閉環(huán)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及閉環(huán)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種閉環(huán)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]閉環(huán)控制是指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對(duì)輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系。輸出端回饋到輸入端并參與對(duì)輸出端再控制，這才是閉環(huán)控制的目的，這種目的是通過(guò)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在工業(yè)應(yīng)用中，閉環(huán)控制這一控制理念已得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的一種閉環(huán)控制裝置，包括為裝置提供動(dòng)力的伺服電機(jī)，與電機(jī)輸出軸連接的第一齒輪，與第一齒輪嚙合的第二齒輪，與第二齒輪同軸連接的第三齒輪，及控制系統(tǒng)。第三齒輪為負(fù)載輸入動(dòng)力，負(fù)載上安裝有傳感器。機(jī)構(gòu)工作時(shí)，電機(jī)輸出動(dòng)力到第一齒輪，第二齒輪通過(guò)與第一齒輪嚙合而轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與第二齒輪同軸的第三齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第三齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)為負(fù)載提供動(dòng)力，使負(fù)載運(yùn)動(dòng)；負(fù)載上的傳感器檢測(cè)負(fù)載的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的實(shí)際參數(shù)與目標(biāo)參數(shù)的差值，計(jì)算出補(bǔ)償量，并反饋給伺服電機(jī)中的伺服放大器，伺服放大器控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。上述閉環(huán)控制裝置，主動(dòng)力和補(bǔ)償動(dòng)力由同一電機(jī)提供，當(dāng)需要驅(qū)動(dòng)大扭矩大負(fù)載時(shí)，需要選用大功率伺服電機(jī)，增加了電機(jī)的成本；此外，上述閉環(huán)控制裝置，由于主動(dòng)力和補(bǔ)償動(dòng)力由同一電機(jī)提供，不適用于同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)多組負(fù)載且各組負(fù)載運(yùn)動(dòng)參數(shù)不同的情況。
[0004]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN2414255Y公開了一種差動(dòng)式無(wú)級(jí)調(diào)速變速器，包括殼體，殼體由左端蓋和右端蓋構(gòu)成，動(dòng)力輸入軸的右端通過(guò)軸承安裝在右端蓋上，左端通過(guò)軸承安裝在動(dòng)力輸出軸的右端，動(dòng)力輸入軸的左端部套裝有固定盤，制有軸齒輪，中部通過(guò)軸承安裝有差動(dòng)盤，差動(dòng)盤上固定有差動(dòng)輪，且固定盤通過(guò)固定銷固定在差動(dòng)盤的左端，右端蓋上通過(guò)軸承還安裝有調(diào)速軸，調(diào)速軸的內(nèi)端固定有調(diào)速輪，且調(diào)速輪與差動(dòng)輪相嚙合；動(dòng)力輸出軸通過(guò)軸承安裝在左端蓋上，其內(nèi)端制有內(nèi)齒輪圈，軸上通過(guò)軸承安裝有行星齒輪，且軸的一端固定在固定盤上，另一端固定在差動(dòng)盤上，行星齒輪分別與內(nèi)齒輪圈和軸齒輪相嚙合，此夕卜，固定盤、軸齒輪、差動(dòng)輪、調(diào)速輪、內(nèi)齒輪圈及行星齒輪均位于殼體內(nèi)。上述文獻(xiàn)公開的內(nèi)容，雖然主動(dòng)力和補(bǔ)償動(dòng)力分別由電機(jī)和磁粉制動(dòng)器提供，但是由于其結(jié)構(gòu)及布局的限制，仍然無(wú)法適用于同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)多組負(fù)載且各組負(fù)載工作參數(shù)不同的情況。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]因此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的機(jī)構(gòu)，無(wú)法適用于同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)多組負(fù)載且各組負(fù)載工作參數(shù)不同的情況的缺陷，從而提供一種能夠適用于同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)多組負(fù)載且各組負(fù)載工作參數(shù)不同的情況的閉環(huán)控制裝置。
[0006]本實(shí)用新型的一種閉環(huán)控制裝置，包括
[0007]主電機(jī)；
[0008]第一旋轉(zhuǎn)軸，接收來(lái)自主電機(jī)的動(dòng)力，并旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力；
[0009]支撐單元，用于安裝所述第一旋轉(zhuǎn)軸；
[0010]還包括閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)，所述閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)包括
[0011]補(bǔ)償電機(jī)，為伺服電機(jī)，包括伺服放大器；
[0012]差動(dòng)輪系，包括垂直固接在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上的第二旋轉(zhuǎn)軸，分居所述第一旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)，相對(duì)設(shè)置在所述第二旋轉(zhuǎn)軸上，分別繞所述第二旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)的第一錐齒輪和第二錐齒輪，以及相對(duì)設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上，分別繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)的第三錐齒輪和第四錐齒輪，所述第三錐齒輪位于所述第二旋轉(zhuǎn)軸靠近負(fù)載的一側(cè)，與所述第一錐齒輪、第二錐齒輪嚙合，所述第四錐齒輪位于所述第二旋轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離負(fù)載的一側(cè)，與所述第一錐齒輪、第二錐齒輪嚙合；
[0013]負(fù)載動(dòng)力單元，為負(fù)載提供動(dòng)力，固接在所述第三錐齒輪遠(yuǎn)離所述第二旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，與所述第三錐齒輪同步旋轉(zhuǎn)；
