[發(fā)明專(zhuān)利]具有防丟步的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810059541.6
• 申請(qǐng)日: 2008-01-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101237178A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周文華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 周文華
• 主分類(lèi)號(hào): H02K37/24
• 分類(lèi)號(hào): H02K37/24;F16D3/02
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)輸出裝置，特別地，涉及一種具有防丟步的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出裝置。

背景技術(shù)

在位置控制領(lǐng)域，步進(jìn)電機(jī)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，如應(yīng)用在柴油機(jī)油泵油量控制機(jī)構(gòu)，節(jié)氣門(mén)控制裝置，及其它采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的位置控制場(chǎng)合。但步進(jìn)電機(jī)最大的驅(qū)動(dòng)力矩是有限的，超過(guò)該最大值就有可能造成驅(qū)動(dòng)丟步。在具體的應(yīng)用場(chǎng)合，被控對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有可能受瞬間阻力造成阻力矩超過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩。如在柴油機(jī)油泵油量控制機(jī)構(gòu)的控制中，凸輪驅(qū)動(dòng)的直列泵、分配泵等設(shè)備工作在交變應(yīng)力狀態(tài)，在柱塞供油行程中，當(dāng)泵端壓力較高時(shí)設(shè)備出現(xiàn)局部變形而產(chǎn)生瞬間阻力，這個(gè)阻力對(duì)步進(jìn)電機(jī)輸出軸造成的阻力矩如果大于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩，這時(shí)就會(huì)發(fā)生丟步現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有防丟步的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出裝置。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種具有防丟步的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出裝置，步進(jìn)電機(jī)具有步進(jìn)電機(jī)輸出軸，其特征在于，它包括搖臂機(jī)構(gòu)、限位機(jī)構(gòu)、彈性?xún)?chǔ)能元件和偏心銷(xiāo)；其中，所述搖臂機(jī)構(gòu)包括與步進(jìn)電機(jī)輸出軸連接的搖臂、滾輪銷(xiāo)和滾輪，搖臂的一端與滾輪銷(xiāo)連接，滾輪銷(xiāo)的外面套有一個(gè)滾輪；所述限位機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與步進(jìn)電機(jī)輸出軸連接的限位擋板和一個(gè)限位螺釘；所述偏心銷(xiāo)的一端與限位擋板連接，另外一端與搖臂連接；所述彈性?xún)?chǔ)能組件安裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上，一端與搖臂連接，另一端與限位擋板連接。

進(jìn)一步地，所述搖臂與偏心銷(xiāo)連接的孔比偏心銷(xiāo)大，并且其形狀允許搖臂與偏心銷(xiāo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述彈性?xún)?chǔ)能組件可以為扭簧、拉簧、壓簧、彈性橡膠等。

本發(fā)明的有益效果是：由于步進(jìn)電機(jī)控制中一般不采用反饋技術(shù)，因此，為了保證控制的準(zhǔn)確性，要求步進(jìn)電機(jī)輸出的實(shí)際值與預(yù)期輸出值相同，即要求步進(jìn)電機(jī)不能產(chǎn)生丟步現(xiàn)象。而由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩有限，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)有外部阻力矩大于步進(jìn)電機(jī)輸出力矩的情況，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生丟步現(xiàn)象。因此，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合就大大減小。本發(fā)明在正常工作時(shí)，相當(dāng)于一剛性杠桿機(jī)構(gòu)；當(dāng)外界阻力矩瞬間大于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩時(shí)，該裝置可以將步進(jìn)電機(jī)輸出以勢(shì)能的形式儲(chǔ)藏在儲(chǔ)能組件中，待外界大阻力矩消失后，釋放此儲(chǔ)藏的能量，將被控對(duì)象驅(qū)動(dòng)到正確的目標(biāo)位置，從而阻止了步進(jìn)電機(jī)丟步現(xiàn)象的發(fā)生，大大擴(kuò)展了步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用范圍，從而使很多位置控制方案的成本得以大大降低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明具有防丟步的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出裝置的正視圖，

圖2是本發(fā)明具有防丟步的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出裝置的俯視圖，

圖中，步進(jìn)電機(jī)1、限位螺釘2、限位擋板3、滾輪銷(xiāo)4、滾輪5、步進(jìn)電機(jī)輸出軸6、扭簧7、偏心銷(xiāo)8、搖臂9。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

如圖所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種具有防丟步的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出裝置，步進(jìn)電機(jī)1具有步進(jìn)電機(jī)輸出軸6，本裝置包括搖臂機(jī)構(gòu)、限位機(jī)構(gòu)、彈性?xún)?chǔ)能元件7和偏心銷(xiāo)8；其中，搖臂機(jī)構(gòu)包括與步進(jìn)電機(jī)輸出軸6連接的搖臂9、滾輪銷(xiāo)4和滾輪5，搖臂9的一端與滾輪銷(xiāo)4連接，滾輪5套在滾輪銷(xiāo)4的外面；限位機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與步進(jìn)電機(jī)輸出軸6連接的限位擋板3和一個(gè)限位螺釘2；偏心銷(xiāo)8的一端與限位擋板3連接，另一端與搖臂9連接；彈性?xún)?chǔ)能組件7安裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸6上，一端與搖臂9連接，另一端與限位擋板3連接。

搖臂9與偏心銷(xiāo)8連接的孔比偏心銷(xiāo)8大，并且其形狀允許搖臂9與偏心銷(xiāo)8相對(duì)運(yùn)動(dòng)。彈性?xún)?chǔ)能組件7可以為扭簧、拉簧、壓簧、彈性橡膠等。本發(fā)明的基本原理如下：外界被控對(duì)象正常工作時(shí)，扭簧7驅(qū)動(dòng)搖臂9跟隨偏心銷(xiāo)4的運(yùn)動(dòng)，由于偏心銷(xiāo)4通過(guò)限位擋板3與步進(jìn)電機(jī)輸出軸6固定連接，滾輪銷(xiāo)8與搖臂9固定連接，而套在滾輪銷(xiāo)4上的滾輪5直接驅(qū)動(dòng)外界被控對(duì)象，因此上述跟隨實(shí)際上導(dǎo)致了外界被控對(duì)象按步進(jìn)電機(jī)輸出軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)而按預(yù)訂規(guī)律運(yùn)動(dòng)。當(dāng)外界被控對(duì)象由于受到瞬間較大阻力而使得步進(jìn)電機(jī)1可能產(chǎn)生丟步時(shí)，扭簧7暫時(shí)將驅(qū)動(dòng)瞬時(shí)“丟掉”的一步或數(shù)步的驅(qū)動(dòng)能量作為彈性勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，待外界被控對(duì)象上所受的瞬間較大阻力消失而恢復(fù)正常時(shí)，該彈性勢(shì)能釋放，驅(qū)動(dòng)搖臂9跟隨偏心銷(xiāo)4的位置，并通過(guò)滾輪5驅(qū)動(dòng)外界被控對(duì)象到正確的目標(biāo)位置，從而避免了外界被控對(duì)象瞬間阻力過(guò)大造成的丟步現(xiàn)象的發(fā)生。