專利名稱：一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反饋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機(jī)電制造領(lǐng)域，特別是涉及電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置反饋 裝置。
背景技術(shù)：
目前電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照執(zhí)行機(jī)構(gòu)功能分為直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)、角行程執(zhí) 行機(jī)構(gòu)和多轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置信息一般是通過將與動軸
匹配的電位器的反饋信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后獲得，過程復(fù)雜，速度低，精度 差。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的限位裝置為極限開關(guān)和凸輪組成，位置信息反饋由電 位器以及機(jī)械式傳動裝置構(gòu)成。在安裝或維護(hù)時，電位器必須調(diào)節(jié)到與執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的行程(實際應(yīng)用中是變化的)匹配。這樣的設(shè)計要求導(dǎo)致定位部 件安裝調(diào)試、保持和維修成本高，定位響應(yīng)速度慢，不能滿足工業(yè)上實時 性的要求。
目前有的定位設(shè)計采用了光電數(shù)字技術(shù)，但是只能運用在位置標(biāo)量檢 測的領(lǐng)域里，無法獲取驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動方向。

實用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反 饋裝置，該裝置能檢測出電機(jī)驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動方向，結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快， 成本低。
本實用新型提供的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反饋裝置，包括光電式編碼盤， 光電式編碼盤包括光發(fā)射端、光接收端和均勻分布有若干信號發(fā)生器的碼 盤，光發(fā)射端位于碼盤的一側(cè)，光接收端位于碼盤的另一側(cè)，光發(fā)射端包 括兩個光發(fā)射器，光接收端包括兩個光接收器，其中一光發(fā)射器與一光接
收器構(gòu)成一組光耦合，另 一光發(fā)射器和另 一光接收器構(gòu)成一組光耦合。
作為本實用新型的改進(jìn)，兩個光發(fā)射器與碼盤的圓心距離相等，兩個 光接收器與所述碼盤的圓心距離相等。
本實用新型采用光電編碼盤技術(shù)取代傳統(tǒng)的電阻電位器，光發(fā)射端和
光接收端采用集成的雙光電器件設(shè)計(光發(fā)射器Si，S2與光接收器^ R2)， 由于光接收器R和R2接收光信號的時間不同，產(chǎn)生的脈沖信號就不同，根據(jù) 這一特點，實現(xiàn)了電機(jī)驅(qū)動軸運動方向的判斷。將本實用新型與電動執(zhí)行 機(jī)構(gòu)控制器的軟件設(shè)計相結(jié)合，使得整個電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方 便，響應(yīng)速度快，實時性強(qiáng)，成本低，可廣泛適用于工業(yè)中的閥門流量控 制。


圖1為本實用新型位置反饋裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖3為電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型位置反饋裝置結(jié)構(gòu)示意圖，裝置采用光電式編碼盤， 具體包括光發(fā)射端l、光接收端2和碼盤5。碼盤5上均勻分布信號發(fā)生器 9，信號發(fā)生器9可為齒、空隙或者別的標(biāo)識，用于遮斷或透過光以給出位 置變化的信號。碼盤5的一側(cè)放置光發(fā)射端1，另外一側(cè)放置光接收端2。
發(fā)射端1包括采用集成光電工藝制作在一起的光發(fā)射器St和S2， S,和 &與碼盤5圓心距離相等，S^卩S2的間距取決于位置反饋裝置精度要求，Si
與S2采用兩個發(fā)光二極管或者更高準(zhǔn)直度的半導(dǎo)體光源，Si與S2可以是不
同波長的光發(fā)射器。與發(fā)射端1對應(yīng)，接收端2以相同方式集成光接收器 R和R2， R,和R2可采用光電三極管。S！與Ri構(gòu)成一組光耦合，&與&構(gòu)成 另一組光耦合，Si與&、 S2與Ri不發(fā)生光電響應(yīng)。
如圖2所示，驅(qū)動軸4上的傳動齒輪3轉(zhuǎn)速比齒輪6、 7、 8的轉(zhuǎn)速大 許多，因此使用時，將碼盤5安裝在驅(qū)動軸4上，隨驅(qū)動軸4一起轉(zhuǎn)動， 有助于減小系統(tǒng)誤差，提高定位精度。
