[發明專利]用于精密測量平臺的自補償直線電機及其自補償方法

在審

• 申請號: 202310224509.3
• 申請日: 2023-03-09
• 公開（公告）號: CN116545206A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 胡中偉;陳根;曾國耀;王詩宗
• 申請（專利權）人: 華僑大學;福建科盛智能物流裝備有限公司
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;H02K11/22;H02K7/06
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 羅萍

1.一種用于精密測量平臺的自補償直線電機，包括工字底座，以及設置在所述工字底座上的初級，所述初級上方設置有次級座以及設置在所述次級座上的次級，其特征在于，還包括：可調導軌、滾動滑塊組、調距組件、控制單元以及傳感器裝置，其中，所述可調導軌連接所述調距組件，且可上下移動地固定在所述工字底座上；所述滾動滑塊組連接所述次級座，且滑動設置在所述可調導軌上以使得所述次級能在所述初級上方相對運動；所述傳感器裝置配置為能獲取所述初級與次級之間的氣隙大小數據；所述控制單元電連接所述調距組件以及傳感器裝置，且配置為能獲取所述傳感器裝置的數據并根據該數據控制所述調距組件調節所述初級與次級之間的氣隙。

2.根據權利要求1所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其特征在于，所述可調導軌包括設置在所述工字底座兩側的可調導軌一和可調導軌二；所述滾動滑塊組包括分別可滑動地安裝在所述可調導軌一和可調導軌二上的第一組滾動滑塊和第二組滾動滑塊，所述次級座固定在所述第一組滾動滑塊和第二組滾動滑塊上；所述調距組件包括對應安裝在所述可調導軌一和可調導軌二上的第一組伺服電機、第二組伺服電機以及與所述第一組伺服電機和第二組伺服電機連接的第一組調距絲桿和第二組調距絲桿，所述第一組調距絲桿和第二組調距絲桿分別與所述可調導軌一和可調導軌二以可動螺紋連接的方式連接，以使所述第一組伺服電機和第二組伺服電機能驅動所述可調導軌一和可調導軌二上下位移。

3.根據權利要求2所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其特征在于，所述可調導軌上設置有光柵尺主尺，所述滾動滑塊組上設置有與所述光柵尺主尺相配合的光柵尺讀數頭，且所述光柵尺讀數頭與所述控制單元電連接；所述傳感器裝置包括設置在所述可調導軌的兩端且與所述控制單元電連接的定位用激光測距傳感器一和定位用激光測距傳感器二。

4.根據權利要求3所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其特征在于，所述傳感器裝置還包括設置在所述次級的四個對角上的四個測氣隙用激光測距傳感器，四個所述測氣隙用激光測距傳感器兩個一組分為兩組，且同組的兩個測氣隙用激光測距傳感器布局在同一條直線上，與所述第一組伺服電機、第二組伺服電機共同作用通過調節兩個所述可調導軌來自動測量直線電機的氣隙量并實現自動調節。

5.根據權利要求4所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其特征在于，所述控制單元包括控制單元一和控制單元二，所述控制單元一電連接所述測氣隙用激光測距傳感器和所述調距組件，以調節所述初級與次級之間的氣隙量大小；所述控制單元二電連接所述光柵尺讀數頭以及所述定位用激光測距傳感器一和定位用激光測距傳感器二以自動調節直線電機偏移行程零點的偏移量，并實現自補償調節。

6.根據權利要求5所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其特征在于，所述調距組件還包括與所述第一組調距絲桿和第二組調距絲桿平行設置的第一組行程導桿和第二組行程導桿，所述第一組行程導桿以對角形式安裝在所述工字底座的一側，第二組導桿以對角形式安裝在所述工字底座的另一側。

7.根據權利要求6所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其特征在于，所述可調導軌包括滾道一、滾道二、端塊一、滾道三、滾道四、端塊二、滑軌座，所述滾道一、滾道二、滾道三、滾道四緊固安裝在所述滑軌座上，所述端塊一、端塊二連接安裝在所述滑軌座上，每個端塊上均設置一個用于與行程導桿相配合的光孔和一個用于與調距絲杠相配合的螺紋孔。

8.根據權利要求7所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其特征在于，所述滾動滑塊組包括若干個滾動滑塊，所述滾動滑塊包括滑塊本體、多個滾動體、滾動體保持架，所述滾動體保持架固定在所述滑塊本體上，多個所述滾動體與所述滾動體保持架、滑塊本體相配合，使其能在所述可調導軌上滾動。

9.根據權利要求8所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其特征在于，所述光柵尺讀數頭安裝在所述滑塊本體側邊上并與所述控制單元電連接。

10.一種直線電機的自補償方法，其特征在于，應用權利要求5-9任意一項所述的用于精密測量平臺的自補償直線電機，其包括氣隙調節控制環節和次級動子復位控制環節；

其中，氣隙調節環節中，控制單元一通過測氣隙用激光測距傳感器對直線電機氣隙的大小進行測量，根據對直線電機氣隙大小的測量信息分配第一組伺服電機、第二組伺服電機中每個伺服電機的工作任務，通過伺服電機配合調距絲杠傳動驅動所述可調導軌，以調節直線電機氣隙大小；

所述次級動子復位控制環節中，通過控制單元二接收光柵尺輸入位移信息的同時，通過所述定位用激光測距傳感器接收所述次級在其全行程上的實際位置信息，并將所述光柵尺的輸入信息與所述定位用激光測距傳感器測量的實際位置信息做比較，得出所述次級偏移行程零點的偏移量，利用所得偏移量信息通過直線電機自身驅動次級移動以補償偏移量，從而實現對次級偏移行程零點的自補償。