一体化低压伺服智能电动推杆制造技术

本发明专利技术涉及一种一体化低压伺服智能电动推杆，包括齿轮传动机构、静态负载制动机构、丝杠组件、推杆组件、密封组件、限位开关、伺服驱动控制板、伺服电机、编码器，所述伺服电机通过齿轮传动机构连接丝杠组件及推杆组件，且齿轮传动机构与丝杠组件的连接轴上装有静态负载制动机构，所述伺服电机连接伺服驱动控制板。本发明专利技术通过电机、驱动控制板、静态负载抱闸、丝杠、齿轮实现电动推杆直线作动；通过一体化设计，满足整机防尘防水要求。采用方波或矢量控制方法，提高电动推杆控制精度；采集内置限位传感器信号，完善电动推杆机械保护功能。本发明专利技术可应用于智能化程度高、安装紧凑、往复直线运动的户内外环境。运动的户内外环境。运动的户内外环境。

【技术实现步骤摘要】
一体化低压伺服智能电动推杆


[0001]本专利技术涉及一种电动推杆和伺服驱动控制领域，特别是涉及一体化低压伺服智能电动推杆。

技术介绍

[0002]电动推杆具有体积小巧、推力大、安装方便的特点。电动推杆内部通过皮带或齿轮传动，推动丝杆进行直线运动。目前电动推杆的动力装置采用电机，电机大多采用有刷和伺服电机，其中有刷电机控制方式简单，在额定电压下，电压的改变影响转速快慢，有刷电机的控制精度低，不适合做高精度的伺服控制。伺服电机分为高压伺服电机和低压伺服电机，低压伺服电机可以直接采用电池供电方式，使用环境更为广泛。市面上的电动推杆大多采用伺服电机与电动推杆连接，伺服驱动器外接的方式。该结构整体防水、防尘性能差，由于外接驱动器，该方式的安装复杂，需要单独考虑驱动器安装位置，不利于空间受限的使用环境。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种一体化低压伺服智能电动推杆，该电动推杆在结构方面采用伺服电机、机械传动部件和驱控电路板一体化，进行密闭封装，使整体机身防水、防尘；在控制方面对电动推杆进行位置精准控制，伺服电机采用方波控制或空间矢量控制；在通信方面提供两种通信方式：有线(485通信)和无线(蓝牙通信)，有效解决传统电动推杆驱动与推杆本体分离，智能化程度低，防护等级低等特点。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种一体化低压伺服智能电动推杆，包括齿轮传动机构、静态负载制动机构、丝杠组件、推杆组件、密封组件、限位开关、伺服驱动控制板、伺服电机、编码器，所述伺服电机通过齿轮传动机构连接丝杠组件及推杆组件，且齿轮传动机构与丝杠组件的连接轴上装有静态负载制动机构，所述伺服电机连接伺服驱动控制板。
[0006]进一步，所述伺服电机安装在整体最顶部，丝杠组件及推杆组件位于整体最底部，伺服驱动控制板安装于伺服电机和丝杠组件及推杆组件之间。
[0007]进一步，所述齿轮传动机构由一级高速齿轮和二级低速齿轮构成；所述丝杠组件将经过齿轮减速增矩后的旋转运动转化成直线往复运动。
[0008]进一步，所述驱动控制板包括稳压部分、驱动IC部分、功率器件部分、控制芯片部分、温度检测部分、电压检测部分、电流检测部分、编码器检测部分、通信部分。
[0009]进一步，所述功率器件部分采用6个MOSFET组成三相六桥臂功率电路；所述控制芯片部分采用32位单片机进行软件编写；所述温度检测部分采用热敏电阻对温度进行采样；所述电压检测部分采用母线分压电阻对母线电压进行采样；所述电流检测部分采用线性霍尔传感器对相电流进行检测；所稳压部分有：15V稳压、5V稳压和3.3V稳压；所述伺服驱动控制板的功率器件布局于PCB板的底面，在MOSFET和电动推杆之间加垫散热矽胶布。
[0010]进一步，所述伺服驱动控制板与伺服电机相连的接口有：动力线接口和速度位置反馈线接口；所述伺服驱动控制板与外界相连的接口有：电源线接口和通信线接口；所述伺服驱动控制板与限位开关相连的接口有：限位开关信号接口。
[0011]进一步，所述伺服电机采用24V或48V低压伺服电机；所述伺服电机采用方波控制或空间矢量控制，其中电流环周期为100ns，速度环周期为1ms，位置环周期为5ms。
[0012]所述限位开关设置在推杆组件的极限行程处，用于防止电动推杆运行行程超过最大行程造成推杆机械损坏；所述限位开关信号接入PCB后采用光耦隔离的方式，用于防止外部信号对PCB板内信号有共模或差模干扰。
[0013]进一步，所述伺服电机的闭环控制中，电流环和速度环皆采用自抗扰控制；所述位置环在位置偏差值大于设定阈值时采用速度环控制，当位置偏差小于设定阈值时采用电流环控制，精确定位到目标位置。