[0014]補(bǔ)償動(dòng)力單元，在所述補(bǔ)償電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，為所述差動(dòng)輪系提供補(bǔ)償動(dòng)力，固接在所述第四錐齒輪遠(yuǎn)離所述第二旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，與所述第四錐齒輪同步旋轉(zhuǎn)；
[0015]止逆單元，設(shè)置在所述補(bǔ)償電機(jī)上，或者連接在所述補(bǔ)償電機(jī)與所述補(bǔ)償動(dòng)力單元之間，防止所述補(bǔ)償動(dòng)力單元逆向旋轉(zhuǎn)；
[0016]檢測(cè)單元，安裝在負(fù)載上，檢測(cè)負(fù)載的實(shí)際工作參數(shù)；
[0017]控制單元，接收來(lái)自所述檢測(cè)單元的實(shí)際工作參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際工作參數(shù)與預(yù)定的目標(biāo)工作參數(shù)之間的差值，計(jì)算得出補(bǔ)償量反饋到所述補(bǔ)償電機(jī)的伺服放大器，所述伺服放大器根據(jù)所述補(bǔ)償量控制所述補(bǔ)償電機(jī)的動(dòng)力輸出。
[0018]所述負(fù)載動(dòng)力單元為第五齒輪，所述第五齒輪與所述第三錐齒輪固接成的整體通過(guò)軸承設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上。
[0019]所述補(bǔ)償動(dòng)力單元包括
[0020]第六齒輪，與所述第四錐齒輪固接成的整體通過(guò)軸承設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上；
[0021]第七齒輪，與所述第六齒輪嚙合，在所述補(bǔ)償電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。
[0022]所述止逆單元為包括蝸輪和蝸桿的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，所述蝸桿與所述補(bǔ)償電機(jī)連接，所述蝸輪與所述第七齒輪同軸連接，所述補(bǔ)償電機(jī)輸出動(dòng)力到所述蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)再將動(dòng)力輸出到所述第七齒輪。
[0023]所述第六齒輪和所述第七齒輪為直齒輪。
[0024]所述第一錐齒輪和所述第二錐齒輪分別通過(guò)軸承設(shè)置在所述第二旋轉(zhuǎn)軸上。
[0025]所述支撐單元為軸承座。
[0026]所述主電機(jī)通過(guò)減速器與所述第一旋轉(zhuǎn)軸連接。
[0027]所述減速器包括
[0028]第八齒輪，與主電機(jī)的輸出軸連接；
[0029]第九齒輪，與所述第八齒輪嚙合，安裝在所述第一旋轉(zhuǎn)軸上，并帶動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)。
[0030]所述第九齒輪和所述第六齒輪之間設(shè)置有至少一個(gè)所述支撐單元，所述負(fù)載動(dòng)力單元遠(yuǎn)離所述差動(dòng)輪系的一側(cè)設(shè)置有至少一個(gè)所述支撐單元。
[0031]所述檢測(cè)單元為傳感器。
[0032]本實(shí)用新型技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0033]1.本實(shí)用新型提供的閉環(huán)控制裝置，包括主電機(jī)，補(bǔ)償電機(jī)，還包括接收來(lái)自主電機(jī)的動(dòng)力并旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力第一旋轉(zhuǎn)軸，用于安裝所述第一旋轉(zhuǎn)軸的支撐單元，差動(dòng)輪系，負(fù)載動(dòng)力單元，補(bǔ)償動(dòng)力單元，止逆單元，和檢測(cè)反饋單元。本實(shí)用新型的閉環(huán)控制裝置，在第一旋轉(zhuǎn)軸上，負(fù)載動(dòng)力單元的遠(yuǎn)離差動(dòng)輪系的一側(cè)，可以設(shè)置多個(gè)閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)，每個(gè)閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)的負(fù)載動(dòng)力單元上都可以直接或間接的安裝一組負(fù)載，每個(gè)閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的不同工作參數(shù)的閉環(huán)控制，特別適用于同一動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)多負(fù)載，且多負(fù)載運(yùn)動(dòng)參數(shù)各異需單獨(dú)調(diào)整的情況；在本實(shí)用新型中，主電機(jī)承擔(dān)負(fù)載工作的主要功率輸出，補(bǔ)償電機(jī)承擔(dān)著補(bǔ)償量的調(diào)整，由于補(bǔ)償電機(jī)需要輸出的功率通常會(huì)比主電機(jī)需要輸出的功率小很多，所以本實(shí)用新型可以選擇成本低的普通電機(jī)作為需要大功率輸出的主電機(jī)，選擇伺服電機(jī)作為需要輸出小功率的補(bǔ)償電機(jī)，相比于現(xiàn)有技術(shù)中主電機(jī)選用伺服電機(jī)的情況，極大的節(jié)約了電機(jī)成本，尤其適用于需要驅(qū)動(dòng)大扭矩大負(fù)載的情況。此外，本實(shí)用新型的差動(dòng)輪系結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，且差動(dòng)輪系中的齒輪都是外齒輪，比內(nèi)齒輪加工精度高，從而差動(dòng)輪系和閉環(huán)控制的調(diào)節(jié)精度高，易于調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的閉環(huán)控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，總體成本低，適用范圍廣泛；且齒輪傳動(dòng)傳遞扭矩大，尤其適用于大功率大負(fù)載的情況。
[0034]2.本實(shí)用新型提供的閉環(huán)控制裝置，所述止逆單元為包括蝸輪和蝸桿的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，所述蝸桿與所述補(bǔ)償電機(jī)連接，所述蝸輪與所述第七齒輪同軸連接，所述補(bǔ)償電機(jī)輸出動(dòng)力到所述蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，所述蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)再將動(dòng)力輸出到所述第七齒輪。由于蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)具有自鎖功能，即只允許蝸桿做主動(dòng)件，蝸輪做被動(dòng)件，不允許蝸輪做主動(dòng)件，蝸桿做被動(dòng)件，所以，只能是補(bǔ)償電機(jī)驅(qū)動(dòng)第七齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第六齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝诲F齒輪、第二錐齒輪在主電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下繞第一旋轉(zhuǎn)軸公轉(zhuǎn)時(shí)