一种新型贯通式步进电机及其使用方法 |
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| 申请号 | CN202211357449.4 | 申请日 | 2022-11-01 | 公开(公告)号 | CN118040974A | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 杨善明; | 发明人 | 杨善明; 吕杰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种新型贯通式步进 电机 及其使用方法，涉及电机技术领域。本发明包括 支撑 结构、主体结构以及导向结构，支撑结构包括L型 固定板 以及 槽孔 ，L型固定板一侧表面设有槽孔，主体结构包括上端盖、 编码器 、同 心轴 套、金属圆板以及压 力 传感器 。本发明一种新型贯通式步进电机及其使用方法，滑动 丝杆 线性执行器与 转子 轴套密接，在受到负载阻力压力时，使得 挤压 铝 金属内套圆 变形 ，继而使 压力传感器 在受挤压变形后导出 信号 ，在此 基础 上，进一步实现压力传感技术测试在人体注射药物当碰到骨膜阻力点位时，反馈实际压力与预设安全对比值压力对比，实现压力的可靠保护，更适应于 机器人 精准 位置 应用以及工作臂直线力量及压力考核评估，具有显著意义。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种新型贯通式步进电机，其特征在于，包括支撑结构(100)、主体结构(200)以及导向结构(300)，所述支撑结构(100)包括L型固定板(110)以及槽孔(120)，所述L型固定板(110)一侧表面设有槽孔(120)，所述主体结构(200)包括上端盖(210)、编码器(220)、同心轴套(230)、金属圆板(240)以及压力传感器(250)，所述上端盖(210)一侧表面设有安装槽口，所述编码器(220)与安装槽口连接，所述同心轴套(230)设置于编码器(220)一侧，所述金属圆板(240)设置于同心轴套(230)一侧，所述金属圆板(240)一侧表面设有圆形槽口，所述压力传感器(250)与圆形槽口连接，所述导向结构(300)包括导轨(310)、连接板(320)以及丝杆(330)，所述导轨(310)一侧表面与L型固定板(110)一侧表面连接，所述丝杆(330)一端通过螺母与连接板(320)一侧表面连接，所述丝杆(330)另一端穿过槽孔(120)与同心轴套(230)联动配合。 |
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| 说明书全文 | 一种新型贯通式步进电机及其使用方法技术领域[0001] 本发明属于电机技术领域，特别是涉及一种新型贯通式步进电机及其使用方法。 背景技术[0002] 丝杆步进电机，或称线性步进电机，是由磁性转子铁芯通过与由定子产生的脉冲电磁场相互作用而产生转动，丝杆步进电机在电机内部把旋转运动转化为线性运动，其中，贯通轴式步进电机需要导轨或者导柱等导向机构实现直线运动。 [0003] 现有的贯通轴式步进电机内部不设有编码器以及内置式压力传感器，一般都是将贯通轴式步进电机与外界编码器以及驱动器等元件进行线性相连，整体连接性较差，外露元件导致密封性不强，元件抗氧化性弱，且不设有内置式压力传感器的贯通式步进电机利用程度低，无法模拟当人体注射药物碰到骨膜阻力点位时反馈实际压力数值以及无法适用于医疗器械、无人操控设备等领域的安全精准对位。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种新型贯通式步进电机及其使用方法，解决现有的贯通式步进电机无法模拟当人体注射药物碰到骨膜阻力点位时反馈实际压力数值以及无法在医疗器械等技术领域加以运用，以及连接的外露元件密封性不强，元件抗氧化性弱的问题。