由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于測(cè)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，目的是提供一種消除絲杠回程間隙的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)。包括支架（2）、測(cè)角碼盤（3）、聯(lián)軸器（4）、基座（5）、絲杠（6）、主光柵尺、螺母（8）和副光柵（9）。本發(fā)明采用測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器組成的雙反饋結(jié)構(gòu)形式，消除了絲杠回程間隙的影響，能夠避免由于齒隙的存在而使定位不可靠。在齒隙0.05mm，螺距5mm條件下，定位精度達(dá)到0.001mm，定位穩(wěn)定，重復(fù)性好。
【專利說明】由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在長(zhǎng)度測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，絲杠螺母副是常用測(cè)量機(jī)構(gòu)，其用途是將絲杠螺母副的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母或絲杠的直線運(yùn)動(dòng)。理想的絲杠螺母副是無間隙配合，其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不存在回程間隙。而實(shí)際上，無間隙的配合無法發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此實(shí)際應(yīng)用的絲杠螺母副均為間隙配合，其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)必然存在回程間隙?；谏鲜鲈?，使用現(xiàn)有的絲杠螺母副在進(jìn)行精密定位時(shí)，回程間隙的存在會(huì)使定位不可靠。在角度測(cè)量領(lǐng)域，碼盤是常用的測(cè)量裝置。而單獨(dú)使用碼盤進(jìn)行測(cè)角只能實(shí)現(xiàn)電機(jī)碼盤的內(nèi)回路閉環(huán)，無法消除回程間隙的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種消除絲杠回程間隙的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，包括支架、測(cè)角碼盤、聯(lián)軸器、基座、絲杠、主光柵尺、螺母和副光柵；其中，支架為圓筒狀，支架套裝在電機(jī)輸出軸、聯(lián)軸器和絲杠的外部，與伺服電機(jī)和基座固定連接；測(cè)角碼盤與電機(jī)連接、安裝在支架內(nèi)部；絲杠與基座連接，并通過聯(lián)軸器與電機(jī)連接；基座為板狀，在基座側(cè)面安裝主光柵尺；螺母套裝在絲杠上，副光柵安裝在螺母上。
[0006]如上所述的基座為板狀,在其兩端設(shè)有軸承座。
[0007]如上所述的基座采用高強(qiáng)度金屬材料制成，在基座側(cè)面安裝主光柵尺。
[0008]如上所述的支架的一端與伺服電機(jī)的基體固定連接，支架的另一端與基座的軸承座的外側(cè)固定連接。
[0009]如上所述測(cè)角碼盤采用2500線標(biāo)準(zhǔn)碼盤，它套裝在電機(jī)輸出軸的外側(cè)、安裝在支架內(nèi)部，其定盤與支架相連，動(dòng)盤與伺服電機(jī)的輸出軸同軸連接。
[0010]如上所述的伺服電機(jī)采用80CB050交流伺服電機(jī)。
[0011]如上所述的絲杠采用研磨級(jí)滾珠絲杠，它的一端通過軸承與基座的一端滾動(dòng)連接，另一端與聯(lián)軸器的一端同軸連接，中部穿過安裝在基座內(nèi)部的軸承內(nèi)；聯(lián)軸器3的另一端與電機(jī)輸出軸連接。
[0012]如上所述的螺母采用滑塊式螺母，它套裝在絲杠外部，與絲杠同軸。
[0013]如上所述的副光柵安裝在滑塊式螺母上，并與主光柵尺配合安裝。
[0014]如上所述的副光柵的刻線位置及主、副光柵的相對(duì)距離以調(diào)整到副光柵指示燈變綠為準(zhǔn)。[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明采用測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器組成的雙反饋結(jié)構(gòu)形式，消除了絲杠回程間隙的影響，能夠避免由于齒隙的存在而使定位不可靠。在齒隙0.05_，螺距5_條件下，定位精度達(dá)到0.0Olmm,定位穩(wěn)定,重復(fù)性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的一種由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中:1.電機(jī)，2.支架，3.測(cè)角碼盤，4.聯(lián)軸器，5.基座，6.絲杠，7.主光柵尺，
8.螺母，9.副光柵。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹:
