、D4组成，其中两二极管D3、D4的相反极性端分别连接至对应开关LS1、LS2，而另一端则并同连接至该马达10的一电源端子B，即可藉由开关LS1、LS2切换与马达10构成短接回路；

一电源电路133，其两电源输出端分别串接至该马达电源回路，用以提供马达10正反转的工作电源；

一控制器134，其用以控制该电源电路133输出不同方向电源电流予马达电源回路，又控制器134通过信号转换电路135连接至马达电源回路，以撷取马达停止动作状态，作为是否控制电源电路133输出反向电源电流的判断依据。

上述电源电路133包含有：

两继电器K1、K2，各继电器K1、K2的常闭端NC连接至电源端VCC，而常开端NO则连接至该接地端，以决定马达的电源极性；

两晶体管Q1、Q2，各晶体管Q1、Q2分别连接至该继电器K1、K2的激磁线圈与控制器134间，用以受控制器134驱动，进而控制继电器K1、K2的动作状态。

上述信号转换电路135主要由一晶体管Q3、一整流滤波器及一二极管D5组成，其中该晶体管Q3连接至控制器134的输入端C，当二极管D4导通时即形成驱动晶体管Q3导通的压降，此时控制器134即可取得一接地信号，反之，则该控制器134获得一高电位信号VCC。

上述为本实用新型的电路说明，其实际动作流程于下述举例说明：

首先请参阅图3所示，由该控制器134控制电源电路133中的晶体管Q1不导通而晶体管Q2导通，以使该电源电路134两输出端M1+、M2-提供马达电源回路一正电压，此时，由于两开关LS1、LS2不被移动体所触动，故可使正电压信号得以输入至马达10的正负端子A、B，而向前作直线运动，该电源回路为M1(+)->D1->LS2 NC->A->B->M2(-)；

当移动体向前行进触动到开关LS2时，即可使开关LS2动作使该马达电源回路通过短接制动电路132的二极管D4，与马达10两电极端子A、B短接，此时由于马达10的旋转惯性会向正极端子A输出一电流并直接流入负极端子B，此一电流即转换成热能消耗掉，藉此，以消除马达的旋转惯性，而达到刹车效果亦即，该移动体可停止于该开关LS2位置；

请参阅图4所示，在马达10于输出电流至负端期间此同时，该信号转换电路135即将取得此一电流并经整流滤波后输入至控制器134，而该控制器134即控制电源电路133的两晶体管Q1、Q2反向导通，该电源电路133即可输出负电压至马达电源回路，此时，于电源回路上形成的电流回路方向即由M2(+)->B->A->D2->LS1 NC->M1(-)，由是可知，对马达10的正负端子A、B即构成反向电流，由于刚加入负电压时，该开关LS2仍未切换回马达电源回路上，故反向马达电源回路则改换流经二极管D2，而顺利构成反向马达电源回路，始得反转动作，而该移动体亦开始直线后退运动，当该移动体不再触动开关LS2时，该开关LS2即回复常态与马达电源回路串接，此时若移动体向后前进，并再触动另一开关LS1时，即可使开关LS1动作并使该马达电源回路通过短接制动电路的二极管D3，使马达10两电极端子A、B短接，此时由于马达10的旋转惯性会向负极端子B输出一电流并直接流入正极端子A，同样，此一电流即被转换成热能消耗掉，藉此，以消除马达10的旋转惯性，亦即，该移动体即会停止于该开关LS1的位置，而可加入正电压源至电源回路，令马达正转动作。

由上述可知，本实用新型以两极限开关定义移动体的移动范围，以使该移动体利用碰触到极限开关，检知其是否已达设定移动极限点，而在移动体到达极限点后再其并联的反相设置二极管，可使马达顺利构成反向电源回路，而不会卡死于极限点，再者，由于配合短接制动电路使得马达于到达极限开关时具有刹车效果，而确保移动体不会发生误动作；此外，可再经由控制器及信号转换电路取得短接信号，而达到自动控制马达旋转方向，亦即，全部采全自动控制方式驱动线性传动器的直线动作，且其制作成本亦较既有同类产品低，故可适用于低成本的机械或仪器上。

Claims (5)

1、一种应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置，其特征是：应用于受直流马达带动而作直线运动的传动器上，用以全自动检知传动器上移动体的移动极限位置，并控制该移动体的直线方向运动的控制电路，其中该控制电路包含有：

一极限开关电路，其主要由两开关及两个分别反相并联于两开关的二极管组成组成，又两开关分别串接于该马达电源回路，而各开关分设于该螺杆的适当位置，以定义螺杆上移动体的移动范围，以受传动器接触后动作；

一短接制动电路，连接于该极限开关电路与马达电极端子间，受开关动作而与马达两电极端子构成短接回路；

一电源电路，其两电源输出端分别串接至该马达电源回路，提供马达正反转的工作电源。

2、如权利要求1所述应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置，其特征是：该短接制动电路由两二极管组成，其中两二极管的相反极性端分别连接至对应开关，而另一端则并同连接至该马达的一电源端子。

3、如权利要求1所述应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置，其特征是：其进一步包含有一控制器，其用以控制该电源电路输出正、反电压电源予马达电源回路，又控制器通过信号转换电路连接至马达电源回路，以撷取马达停止动作状态，而作为是否控制电源电路输出反向电源电流之用。

4、如权利要求1所述应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置，其特征是：其中该电源电路包含有：

两继电器，各继电器的常闭端连接至电源端，而常开端则连接至该接地端，其共同端经分经两开关与马达连接，以控制其电源极性；

两晶体管，各晶体管分别连接至该继电器的激磁线圈与控制器间，用以受控制器驱动，以控制继电器的动作状态。

5、如权利要求3或4所述应用于螺杆传动直线运动的线性传动器的控制装置，其特征是：上述信号转换电路由一晶体管、一整流滤波器及一二极管组成，其中该晶体管连接至控制器的一输入端，而整流滤波器连接至马达的电源回路。

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