[發明專利]一種鐵芯磁保持并行步進驅動器的設計方法

有效

• 申請號: 201310403031.7
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103457438A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 胡明建
• 申請（專利權）人: 胡明建
• 主分類號: H02K33/18
• 分類號: H02K33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

鐵芯磁保持并行步進驅動器的技術領域是屬于機械制造.智能控制.機器人技術.自動化控制.電磁技術領域，技術的主要內容是通過多個單元鐵芯磁保持驅動器，首尾相連，排成直線，每一個單元鐵芯磁保持驅動器的行程，定義一步，這樣就可以按需要推進或收縮幾個單元磁保持鐵芯驅動器，達到需要的行程?。?

背景技術

由于人工智能，機器人得到大規模的發展，并且工業上用到直線驅動器的需求越來越大，對驅動器的加速度和速度要求越來越高，產品工作的穩定性和耐用性的要求也越來越高，并且一些產品要求在推動力夠用時，體積越小越好，重量越輕越好，現在市場上的直線驅動器大約有四種，1.用電機帶動曲杠，原理就像裁縫車，2.用帶有齒輪的電機帶動齒條，實現直線驅動，3.用電機帶動滾珠絲桿，實現直線驅動，4.直線電機，直接可以實現直線驅動。第一種方法的優點技術成熟，價格低廉，結構簡單，缺點是體積巨大，誤差大，啟動和執行需要的時間較長，反應速度和加速度慢，精度差，耗電大，達到固定點難以固定。第二種方法，優點技術成熟，價格低廉，結構簡單，也可以實現步進的功能，缺點是體積較大，誤差大，啟動和執行需要的時間較長，反應加速度和速度慢，精度差，重量較大，耗電大，達到固定點難以固定。用電機帶動滾珠絲桿的優點是與滑動絲杠副相比驅動力矩為1/3，高精度的保證，微進給可能，無側隙、剛性高，高速進給可能，缺點是要防塵，反應較慢，體積較大，固定麻煩，噪音較大，耗電大，達到固定點難以固定。第四種的優點是速度特性好，加速度大，定位精度高，行程不受限制，結構簡單、運動平穩、噪聲小，運動部件摩擦小、磨損小、使用壽命長、安全可靠，缺點是體積大，反應速度不是極快，成本高，耗電大，達到固定點難以固定。上面的四種方法能滿足絕大部分的市場需求，但它們都存在5個缺點，1.體積不夠小，2.反應速度和加速度比較慢，3.比較重，4.耗電大，5.達到固定點難以固定，不能滿足一些高端技術的要求，比如仿人智能機器人的快速反應和要求的極小耗電。?

發明內容

為了滿足一些高端技術的要求，特別是仿人智能機器人的要求，我們開發了鐵芯磁保持并行步進驅動器，1.它體積小，2.?反應速度和加速度快，3.比較輕，4.耗電小，5.?達到固定點就固定了，其特征是單元鐵芯磁保持驅動器是有里外殼構成，中間繞上線圈，在驅動器的兩頭放上磁鐵，磁鐵是同性相對的，前面的磁鐵的中間有一個圓孔，穿過圓孔的是由鐵芯穿過來的驅動軸，在內殼中間放上鐵芯，在鐵芯的中間安上驅動軸，驅動軸穿過磁鐵圓孔，驅動軸的材料是不會被磁鐵吸引的材料，這樣給線圈的引線一個正向脈沖電流，鐵芯就被磁化，產生磁極，前端是N極，后端是S極，由于驅動器前后的磁鐵是S和S相對的，鐵芯和后面的磁鐵相斥和前面的磁鐵相互吸引，所以向前運動，被前面的磁鐵吸引住，這時就可以斷電，鐵芯保持被前面的磁鐵狀態，驅動軸處于推進狀態，如果給線圈一個反向的脈沖電流，鐵芯被磁化，這時鐵芯的前頭是S極，后頭是N極，鐵芯就和前頭的磁鐵相排斥，和后面的磁鐵相吸引，鐵芯就向后運動，被后面的磁鐵吸引住，在狀態下，驅動軸處于縮進狀態，單元鐵芯磁保持驅動器的前后磁鐵N和N相對，電流和上面的操作相反也可以達到相同的效果，把具有上面功能的單元鐵芯磁保持驅動器按照需求的個數頭尾連接，也就是說把后一個單元鐵芯磁保持驅動器的驅動軸連接在前一個單元鐵芯磁保持驅動器的尾部，一個一個的連接起來，形成線型，把最后一個單元鐵芯磁保持驅動器的尾部固定在鐵芯磁保持并行步進驅動器尾部的外殼的內部，最前面的單元鐵芯磁保持驅動器的驅動軸比較長，并且穿過鐵芯磁保持并行步進驅動器的前端中間的圓孔，各個單元鐵芯磁保持驅動器的引線穿出鐵芯磁保持并行步進驅動器的側面，并且給引線刻出一條橫條，引線可以前后運動，這樣就可以同時給每一個單元鐵芯磁保持驅動器正向脈沖電流，那么鐵芯磁保持并行步進驅動器就給出最大的行程，如果同時給每一個單元鐵芯磁保持驅動器一個反向脈沖電流，那么鐵芯磁保持并行步進驅動器給出最短的行程，當你需要多大的行程，就啟動多少個單元鐵芯磁保持驅動器，每一個單元鐵芯磁保持驅動器的行程定義為一步。?

附圖說明