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的： [0006] 本发明为一种新型贯通式步进电机，包括 [0007] 支撑结构、主体结构以及导向结构，所述支撑结构包括L型固定板以及槽孔，所述L型固定板一侧表面设有槽孔，所述主体结构包括上端盖、编码器、同心轴套、金属圆板以及压力传感器，所述上端盖一侧表面设有安装槽口，所述编码器与安装槽口连接，所述同心轴套设置于编码器一侧，所述金属圆板设置于同心轴套一侧，所述金属圆板一侧表面设有圆形槽口，所述压力传感器与圆形槽口连接，所述导向结构包括导轨、连接板以及丝杆，所述导轨一侧表面与L型固定板一侧表面连接，所述丝杆一端通过螺母与连接板一侧表面连接，所述丝杆另一端穿过槽孔与同心轴套联动配合。 [0008] 优选地，所述支撑结构还包括固定基板，所述导轨以及L型固定板下表面均与固定基板上表面连接。 [0009] 优选地，所述主体结构还包括定子安装壳体以及转子，所述金属圆板为铝材料制成，所述定子安装壳体内部安装设有定子组件，所述转子设置于定子组件内部，所述转子安装于同心轴套外表面，所述定子安装壳体一侧表面与上端盖一侧表面连接。 [0010] 优选地，所述定子安装壳体另一侧表面设有下端盖，所述下端盖一侧表面设有固定槽口，所述金属圆板与固定槽口连接。 [0011] 优选地，所述导向结构还包括滑块以及安装盖板，所述导轨两侧表面均设有方形槽口，所述滑块与方形槽口滑动配合，所述安装盖板内部一侧表面与滑块一侧表面连接，所述安装盖板上表面与连接板下表面连接。 [0012] 一种新型贯通式步进电机的使用方法，其特征在于：包括如下步骤： [0013] 步骤一：取出步进驱动器以及PLC，将编码器以及压力传感器与步进驱动器以及PLC进行电性连接，贯通式步进电机是执行元件，压力传感器与编码器属于反馈系统； [0014] 步骤二：用PLC控制运行PLC发送脉冲指令给步进驱动器，步进驱动器给步进电机提供相应电流使其运行，在导轨以及滑块限制的作用下，丝杆做直线运动，贯通式步进电机的转子贯穿同心轴套，在丝杆在受到阻力的作用下，同心轴套有微动广量，挤压金属圆板，使压力传感器在受挤压变形后导出信号； [0015] 步骤三：当编码器检测到步进电机运行到需要到达位置的时候会反馈信号给PLC，压力传感器是检测执行元件，步进电机运行中受到阶段性阻力时会反馈信号给PLC，PLC按照反馈的信号极限的安全值停止发送脉冲信号给步进驱动器。 [0016] 本发明具有以下有益效果： [0017] 1、本发明在贯通式步进电机的上端的端盖内装置编码器，再在贯通式步进电机的下端的端盖内装置压力传感器，其优点是整体性强，不外露元件密封性增强，元件抗氧化性强，适应于医疗器械、AI机器人以及无人操控设备的安全精准定位。 [0018] 2、本发明编码器不停地反馈位置给PLC，PLC根据反馈值与目标值进行比较，对比转子轴的压力阻力及调整转子转动角度，在此基础上，进一步地实现压力传感技术测试在人体注射药物当碰到骨膜阻力点位时，反馈实际压力与预设安全对比值压力对比，实现压力的可靠保护。 [0019] 3、本发明滑动丝杆线性执行器与转子轴套密接，在受到负载阻力压力时，使得挤压铝金属内套圆变形，继而使压力传感器在受挤压变形后导出信号，在此基础上，适应于机器人精准位置应用以及工作臂直线力量及压力考核评估，具有显著意义。 [0021] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0022] 图1为本发明的一种新型贯通式步进电机外部整体结构示意图； [0023] 图2为本发明的一种新型贯通式步进电机第一视角结构示意图； [0024] 图3为本发明的一种新型贯通式步进电机第二视角结构示意图； [0025] 图4为本发明的一种新型贯通式步进电机主体结构示意图； [0026] 图5为本发明的一种新型贯通式步进电机金属圆板以及压力传感器结构示意图。 [0027] 附图中，各标号所代表的部件列表如下： [0028] 100、支撑结构；110、L型固定板；120、槽孔；130、固定基板；200、主体结构；210、上端盖；220、编码器；230、同心轴套；240、金属圆板；250、压力传感器；260、定子安装壳体；270、转子；280、下端盖；300、导向结构；310、导轨；320、连接板；330、丝杆；340、滑块；350、安装盖板。 