【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机，尤其涉及一种滚柱丝杆电机直线位移检测方法及滚柱丝杆电机。
技术介绍
1、目前市场上一般的直线位移检测方法主要包括以下几种：
2、1、使用线性位移传感器(如电位器、光电编码器、磁性线性位移传感器等)直接测量直线位移。这种方法具有较高的测量精度和稳定性，但成本较高，且需要专门的传感器设备。
3、2、使用旋转编码器与齿轮机构进行配合，将旋转运动转化为直线位移测量。该方法通过齿轮传动实现位移变换，适用于滚柱丝杆电机等具有转动输出的直线运动系统。然而，齿轮传动可能引入一定的机械间隙和误差，影响测量精度。
4、3、使用加速度计和陀螺仪等惯性传感器测量直线位移。这种方法不依赖外部传感器装置，具有较小的体积和成本，适用于一些便携式或嵌入式应用。但是，惯性传感器容易受到振动、加速度变化等干扰，可能导致测量误差累积。
5、这些常见的直线位移检测方法存在一些问题：
6、1、部分方法的测量精度受到传感器本身的分辨率、非线性特性和环境干扰等因素的影响，可能无法满足高精度测量的要求。
7、2、部分方法需要使用专用的传感器设备，增加了系统的成本和复杂度。同时，安装和调试这些传感器也需要专业知识和技能。
8、3、一些传感器对温度、湿度和振动等环境因素敏感，可能需要额外的保护措施或校准过程。
9、4、部分传感器的响应速度较慢，无法满足高速运动或快速变化的直线位移测量需求。
技术实现思路
1、本专利技术
2、本专利技术提供一种滚柱丝杆电机直线位移检测方法，包括以下步骤：
3、同时读取第一磁编码器的角度值e1和第二磁编码器的角度值e2，所述角度值e1是滚柱丝杆电机的角度值，所述角度值e2是与所述滚柱丝杆电机连接的齿轮减速机构的输出齿轮的角度值；
4、获取齿轮减速机构的减速比z；
5、获取滚柱丝杆的零点的角度值e1_zero，所述滚柱丝杆的零点是所述滚柱丝杆能伸出的最大位置；
6、获取所述第一磁编码器旋转一圈对应的角度值ea；
7、通过公式：q＝(e2*z-e1_zero-(e1–ea/2))/ea，计算第一磁编码器相对于所述滚柱丝杆的零点的转动圈数，得到转动圈数q；
8、对所述转动圈数q进行取整，得到取整后的转动圈数[q]；
9、通过公式：e＝[q]*ea+e1，计算得到所述角度值e1和所述角度值e2融合后的角度值，得到角度值e；
10、获取所述滚柱丝杆的最大位移长度la；
11、获取所述角度值e与所述滚柱丝杆的伸缩位移的比例值b；
12、通过公式：l＝la–e*b，计算所述滚柱丝杆的位移长度，得到位移长度l。
13、如上所述的滚柱丝杆电机直线位移检测方法，在步骤获取滚柱丝杆的零点的角度值e1_zero中，包括步骤：将所述滚柱丝杆电机以恒定的速度转动，使得丝杆往外伸出；当丝杆运行到最大机械位置时，所述滚柱丝杆电机会发生堵转而电流快速上升；当检测到电流值大于预设的电流阈值时关闭所述滚柱丝杆电机的输出，将所述第二磁编码器当前的值设置为0，并记录所述第一磁编码器当前的值作为丝杆的零点。
14、如上所述的滚柱丝杆电机直线位移检测方法，在步骤对所述转动圈数q进行取整，得到取整后的转动圈数[q]中，包括步骤：将所述转动圈数q去除小数点及小数点后的数值，得到取整后的转动圈数[q]。
15、本专利技术还提供一种滚柱丝杆电机，所述滚柱丝杆电机上连接有用于减速的齿轮减速机构，所述齿轮减速机构具有输出齿轮，所述滚柱丝杆电机上设有用于检测所述滚柱丝杆电机的旋转运动并输出对应的位移信号的第一磁编码器，所述输出齿轮上设有用于检测所述输出齿轮的旋转运动并输出对应的位移信号的第二磁编码器。
