【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构及方法，属于伺服机构及系统中一体化伺服机构。
技术介绍
1、在有限空间下的集成式机电伺服系统工作过程中需要线位移传感器寻找零位和单一旋转变压器采集电机码值完成闭环控制。传统采用线位移传感器的结构，传感器自身与安装机构连接法兰及传感器自身连接线缆通过，均需要较大空间，适用场景为空间约束较小的情况。线位移传感器主要通过内部滑动变阻器在直线方向做往复运动，检测电阻值变化的同时实现位置信息采集，因此线位移传感器无法适用于结构紧凑的机构，无法兼顾机构自身对于小型化、轻质集成化要求；同时线位移传感器由于依赖滑动变阻器实现自身功能，属于接触式传感器，在机电作动器内部这类润滑要求较高的场合应用时，由于机构自身需要涂覆大量润滑脂，润滑脂在机电作动器工作过程中存在飞溅现象，而润滑脂飞溅至线位移传感器电阻丝表面时会导致线位移传感器失灵，进一步导致机电作动器无法获取位置反馈信息而失效。传统采用单一旋转变压器进行机电作动器位置信息采集反馈的工况，无法满足机电作动器零位采集及实时位置信息反馈闭环控制。传统采用多旋转变压器的多圈计数器在圈数比较少的情况下(64圈以内)，需要多个齿轮组来实现(通常需要5个齿轮才能实现64圈计数)，并且制造工艺难度较高，带来成本较高，实现难度大，同时由于应用了多个齿轮组件，导致整体稳定性差。因此在有限空间下的一体式机电伺服作动器需要一种兼顾确定零位及完成控制闭环的结构，从而保证机电伺服作动器正常稳定工作且结构简单，节省空间，效果优良。
技术实现思路b>
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构及方法，保证机电伺服作动器正常稳定工作且结构简单，节省空间。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、本专利技术公开了一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，包括：固定盘、从动轴、主动轴、从动齿轮、过渡齿轮、主动齿轮、主动旋转变压器、从动旋转变压器、控制驱动器；其中，从动轴、主动轴沿固定盘的中线对称安装在中线两侧，主动齿轮与主动轴连接，从动齿轮与从动轴连接；过渡齿轮与主动齿轮和从动齿轮啮合；主动轴与机电作动器电机的输出轴连接，主动轴与电机输出轴具有相同的转速，通过主动齿轮带动过渡齿轮转动，过渡齿轮带动从动齿轮转动；所述主动旋转变压器安装在主动轴上；从动旋转变压器安装在从动轴上；主动旋转变压器与主动齿轮的位置对应，从动旋转变压器与从动齿轮的位置对应；机电作动器工作时，主动齿轮通过过渡齿轮带动从动齿轮转动，主动旋转变压器实时读取主动轴的旋转圈数，同时从动旋转变压器实时读取从动轴的旋转圈数；主动旋转变压器及从动旋转变压器分别与控制驱动器连接；控制驱动器根据主动旋转变压器及从动旋转变压器读取的旋转圈数，计算得到机电作动器旋转的圈数位置。
4、进一步地，在上述计圈结构中，所述主动齿轮的齿数，比从动齿轮的齿数少一个。
5、进一步地，在上述计圈结构中，还包括齿轮盖板，齿轮盖板覆盖主动齿轮和从动齿轮，对主动齿轮和从动齿轮起到保护作用。
6、进一步地，在上述计圈结构中，主动轴与机电作动器电机连接，与机电作动器电机输出轴转速相同。
7、进一步地，在上述计圈结构中，所述计算机电作动器旋转的圈数位置，具体为：
8、根据主动齿轮的齿数、从动齿轮的齿数、主动旋转变压器采集到的主动齿轮旋转圈数与从动旋转变压器采集到的从动齿轮旋转圈数，计算主动齿轮旋转圈数和从动齿轮旋转圈数之差的最大圈数m；
9、控制驱动器根据所述最大圈数m，计算得到此时机电作动器旋转的圈数位置p，具体为：
10、
11、p≤m
12、其中，m为永磁同步电机旋转圈数；i1为齿轮减速器总减速比，i2为丝杠导程，z1为主动齿轮齿数，z2为从动齿轮齿数。
13、进一步地，在上述计圈结构中，所述最大圈数m，具体为：
14、m＝360/(360-360*z1/z2)
15、其中，m为主动齿轮旋转圈数和从动齿轮旋转圈数之差的最大圈数；z1为主动齿轮齿数，z2为从动齿轮齿数。
16、进一步地，在上述计圈结构中，主动旋转变压器与从动旋转变压器通过电缆与控制驱动器连接，通过电缆连接外部显示器及外部存储器装置。
17、本专利技术公开了一种集成式机电作动器用齿差式计圈方法，采用一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，包括：
18、将通过主动旋转变压器、从动旋转变压器采集的旋转圈数信息，反馈至机电作动器的控制驱动器；
19、控制驱动器，根据主动齿轮的齿数、从动齿轮的齿数、主动旋转变压器、从动旋转变压器采集的旋转圈数信息，计算主动齿轮和从动齿轮之间的旋转圈数差值；
20、根据所述旋转圈数差值，控制驱动器将主动、从动旋转变压器采集的主动齿轮、从动齿轮当前所处的位置信息进行计算，得到此时机电作动器相较于自身初始状态位置信息变化的圈数。
21、进一步地，在上述计圈方法中，机电作动器相较于自身初始状态位置信息变化的圈数，具体为：
22、
23、p≤m
24、其中，m为永磁同步电机旋转圈数；i1为齿轮减速器总减速比，i2为丝杠导程，z1为主动齿轮齿数，z2为从动齿轮齿数，m为主动齿轮旋转圈数和从动齿轮旋转圈数之差的最大圈数。
25、进一步地，在上述计圈方法中，m＝360/(360-360*z1/z2)，其中，m为主动齿轮旋转圈数和从动齿轮旋转圈数之差的最大圈数；z1为主动齿轮齿数，z2为从动齿轮齿数。