具体实施方式[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 [0030] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”、“下”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0031] 实施例一： [0032] 请参阅图1‑5所示，本发明为一种新型贯通式步进电机，包括 [0033] 支撑结构100、主体结构200以及导向结构300，支撑结构100包括L型固定板110以及槽孔120，L型固定板110一侧表面设有槽孔120，主体结构200包括上端盖210、编码器220、同心轴套230、金属圆板240以及压力传感器250，上端盖210一侧表面设有安装槽口，编码器220与安装槽口连接，同心轴套230设置于编码器220一侧，金属圆板240设置于同心轴套230一侧，金属圆板240一侧表面设有圆形槽口，压力传感器250与圆形槽口连接，导向结构300包括导轨310、连接板320以及丝杆330，导轨310一侧表面与L型固定板110一侧表面连接，丝杆330一端通过螺母与连接板320一侧表面连接，丝杆330另一端穿过槽孔120与同心轴套 230联动配合。 [0034] 进一步地，支撑结构100还包括固定基板130，导轨310以及L型固定板110下表面均与固定基板130上表面连接。 [0035] 进一步地，主体结构200还包括定子安装壳体260以及转子270，金属圆板240为铝材料制成，定子安装壳体260内部安装设有定子组件，转子270设置于定子组件内部，转子270安装于同心轴套230外表面，定子安装壳体260一侧表面与上端盖210一侧表面连接。 [0036] 进一步地，定子安装壳体260另一侧表面设有下端盖280，下端盖280一侧表面设有固定槽口，金属圆板240与固定槽口连接。 [0037] 进一步地，导向结构300还包括滑块340以及安装盖板350，导轨310两侧表面均设有方形槽口，滑块340与方形槽口滑动配合，安装盖板350内部一侧表面与滑块340一侧表面连接，安装盖板350上表面与连接板320下表面连接。 [0038] 实施例二： [0039] 一种新型贯通式步进电机的使用方法，其特征在于：包括如下步骤： [0040] 步骤一：取出步进驱动器以及PLC，将编码器220以及压力传感器250与步进驱动器以及PLC进行电性连接，贯通式步进电机是执行元件，压力传感器250与编码器220属于反馈系统； [0041] 步骤二：用PLC控制运行PLC发送脉冲指令给步进驱动器，步进驱动器给步进电机提供相应电流使其运行，在导轨310以及滑块340限制的作用下，丝杆330做直线运动，贯通式步进电机的转子270贯穿同心轴套230，在丝杆330在受到阻力的作用下，同心轴套230有微动广量，挤压金属圆板240，使压力传感器250在受挤压变形后导出信号； [0042] 步骤三：当编码器220检测到步进电机运行到需要到达位置的时候会反馈信号给PLC，压力传感器250是检测执行元件，步进电机运行中受到阶段性阻力时会反馈信号给PLC，PLC按照反馈的信号极限的安全值停止发送脉冲信号给步进驱动器。 [0043] 实施例三： [0044] 请参阅图1‑5所示，本发明为一种新型贯通式步进电机及其使用方法，使用时，丝杆330在受到阻力的作用下，同心轴套230有微动广量，挤压金属圆板240，使压力传感器250在受挤压变形后导出信号，贯穿式步进电机在运行过程中压力传感器250会不停阶段性地反馈当前的工作压力给PLC，编码器220同样不停地反馈位置给PLC，PLC根据反馈值与目标值进行比较，对比转子270轴的压力阻力及调整转子270转动角度，在此基础上，进一步地实现压力传感技术测试在人体注射药物当碰到骨膜阻力点位时，反馈实际压力与预设安全对比值压力对比，实现压力的可靠保护，也适应于医疗器械、AI机器人以及无人操控设备的安全精准定位，更适应于机器人精准位置应用以及工作臂直线力量及压力考核评估，具有显著意义。 [0045] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 |
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