16、如上所述的滚柱丝杆电机，所述滚柱丝杆电机包括电机壳体、定子绕组、转子套筒、行星滚柱丝杆传动机构、导向模块、电路驱动模块、第一滚珠轴承和第二滚珠轴承，所述电机壳体的中部设有能够供所述定子绕组插入的通孔，所述通孔的内侧壁与所述定子绕组过盈配合，所述转子套筒的前后端分别通过所述第一滚珠轴承和所述第二滚珠轴承与所述电机壳体的内侧壁形成转动连接，所述电路驱动模块固定于所述电机壳体的末端，所述导向模块固定于所述电机壳体的前端面，所述导向模块上设有导向孔，所述行星滚柱丝杆传动机构穿过所述导向孔并伸入所述转子套筒的内部，所述行星滚柱丝杆传动机构与所述转子套筒通过螺纹连接，所述行星滚柱丝杆传动机构通过螺纹传动且所述行星滚柱丝杆传动机构能够在所述转子套筒的内部轴向移动。
17、如上所述的滚柱丝杆电机，所述定子绕组包括定子铁芯和定子线圈，所述定子铁芯上设有圆周分布的绕线槽，所述转子套筒包括螺母套筒、若干片磁钢和螺母后盖，所述螺母套筒的内侧设有贯通的多头内螺纹齿牙，所述螺母套筒的内侧设有用于安装所述螺母后盖的定位沉孔，所述螺母套筒的外侧设有若干圆周分布并用于安装所述磁钢的磁钢槽。
18、如上所述的滚柱丝杆电机，所述电机壳体包括前段电机壳、中段电机壳和后段电机壳，所述定子绕组固定在所述中段电机壳的内壁上，所述转子套筒设置于所述定子绕组的内孔中，所述后段电机壳套设在所述第一滚珠轴承的外侧，所述前段电机壳套设在第二滚珠轴承的外侧，所述后段电机壳的端面和所述前段电机壳的端面均与所述中段电机壳的端面接触并通过紧固件连接，所述磁钢与所述定子铁芯对齐且两者之间存在着间隙。
19、如上所述的滚柱丝杆电机，所述电路驱动模块包括电路板和磁铁，所述电机壳体还包括电机后盖，所述电路板固定在所述电机后盖的内侧上，所述电机后盖固定连接在所述后段电机壳上，所述第一磁编码器焊接在所述电路板的中心处并朝向所述螺母后盖，所述螺母后盖的尾部设有凸台，所述凸台上设有沉孔，所述磁铁则粘接所述沉孔中，所述第一磁编码器的中心轴线与所述磁铁的中心轴线重合。
20、如上所述的滚柱丝杆电机，所述行星滚柱丝杆传动机构包括丝杆、滚柱、滚柱保持架和钢丝挡圈，所述滚柱保持架以及所述钢丝挡圈均设置在所述丝杆上，所述钢丝挡圈抵接在所述滚柱保持架的端部以阻止所述滚柱保持架轴向移动，所述丝杆上设有丝杆输出端，所述丝杆输出端为扁轴。
21、如上所述的滚柱丝杆电机，所述导向模块包括导向铜套，所述导向铜套设有导向扁孔，所述扁轴穿过所述导向扁孔。
22、实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
23、在本专利技术中，采用第一磁编码器检测滚柱丝杆电机的角度值以及采用第二磁编码器检测与滚柱丝杆电机连接的齿轮减速机构的输出齿轮的角度值，同时读取第一磁编码器的角度值e1和第二磁编码器的角度值e2，再通过数据融合的公式将通过将第一磁编码器和第二磁编码器检测到的角度值数据进行融合处理，可以消除传动误差，避免因滚柱丝杆本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种滚柱丝杆电机直线位移检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的滚柱丝杆电机直线位移检测方法，其特征在于，在步骤获取滚柱丝杆的零点的角度值E1_Zero中，包括步骤：将所述滚柱丝杆电机以恒定的速度转动，使得丝杆往外伸出；当丝杆运行到最大机械位置时，所述滚柱丝杆电机会发生堵转而电流快速上升；当检测到电流值大于预设的电流阈值时关闭所述滚柱丝杆电机的输出，将所述第二磁编码器当前的值设置为0，并记录所述第一磁编码器当前的值作为丝杆的零点E1_Zero。
3.根据权利要求1所述的滚柱丝杆电机直线位移检测方法，其特征在于，在步骤对所述转动圈数Q进行取整，得到取整后的转动圈数[Q]中，包括步骤：将所述转动圈数Q去除小数点及小数点后的数值，得到取整后的转动圈数[Q]。
