一种移轴式角度同步的伺服驱动装置的制作方法

1.本实用新型主要涉及伺服驱动装置的技术领域，具体为一种移轴式角度同步的伺服驱动装置。


背景技术：

2.对于传统电机角度检测当前大部分都是前端角度闭环，末端(执行端)角度不能真实反馈到控制系统中，需要在末端增加额外的传感器实现末端角度闭环。通常采用光电码盘和旋转编码器方式实现，存在以下问题和不足：
3.1、光电码盘读取方式实现，此方式对环境要求高，特别是清洁度要求高，并且占用空间尺寸大。
4.2、旋转编码器解码方式实现，此方式体积大、质量重、成本高昂，在实际生产过程中工艺复杂，制约生产效率。
5.3、此两种方式是将传感器同轴布置在电机尾部，只能检测电机的角度不能检测系统的角度。
6.4、电机轴向空间占用，不利于减速器、电机本体，控制器和抱闸刹车同轴设计。


技术实现要素：

7.本实用新型主要提供了一种移轴式角度同步的伺服驱动装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
8.本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：
9.一种移轴式角度同步的伺服驱动装置，包括减速电机本体、集成减速器、移轴齿轮副、径向磁铁、磁编码器、pbc电路板和mcu，所述减速电机本体、集成减速器、移轴齿轮副、径向磁铁、磁编码器和pbc电路板从下到上依次设置，所述移轴齿轮副包括有双联驱动齿轮、输出齿轮和角度同步齿轮，所述减速电机本体采用多级减速降速增扭，解放电机轴向方向的空间，通过移轴齿轮副同步执行端输出齿轮的实际角度，所述pbc电路板上的磁编码器获取位置信号并解算给电路板上的mcu，从而实现驱动系统绝对角度检测和末端全闭环伺服控制。
10.进一步的，所述移轴齿轮副底部设置有减速箱下壳体，所述移轴齿轮副上方设置有减速箱上壳体，所述移轴齿轮副内部设置有滚珠轴承。
11.进一步的，所述减速电机本体外壁连接设置有电机线束保护套。
12.进一步的，所述径向磁铁位于所述移轴齿轮副内部。
13.进一步的所述移轴齿轮副同步执行端输出齿轮的实际角度。
14.进一步的，所述移轴齿轮副的减速比和减速级数可进行调整。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
16.本实用新型采用双联驱动齿轮与角度同步齿轮的咬合连接实现同步传送使得空间更小，减速电机本体采用多级减速降速增扭，解放电机轴向方向的空间，pbc电路板上的
磁编码器获取位置信号并解算给pbc电路板，从而实现驱动系统绝对角度检测和末端全闭环伺服控制，减速箱壳体进行防尘密封，减小外部灰尘的进入，节省清洁人工的投入，解决了现有技术中装置体积庞大，结构笨重的问题。
17.以下将结合附图与具体的实施例对本实用新型进行详细的解释说明。
附图说明
18.图1为本实用新型的传动系统结构示意图；
19.图2为本实用新型的移轴齿轮副结构示意图；
20.图3为本实用新型的传动系统结构示剖视图；
21.图4为本实用新型的驱动装置总成示意图；
22.图5为本实用新型的驱动装置总成剖视图。
23.图中：1、减速电机本体；2、集成减速器；3、移轴齿轮副；31、双联驱动齿轮；32、输出齿轮；33、角度同步齿轮；4、径向磁铁；5、磁编码器；6、pbc电路板；7、mcu；8、减速箱下壳体；9、减速箱上壳体；10、滚珠轴承；11、电机线束保护套。
具体实施方式
24.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更加全面的描述，附图中给出了本实用新型的若干实施例，但是本实用新型可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本实用新型公开的内容更加透彻全面。