[0014]进一步，所述编码器为增量式编码器或绝对值编码器。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术提供了一种新的低压伺服智能电动推杆，通过电机、驱动控制板、静态负载抱闸、丝杠、齿轮实现电动推杆直线作动。通过一体化设计，满足整机防尘防水要求。基于蓝牙通讯技术原理设计，完成人机交互无线化。采用方波或矢量控制方法，提高电动推杆控制精度。采集内置限位传感器信号，完善电动推杆机械保护功能。本专利技术可应用于智能化程度高、安装紧凑、往复直线运动的户内外环境。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的电动推杆结构示意图；
[0018]图2是本专利技术的电动推杆布板示意图；
[0019]图3是本专利技术的电动推杆控制框图。
具体实施方式
[0020]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]如图1至图3所示，一种一体化低压伺服智能电动推杆，包括齿轮传动机构、静态负载制动机构5、丝杠组件6、推杆组件7、密封组件9、限位开关8、伺服驱动控制板2、伺服电机1、编码器等。伺服电机1、伺服驱动控制板2和电动推杆的安装结构为伺服电机1位于整体最顶部，电动推杆位于整体最底部，伺服驱动控制板2安装于伺服电机1和电动推杆之间。伺服电机1通过齿轮传动机构连接丝杠组件6及推杆组件7，且齿轮传动机构与丝杠组件6的连接轴上装有静态负载制动机构5。
[0022]齿轮传动机构分为一级高速齿轮3和二级低速齿轮4。静态负载制动机构5为丝杠输入端与齿轮之间设置静态负载制动机构，丝杠组件6将经过齿轮减速增矩后的旋转运动转化成直线往复运动。密封组件9采用防尘圈、密封圈以及O形圈等动静密封件有效保证了各配合面的密封性能。伺服驱动控制板2分为稳压部分、驱动IC部分、功率器件部分、控制芯
片部分、温度检测部分、电压检测部分、电流检测部分、编码器检测部分、通信部分。
[0023]伺服驱动控制板2的稳压部分有：15V稳压、5V稳压和3.3V稳压；功率器件部分采用6个MOSFET组成三相六桥臂功率电路；控制芯片采用32位单片机进行软件编写；温度检测采用热敏电阻对温度进行采样；电压检测采用母线分压电阻对母线电压进行采样；电流检测采用线性霍尔传感器对相电流进行检测；伺服驱动控制板与电机相连的接口有：动力线接口和速度位置反馈线接口；伺服驱动控制板与外界相连的接口有：电源线接口和通信线接口(有线)；伺服驱动控制板与电动推杆相连的接口有：限位开关信号接口。
[0024]优选地，为防止外部信号对PCB板内信号有共模或差模干扰，限位开关信号接入PCB后采用光耦隔离的方式。
[0025]优选地，伺服电机1采用24V或48V低压伺服电机。
[0026]优选地，编码器的类型主要有增量式编码器、绝对值编码器两种。
[0027]优选地，伺服电机和推杆之间采用齿轮传导。
[0028]优选地，伺服驱动控制板2的功率器件布局于PCB板的底面，在MOSFET和电动推杆之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体化低压伺服智能电动推杆，其特征在于：包括齿轮传动机构、静态负载制动机构、丝杠组件、推杆组件、密封组件、限位开关、伺服驱动控制板、伺服电机、编码器，所述伺服电机通过齿轮传动机构连接丝杠组件及推杆组件，且齿轮传动机构与丝杠组件的连接轴上装有静态负载制动机构，所述伺服电机连接伺服驱动控制板。2.根据权利要求1所述的一体化低压伺服智能电动推杆，其特征在于：所述伺服电机安装在整体最顶部，丝杠组件及推杆组件位于整体最底部，伺服驱动控制板安装于伺服电机和丝杠组件及推杆组件之间。3.根据权利要求1所述的一体化低压伺服智能电动推杆，其特征在于：所述齿轮传动机构由一级高速齿轮和二级低速齿轮构成；所述丝杠组件将经过齿轮减速增矩后的旋转运动转化成直线往复运动。4.根据权利要求1所述的一体化低压伺服智能电动推杆，其特征在于：所述驱动控制板包括稳压部分、驱动IC部分、功率器件部分、控制芯片部分、温度检测部分、电压检测部分、电流检测部分、编码器检测部分、通信部分。5.根据权利要求4所述的一体化低压伺服智能电动推杆，其特征在于：所述功率器件部分采用6个MOSFET组成三相六桥臂功率电路；所述控制芯片部分采用32位单片机进行软件编写；所述温度检测部分采用热敏电阻对温度进行采样；所述电压检测部分采用母线分压电阻对母线电压进行采样；所述电流检测部分采用线性霍尔传感器对相电流进行检测；所稳压部分有：15V稳压、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓攀，权欣文，黄鸿坤，李江，丁海建，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：发明
国别省市：