4.一种滚柱丝杆电机，其特征在于，所述滚柱丝杆电机上连接有用于减速的齿轮减速机构(9)，所述齿轮减速机构(9)具有输出齿轮(901)，所述滚柱丝杆电机上设有用于检测所述滚柱丝杆电机的旋转运动并输出对应的位移信号的第一磁编码器(602)，所述输出齿轮(901)上设有用于检
5.根据权利要求4所述的滚柱丝杆电机，其特征在于，所述滚柱丝杆电机包括电机壳体(1)、定子绕组(2)、转子套筒(3)、行星滚柱丝杆传动机构(4)、导向模块(5)、电路驱动模块(6)、第一滚珠轴承(7)和第二滚珠轴承(8)，所述电机壳体(1)的中部设有能够供所述定子绕组(2)插入的通孔，所述通孔的内侧壁与所述定子绕组(2)过盈配合，所述转子套筒(3)的前后端分别通过所述第一滚珠轴承(7)和所述第二滚珠轴承(8)与所述电机壳体(1)的内侧壁形成转动连接，所述电路驱动模块(6)固定于所述电机壳体(1)的末端，所述导向模块(5)固定于所述电机壳体(1)的前端面，所述导向模块(5)上设有导向孔，所述行星滚柱丝杆传动机构(4)穿过所述导向孔并伸入所述转子套筒(3)的内部，所述行星滚柱丝杆传动机构(4)与所述转子套筒(3)通过螺纹连接，所述行星滚柱丝杆传动机构(4)通过螺纹传动且所述行星滚柱丝杆传动机构(4)能够在所述转子套筒(3)的内部轴向移动。
6.根据权利要求5所述的滚柱丝杆电机，其特征在于，所述定子绕组(2)包括定子铁芯(201)和定子线圈(202)，所述定子铁芯(201)上设有圆周分布的绕线槽，所述转子套筒(3)包括螺母套筒(301)、若干片磁钢(302)和螺母后盖(303)，所述螺母套筒(301)的内侧设有贯通的多头内螺纹齿牙，所述螺母套筒(301)的内侧设有用于安装所述螺母后盖(303)的定位沉孔，所述螺母套筒(301)的外侧设有若干圆周分布并用于安装所述磁钢(302)的磁钢槽(3011)。
7.根据权利要求6所述的滚柱丝杆电机，其特征在于，所述电机壳体(1)包括前段电机壳(101)、中段电机壳(102)和后段电机壳(103)，所述定子绕组(2)固定在所述中段电机壳(102)的内壁上，所述转子套筒(3)设置于所述定子绕组(2)的内孔中，所述后段电机壳(103)套设在所述第一滚珠轴承(7)的外侧，所述前段电机壳(101)套设在第二滚珠轴承(8)的外侧，所述后段电机壳(103)的端面和所述前段电机壳(101)的端面均与所述中段电机壳(102)的端面接触并通过紧固件连接，所述磁钢(302)与所述定子铁芯(201)对齐且两者之间存在着间隙。
8.根据权利要求7所述的滚柱丝杆电机，其特征在于，所述电路驱动模块(6)包括电路板(601)和磁铁(603)，所述电机壳体(1)还包括电机后盖(104)，所述电路板(601)固定在所述电机后盖(104)的内侧上，所述电机后盖(104)固定连接在所述后段电机壳(103)上，所述第一磁编码器(602)焊接在所述电路板(601)的中心处并朝向所述螺母后盖(303)，所述螺母后盖(303)的尾部设有凸台，所述凸台上设有沉孔，所述磁铁(603)则粘接所述沉孔中，所述第一磁编码器(602)的中心轴线与所述磁铁(603)的中心轴线重合。
9.根据权利要求5所述的滚柱丝杆电机，其特征在于，所述行星滚柱丝杆传动机构(4)包括丝杆(401)、滚柱(402)、滚柱保持架(403)和钢丝挡圈(404)，所述滚柱保持架(403)以及所述钢丝挡圈(404)均设置在所述丝杆(401)上，所述钢丝挡圈(404)抵接在所述滚柱保持架(403)的端部以阻止所述滚柱保持架(403)轴向移动，所述丝杆(401)上设有丝杆输出端(4011)，所述丝杆输出端(4011)为扁轴。
10.根据权利要求9所述的滚柱...