[0020]如圖1所示，一種由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，包括支架2、測(cè)角碼盤3、聯(lián)軸器4、基座5、絲杠6、主光柵尺、螺母8和副光柵9。其中，支架2為圓筒狀，在的筒壁上開有通孔，用于調(diào)整電機(jī)和絲杠的同心度，它采用剛度較好的金屬制成,如45#鋼,它的一端與伺服電機(jī)I的基體固定連接，套裝在電機(jī)I輸出軸、聯(lián)軸器4和絲桿6的外部，支架2的另一端與基座5的軸承座的外側(cè)固定連接。測(cè)角碼盤3采用2500線標(biāo)準(zhǔn)碼盤，它套裝在電機(jī)I輸出軸的外側(cè)、安裝在支架2內(nèi)部，其定盤與支架2相連，動(dòng)盤與伺服電機(jī)I的輸出軸同軸連接。伺服電機(jī)采用80CB050交流伺服電機(jī)。絲杠6采用研磨級(jí)滾珠絲杠，它的一端通過軸承與基座5的一端滾動(dòng)連接，另一端與聯(lián)軸器的一端同軸連接，中部穿過安裝在基座5內(nèi)部的軸承內(nèi)。聯(lián)軸器3的另一端與電機(jī)輸出軸連接。螺母8采用滑塊式螺母，它套裝在絲杠6外部，與絲杠6同軸?；?為板狀，在其兩端設(shè)有軸承座，采用高強(qiáng)度金屬材料，在基座5側(cè)面安裝主光柵尺7?；瑝K式螺母8套裝在絲杠上，副光柵9安裝在滑塊式螺母8上，并與主光柵尺配合安裝，安裝時(shí)，副光柵的刻線位置及主、副光柵的相對(duì)距離以調(diào)整到副光柵指示燈變綠為準(zhǔn)。
[0021]主光柵尺和副光柵構(gòu)成長(zhǎng)度測(cè)量傳感器。
[0022]工作時(shí)，測(cè)角碼盤3的動(dòng)盤隨伺服電機(jī)I的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過測(cè)角碼盤3對(duì)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，作為角度反饋結(jié)構(gòu)。伺服電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過絲杠螺母副變成由螺母構(gòu)成的移動(dòng)部件的直線運(yùn)動(dòng)。主光柵尺7和副光柵9共同構(gòu)成長(zhǎng)度測(cè)量傳感器，測(cè)量絲杠與螺母之間的實(shí)際相對(duì)位移，作為位置反饋結(jié)構(gòu)?；诮嵌确答伣Y(jié)構(gòu)的測(cè)量信號(hào)和位置反饋信號(hào)，采用現(xiàn)有的角位置、線位置雙閉環(huán)控制回路，能夠有效消除絲杠回程間隙的影響，避免了單獨(dú)使用碼盤進(jìn)行測(cè)角無法消除回程間隙影響的問題。
[0023]本發(fā)明采用測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器組成的雙反饋結(jié)構(gòu)形式，消除了絲杠回程間隙的影響，能夠避免由于齒隙的存在而使定位不可靠。在齒隙0.05_，螺距5_條件下，定位精度達(dá)到0.0Olmm,定位穩(wěn)定,重復(fù)性好。
【權(quán)利要求】
1.一種由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，包括支架(2)、測(cè)角碼盤(3)、聯(lián)軸器(4)、基座(5)、絲杠(6)、主光柵尺、螺母(8)和副光柵(9);其中，支架(2)為圓筒狀，支架(2)套裝在電機(jī)(I)輸出軸、聯(lián)軸器(4)和絲杠(6)的外部，與伺服電機(jī)(I)和基座(5)固定連接；測(cè)角碼盤(3)與電機(jī)連接、安裝在支架(2)內(nèi)部；絲杠(6)與基座(5)連接，并通過聯(lián)軸器與電機(jī)連接；基座(5)為板狀，在基座(5)側(cè)面安裝主光柵尺(7);螺母(8)套裝在絲杠上，副光柵(9)安裝在螺母(8)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的基座(5)為板狀，在其兩端設(shè)有軸承座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的基座(5)采用高強(qiáng)度金屬材料制成，在基座(5)側(cè)面安裝主光柵尺(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的支架(2)的一端與伺服電機(jī)(I)的基體固定連接，支架(2)的另一端與基座(5)的軸承座的外側(cè)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述測(cè)角碼盤(3)采用2500線標(biāo)準(zhǔn)碼盤，它套裝在電機(jī)(I)輸出軸的外側(cè)、安裝在支架(2)內(nèi)部，其定盤與支架(2)相連，動(dòng)盤與伺服電機(jī)(I)的輸出軸同軸連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的伺服電機(jī)采用80CB050交流伺服電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的絲杠(6)采用研磨級(jí)滾珠絲杠，它的一端通過軸承與基座(5)的一端滾動(dòng)連接，另一端與聯(lián)軸器的一端同軸連接，中部穿過安裝在基座(5)內(nèi)部的軸承內(nèi)；聯(lián)軸器3的另一端與電機(jī)輸出軸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的螺母(8)采用滑塊式螺母，它套裝在絲杠(6)外部，與絲杠(6)同軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的副光柵(9)安裝在滑塊式螺母(8)上，并與主光柵尺(7)配合安裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的由測(cè)角傳感器和測(cè)長(zhǎng)傳感器構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)雙反饋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的副光柵(9)的刻線位置及主、副光柵的相對(duì)距離以調(diào)整到副光柵(9)指示燈變綠為準(zhǔn)。
【文檔編號(hào)】G01B21/22GK103697816SQ201210366905
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】梁雅軍, 宋金城, 劉柯, 孫增玉 申請(qǐng)人:北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院