26、本专利技术与现有技术的有益效果在于：
27、(1)本专利技术齿差式计圈结构的组成简单，相比于传统线位移传感器结构，优化了零部件数量，降低了机械、电路、工艺、装配难度，降低了寻零功能的实现难度，增加了结构及功能实现的稳定性。
28、(2)本专利技术齿差式计圈结构可以取代传统作动器用于寻零闭环的线位移传感器结构，优化作动器安装空间及作动器壳体的中心截面尺寸，解决了少圈数多齿轮的问题，降低了机械、电路、工艺、装配难度，降低了寻零功能的实现难度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于，包括：固定盘、从动轴(1)、主动轴(2)、从动齿轮(3)、过渡齿轮(4)、主动齿轮(5)、主动旋转变压器、从动旋转变压器、控制驱动器；其中，从动轴(1)、主动轴(2)沿固定盘的中线对称安装在中线两侧，主动齿轮(5)与主动轴(2)连接，从动齿轮(3)与从动轴(1)连接；过渡齿轮(4)与主动齿轮(5)和从动齿轮(3)啮合；主动轴(2)与机电作动器电机的输出轴连接，主动轴(2)与电机输出轴具有相同的转速，通过主动齿轮(3)带动过渡齿轮(4)转动，过渡齿轮(4)带动从动齿轮(3)转动；所述主动旋转变压器安装在主动轴(2)上；从动旋转变压器安装在从动轴(1)上；主动旋转变压器与主动齿轮(5)的位置对应，从动旋转变压器与从动齿轮(3)的位置对应；机电作动器工作时，主动齿轮(5)通过过渡齿轮(4)带动从动齿轮(3)转动，主动旋转变压器实时读取主动轴(2)的旋转圈数，同时从动旋转变压器实时读取从动轴(1)的旋转圈数；主动旋转变压器及从动旋转变压器分别与控制驱动器连接；控制驱动器根据主动旋转变压器及从动旋转变压器读取的旋转圈数，计算得到机电作动
2.根据权利要求1所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于：所述主动齿轮(5)的齿数，比从动齿轮(3)的齿数少一个。
3.根据权利要求1所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于：还包括齿轮盖板(6)，齿轮盖板(6)覆盖主动齿轮(5)和从动齿轮(3)，对主动齿轮(5)和从动齿轮(3)起到保护作用。
4.根据权利要求1所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于：主动轴(2)与机电作动器电机连接，与机电作动器电机输出轴转速相同。
5.根据权利要求1所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于：所述计算机电作动器旋转的圈数位置，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于：所述最大圈数M，具体为：
7.根据权利要求1所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于：主动旋转变压器与从动旋转变压器通过电缆与控制驱动器连接，通过电缆连接外部显示器及外部存储器装置。
8.一种集成式机电作动器用齿差式计圈方法，其特征在于，采用如权利要求1～7任一所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，包括：
9.根据权利要求1所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈方法，其特征在于：机电作动器相较于自身初始状态位置信息变化的圈数，具体为：
10.根据权利要求1所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于，包括：固定盘、从动轴(1)、主动轴(2)、从动齿轮(3)、过渡齿轮(4)、主动齿轮(5)、主动旋转变压器、从动旋转变压器、控制驱动器；其中，从动轴(1)、主动轴(2)沿固定盘的中线对称安装在中线两侧，主动齿轮(5)与主动轴(2)连接，从动齿轮(3)与从动轴(1)连接；过渡齿轮(4)与主动齿轮(5)和从动齿轮(3)啮合；主动轴(2)与机电作动器电机的输出轴连接，主动轴(2)与电机输出轴具有相同的转速，通过主动齿轮(3)带动过渡齿轮(4)转动，过渡齿轮(4)带动从动齿轮(3)转动；所述主动旋转变压器安装在主动轴(2)上；从动旋转变压器安装在从动轴(1)上；主动旋转变压器与主动齿轮(5)的位置对应，从动旋转变压器与从动齿轮(3)的位置对应；机电作动器工作时，主动齿轮(5)通过过渡齿轮(4)带动从动齿轮(3)转动，主动旋转变压器实时读取主动轴(2)的旋转圈数，同时从动旋转变压器实时读取从动轴(1)的旋转圈数；主动旋转变压器及从动旋转变压器分别与控制驱动器连接；控制驱动器根据主动旋转变压器及从动旋转变压器读取的旋转圈数，计算得到机电作动器旋转的圈数位置。
2.根据权利要求1所述的一种集成式机电作动器用齿差式计圈结构，其特征在于：所述主动齿轮(5)的齿数，比从动齿轮(3)的齿数少一个。
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇飞，焦玮玮，杨金鹏，何雨昂，张成浩，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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