【技术特征摘要】
1.一种滚柱丝杆电机直线位移检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的滚柱丝杆电机直线位移检测方法，其特征在于，在步骤获取滚柱丝杆的零点的角度值e1_zero中，包括步骤：将所述滚柱丝杆电机以恒定的速度转动，使得丝杆往外伸出；当丝杆运行到最大机械位置时，所述滚柱丝杆电机会发生堵转而电流快速上升；当检测到电流值大于预设的电流阈值时关闭所述滚柱丝杆电机的输出，将所述第二磁编码器当前的值设置为0，并记录所述第一磁编码器当前的值作为丝杆的零点e1_zero。
3.根据权利要求1所述的滚柱丝杆电机直线位移检测方法，其特征在于，在步骤对所述转动圈数q进行取整，得到取整后的转动圈数[q]中，包括步骤：将所述转动圈数q去除小数点及小数点后的数值，得到取整后的转动圈数[q]。
4.一种滚柱丝杆电机，其特征在于，所述滚柱丝杆电机上连接有用于减速的齿轮减速机构(9)，所述齿轮减速机构(9)具有输出齿轮(901)，所述滚柱丝杆电机上设有用于检测所述滚柱丝杆电机的旋转运动并输出对应的位移信号的第一磁编码器(602)，所述输出齿轮(901)上设有用于检测所述输出齿轮(901)的旋转运动并输出对应的位移信号的第二磁编码器(902)。
5.根据权利要求4所述的滚柱丝杆电机，其特征在于，所述滚柱丝杆电机包括电机壳体(1)、定子绕组(2)、转子套筒(3)、行星滚柱丝杆传动机构(4)、导向模块(5)、电路驱动模块(6)、第一滚珠轴承(7)和第二滚珠轴承(8)，所述电机壳体(1)的中部设有能够供所述定子绕组(2)插入的通孔，所述通孔的内侧壁与所述定子绕组(2)过盈配合，所述转子套筒(3)的前后端分别通过所述第一滚珠轴承(7)和所述第二滚珠轴承(8)与所述电机壳体(1)的内侧壁形成转动连接，所述电路驱动模块(6)固定于所述电机壳体(1)的末端，所述导向模块(5)固定于所述电机壳体(1)的前端面，所述导向模块(5)上设有导向孔，所述行星滚柱丝杆传动机构(4)穿过所述导向孔并伸入所述转子套筒(3)的内部，所述行星滚柱丝杆传动机构(4)与所述转子套筒(3)通过螺纹连接，所述行星滚柱丝杆传动机构(4)通过螺纹传动且所述行星滚柱丝杆传动机构(4)能够在所述转子套筒(3)的内部轴向移动。
6.根据权利要求5所述的滚柱丝杆电机，其特征在于，所述定子绕组(2)包括定子铁芯(201)和定子线圈(202)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海开普勒探索机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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