[發明專利]一種直線運動監測反饋模塊及其監測方法和應用

在審

• 申請號: 201810362396.2
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108483261A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 李碩;張韜懿;范立明;奚子洋
• 申請（專利權）人: 北京軒宇智能科技有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 郭士磊

本發明公開了一種監測反饋模塊，包括：傳動齒輪組、反饋傳動機構、絲桿、滑塊和位移傳感器；其中，傳動齒輪組包括主動齒輪和被動齒輪，主動齒輪設置在直線運動裝置的驅動組件的傳動軸上，被動齒輪與反饋傳動機構的一端連接并以一定齒輪比與主動齒輪嚙合；反饋傳動機構的另一端連接絲桿，絲桿上設置有滑塊，滑塊在絲桿的驅動下直線運動；位移傳感器與絲桿平行設置，并監測滑塊的位移數據。本發明還提供了應用監測反饋模塊的監測系統以及監測方法。本發明監測反饋模塊和監測系統實現了對直線運動裝置尤其是天車系統的位置閉環反饋。

技術領域

本發明涉及一種運動監測反饋模塊，具體涉及一種用于直線運動的反饋模塊及其監測方法和應用。

背景技術

在現有技術中經常需要用到一些通過直線運動進行運輸、生產等工作的裝置，例如天車、桁架等，在這些直線運動時有時可以直接監測其實際運動位置，直接監測經常會造成布線紊亂等情況。另外，在一些特殊場景，例如熱室，用于直接監測的傳感器等經常會因輻射而受影響，無法保持其監測的準確性，更不用說有些輻射會造成傳感器的損毀、失效，因而，熱室內現有直線運動天車系統一般采用帶旋轉編碼器的耐輻射伺服電機進行驅動，斷電后天車位置無法保存，每次通電時必須重新回零，因此就需要在各運動軸的極限位置安裝耐輻射限位開關作為運動檢測原點。為了確保天車定位準確，系統還需進行位置閉環檢測，即在各運動軸上設置多個位置檢測點，安裝耐輻射位移傳感器實現位置閉環檢測。對于密封性和屏蔽性等級要求較高的熱室，不允許熱室內部存在任何電氣元件及線路時，則天車系統的驅動電機將必須被置于熱室外部，各直線運動軸無法安裝任何位置傳感器。現有天車系統直線運動的驅動、限位歸零和位置反饋的方法存在下列弊端：1)會使熱室內部存在大量供電線纜和通信線纜，導致熱室墻壁上貫穿件和電氣插接件的數量增多，嚴重增加熱室密封性、屏蔽性的設計難度和制造成本。2)天車的驅動電機及傳感器置于熱室內部，一旦出現故障需要維護檢修時，由于人員不能進入放射性環境，所有操作都需通過主從機械手等遠程操作裝置實現；而主從機械手的末端操作器只可完成夾緊、張開動作，對于失效電機和位置傳感器的拆卸、安裝、電氣接插件插拔等精細操作，基本難以順利完成，大大降低了設備的維修性。3)若不安裝傳感器，天車系統則只能通過在各運動軸的極限位置設置擋塊以進行機械限位，這樣天車系統的各運動軸運動歸零的原點并不明確，容易在極限位置出現撞擊導致損傷，安全性很難保證，而且也無法實現閉環位置控制，嚴重影響天車系統的定位精度和重復定位精度。

發明內容

本發明實施例提供了一種可實時監測直線運動狀態的直線運動監測反饋模塊，無需在原直線運動軸上添加任何傳感器等電氣元件，就能使天車各運動軸具有明確的歸零原點，運動至極限位置時自動限位停止，并對天車運動進行位置閉環反饋，提高運行精度。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

根據本發明實施例的第一方面，提供了一種監測反饋模塊，包括：傳動齒輪組、反饋傳動機構、絲桿、滑塊和位移傳感器；

其中，所述傳動齒輪組包括主動齒輪和被動齒輪，所述主動齒輪設置在直線運動裝置的驅動組件的傳動軸上，所述被動齒輪與反饋傳動機構的一端連接并以一定齒輪比與主動齒輪嚙合；所述反饋傳動機構的另一端連接絲桿，所述絲桿上設置有滑塊，所述滑塊在絲桿的驅動下直線運動；所述位移傳感器與所述絲桿平行設置，并監測滑塊的位移數據。

優選地，i₁×i₂＝l₁/l₂，其中，i₁為傳動齒輪組的速比，i₂為反饋傳動機構的速比，l₁為直線運動軸的行程，l₂為滑塊的行程。