下面以信號發(fā)生器9采用空隙為例說明本實用新型工作原理。碼盤5 轉(zhuǎn)動，當(dāng)信號發(fā)生器9轉(zhuǎn)至光發(fā)射器S,和光接收器R,、光發(fā)射器S2和光接 收器R2中的任一對光耦合處時，光線透過空隙，接收器&和R2感應(yīng)光信號， 轉(zhuǎn)為相應(yīng)的電信號。該電信號經(jīng)過比較放大電路產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖信號， 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器通過進(jìn)行相應(yīng)的計數(shù)來實現(xiàn)定位。
由于接收器Ri和R2接收到光信號的時間不同，產(chǎn)生的脈沖信號就有所 不同(比如正脈沖、負(fù)脈沖或大小不同的脈沖)，根據(jù)這一特點，可以判斷 碼盤5的運動方向從而得知驅(qū)動軸4的轉(zhuǎn)動方向。
圖3為電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)直行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的上下位限 開關(guān)和角行程的角度位限開關(guān)產(chǎn)生電平的跳變時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器根據(jù)計
數(shù)與計時總和值獲得位置反饋裝置運動的位置最大值COmax和位置最小值 OVin，再將最大值C0max和最小O)min值與該時刻相應(yīng)的位置①值進(jìn)行比較以修 正①，作為保障定位準(zhǔn)確和智能化運行的基礎(chǔ)，同時也精簡了限位裝置，減 小了機(jī)構(gòu)的體積。
根據(jù)存儲單元中記錄的最大值Tmax和最小值Tmin，求出實際開度位 置的百分比ri:
11= (CO —①rnin ) /(①應(yīng)一COmin)xl00% 這一設(shè)計使得電動執(zhí)性機(jī)構(gòu)的定位具有自整定功能。也就是說，實際 應(yīng)用時只要電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)上電進(jìn)行閥門開關(guān)操作一次后，行程數(shù)值整定并 存儲于存儲單元。之后，如果工作中計數(shù)出現(xiàn)一些誤差(比如外界機(jī)械干 擾等)，在轉(zhuǎn)動到位限開關(guān)處時，可以自動整定數(shù)值，大大消減了傳統(tǒng)電位 器實際應(yīng)用時行程匹配調(diào)整的精力消耗。
權(quán)利要求1、一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反饋裝置，包括光電式編碼盤，光電式編碼盤包括光發(fā)射端、光接收端和均勻分布有若干信號發(fā)生器的碼盤，光發(fā)射端位于碼盤的一側(cè)，光接收端位于碼盤的另一側(cè)，其特征在于，光發(fā)射端包括兩個光發(fā)射器，光接收端包括兩個光接收器，其中一光發(fā)射器與一光接收器構(gòu)成一組光耦合，另一光發(fā)射器和另一光接收器構(gòu)成一組光耦合。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反饋裝置，其特征 在于，所述兩個光發(fā)射器與所述碼盤的圓心距離相等，所述兩個光接收器 與所述碼盤的圓心距離相等。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反饋裝置，其 特征在于，所述信號發(fā)生器為齒或空隙。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反饋裝置，其 特征在于，所述光發(fā)射器為發(fā)光二極管。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反饋裝置，其 特征在于，所述光接收器為光電三極管。
專利摘要本實用新型提供了一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置反饋裝置，包括光電式編碼盤，光電式編碼盤包括光發(fā)射端、光接收端和均勻分布有若干信號發(fā)生器的碼盤，光發(fā)射端位于碼盤的一側(cè)，光接收端位于碼盤的另一側(cè)，光發(fā)射端包括兩個光發(fā)射器，光接收端包括兩個光接收器，其中一光發(fā)射器與一其中一光發(fā)射器與一光接收器構(gòu)成一組光耦合，另一光發(fā)射器和另一接收器構(gòu)成一組光耦合。本實用新型能檢測出電機(jī)驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動方向，結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快，成本低，可廣泛適用于工業(yè)中的閥門流量控制。
文檔編號G05D3/20GK201191196SQ20082006626
公開日2009年2月4日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者徐智謀, 王雙保, 媛 袁 申請人:華中科技大學(xué)