25.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.请着重参照附图1-5所示，一种移轴式角度同步的伺服驱动装置，包括减速电机本体1、集成减速器2、移轴齿轮副3、径向磁铁4、磁编码器5、pbc电路板6和mcu7，减速电机本体1、集成减速器2、移轴齿轮副3、径向磁铁4、磁编码器5和pbc电路板6从下到上依次设置，移轴齿轮副3包括有双联驱动齿轮31、输出齿轮32和角度同步齿轮33，减速电机本体1采用多级减速降速增扭，解放电机轴向方向的空间，通过移轴齿轮副3同步执行端输出齿轮32的实际角度，pbc电路板6上的磁编码器5获取位置信号并解算给电路板上的mcu7，从而实现驱动系统绝对角度检测和末端全闭环伺服控制，移轴齿轮副3底部设置有减速箱下壳体8，移轴齿轮副3上方设置有减速箱上壳体9，移轴齿轮副3内部设置有滚珠轴承10，减速箱壳体进行防尘密封，减小外部灰尘的进入，节省清洁人工的投入，减速电机本体1外壁连接设置有电机线束保护套11，对线束进行保护，延长使用时间，节省费用，径向磁铁4位于移轴齿轮副3内部，移轴齿轮副3同步执行端输出齿轮32的实际角度，采用双联驱动齿轮31与角度同步齿
轮33的咬合连接实现同步传送使得空间更小，减速电机本体1采用多级减速降速增扭，解放电机轴向方向的空间，pbc电路板6上的磁编码器5获取位置信号并解算给pbc电路板6，从而实现驱动系统绝对角度检测和末端全闭环伺服控制，解决了现有技术中装置体积庞大，结构笨重的问题。
28.本实用新型的具体操作方式如下：
29.减速电机本体1动力为直流电机，直流电机将动力输入到集成减速器2上进行一次降速增扭，集成减速器2输出轴连接到双联驱动齿轮31，双联驱动齿轮31分为上齿轮和下齿轮两个部分，下齿轮作为动力传输驱动输出齿轮32进行二次降速增扭，上齿轮驱动角度同步齿轮33按照比例关系旋转，pbc电路板6上集成了磁编码器5，磁编码器5解算角度同步齿轮33顶端的径向磁铁4径向磁场信号，并将解算后的信号传输给pbc电路板6上集成的mcu7，mcu7按照比例关系计算出输出齿轮32的绝对角度位置和绝对零点，该绝对角度位置和绝对零点用于mcu7一方面用于内部驱动电机伺服作动，另一方面通过线通讯向外发送，方便外部系统组网。
30.驱动装置总成状态下，电机部分外部增加绝缘耐磨的电机线束保护套11，保护电路确保用电安全，图示减速箱下壳体8作为滚珠轴承10的安装支撑和输出部分齿轮传动机构的保护外壳，以及驱动总成装配结构支撑，减速箱上壳体9作为输出齿轮32和角度同步齿轮33的轴向限位，同时充当输出部分齿轮传动机构的保护外壳和pbc电路板6的安装支撑。
31.双联驱动齿轮31下齿轮与输出齿轮32的齿轮传动副减速比为i1，双联驱动齿轮31上齿轮与角度同步齿轮33的齿轮副或传动机构减速比为ia，ia为角度同步传动系数，ia＝i2*13*
……
*in，i2,i3
……
in为角度同步不同级的传动比。磁编码器5的绝对角度范围为0-360
°
，正反方向为
±
360
°
，因此输出齿轮32的绝对角度θ4和角度同步齿轮33的绝对角度θ5关系为：
[0032][0033]
当i1和ia相等时，输出齿轮32的绝对角度θ4和角度同步齿轮33的绝对角度θ51:1同步，绝对角度检测范围为
±
360
°
，输出齿轮32的绝对角度θ4的绝对角度检测范围为可以实现高圈角度同步，低圈角度同步,扩展出不同的角度范围。
[0034]
输出齿轮32绝对位置的检测和绝对坐标零点的检测通过角度同步齿轮33的绝对角度精确反映，无论高圈角度同步还是低圈角度同步，角度坐标始终参考唯一的绝对零点，磁编码器5和mcu7精确检测出输出齿轮32的绝对角度。磁编码器5选用12位和15位两种，输出齿轮32角度分辨率分别达到和输出齿轮32在1:1同步时对应的角度精度为0.087890625
°
和0.01104736
°
。
[0035]
直流电机和输出齿轮32的轴线通过齿轮啮合进行了移轴设计，直流电机轴向空间与输出齿轮32轴向空间相互独立。电机轴向根据不同应用场景可以布置减速器、抱闸刹车和驱动闭环控制器等部件，应对不同的应用需求。
[0036]
输出齿轮32的绝对角度通过角度同步齿轮33移轴检测后，可以通过总线通讯实时上传和下载，驱动装置可以并网在线控制和反馈。
[0037]
上述结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。