CN104460822B - 带制动器的电动执行器 - Google Patents

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Abstract

一种带制动器的电动执行器,包括电机部件、传动部件、减速部件和电动缸部件,其中,电机部件依次连接传动部件、减速部件和电动缸部件,并通过传动部件和减速部件驱动电动缸部件运动;该电机部件包括智能步进电机、制动器和传动轴,工作时首先制动器得电并松开处于制动状态的传动轴,然后智能步进电机得电并带动传动轴旋转传递动力,在智能步进电机掉电或者损坏的情况下,制动器能够保证电动缸部件处于锁死状况。本发明不仅可以保证在智能步进电机正常工作时具有定位精度高、承载能力大、反向间隙小、传动效率高、运行平稳、体积小等特点,而且在智能步进电机掉电或者损坏的情况下,促动器将处于锁死状况,以利于反射面的稳定,适用于高精密主动控制***。

Description

带制动器的电动执行器
技术领域
本发明涉及一种电动执行机构,具体涉及一种用于大型射电望远镜主反射面主动控制***的带制动器的电动执行器,属于精密机械技术领域。
背景技术
大型射电望远镜主反射面的表面形状误差是影响观测效率的重要因素,对于高频信号而言,表面形状误差较大的主反射面的观测效率衰减甚至高达5倍之多。为了克服大型射电望远镜由于自身重量、风载以及温度变化导致的主反射面表面变形,通常需要对变形量进行补偿,使主反射面形状更符合标准抛物面。为此目的,将主反射面分割为若干分面板,通过促动器带动各个分面板做微小位移,从而补偿主反射面的变形量。然而当促动器电机部分掉电或者损坏时,由于整个促动器没有自锁功能,因此对主反射面变形量已作出的补偿状态无法保持,即智能步进电机不能处于锁死状况,而退回至原始位置,从而影响了大型射电望远镜主反射面形状的稳定,当智能步进电机重新通电时,不得不再重新进行补偿。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种大型射电望远镜主反射面调整用带制动器的电动执行器,达到体积小、效率高、传动平稳、重载磨损小及反向间隙小的效果,而且可以在智能步进电机掉电或者智能步进电机损坏的情况下,整个促动器将处于锁死状态,保持住对主反射面变形量已作出的补偿状态。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种带制动器的电动执行器,其包括电机部件、传动部件、减速部件和电动缸部件,所述电机部件依次连接传动部件、减速部件和电动缸部件,并通过传动部件和减速部件驱动电动缸部件运动;该电机部件包括智能步进电机、制动器和传动轴,工作时首先所述制动器得电并松开处于制动状态的传动轴,然后所述智能步进电机得电并带动传动轴旋转传递动力,在智能步进电机掉电或者损坏的情况下,所述制动器能够保证所述电动缸部件处于锁死状况。
进一步地,所述的传动部件包括齿轮箱、齿轮轴和第二伞齿轮,所述齿轮轴通过轴承安装在所述齿轮箱上,所述第二伞齿轮固定安装在该齿轮轴上。
进一步地,所述的电机部件还包括电机安装架、联轴器、第一伞齿轮和屏蔽盒,所述电机安装架固定于所述齿轮箱上,所述智能步进电机固定在电机安装架上,所述传动轴通过轴承安装在所述齿轮箱侧面的箱体上且与所述齿轮轴正交,该传动轴通过所述联轴器与智能步进电机连接,所述第一伞齿轮安装在该传动轴上并与第二伞齿轮啮合,所述制动器通过所述电机安装架安装到所述齿轮箱上且在断电情况下制动所述传动轴,所述屏蔽盒固定于所述齿轮箱上,该屏蔽盒上设有电源信号接口。
进一步地,所述的智能步进电机的侧面贴有导热硅片,该智能步进电机通过所述屏蔽盒上的航空插座与外界连接。
进一步地,所述的减速部件包括摆线针轮减速器、安装座、凸轮定位套和减速器输出轴,所述摆线针轮减速器通过安装座安装于所述齿轮箱上部并且通过所述凸轮定位套与所述齿轮轴连接,所述减速器输出轴设置于该摆线针轮减速器的上部并输出动力。
进一步地,所述的电动缸部件包括丝杆、丝杆螺母、电动缸壳体、刚导套、拉板和拉杆,所述丝杆与所述减速器输出轴连接并通过轴承套置于所述电动缸壳体内部,所述刚导套通过滑动轴承套置于该电动缸壳体外周,所述拉板固定于该刚导套上,所述拉杆连接于该拉板上,所述丝杆螺母设置于所述电动缸壳体内部且连接于所述丝杆的外周,该丝杆螺母与所述刚导套相固定连接并受所述电动缸壳体内的滑道约束只能作直线运动,所述丝杆旋转并驱动所述丝杆螺母作上下直线运动,带动所述刚导套沿电动缸壳体上下运动,进而带动所述拉板和拉杆运动。
进一步地,所述的制动器由48V直流电控制。
与现有技术相比,本发明所述的带制动器的电动执行器不仅可以保证在智能步进电机正常工作时具有定位精度高、承载能力大、反向间隙小、传动效率高、运行平稳、体积小等特点,而且在智能步进电机掉电或者损坏的情况下,电动缸部件将处于锁定状况,将对主反射面的变形量已作出的补偿进行锁定,以避免智能步进电机重新通电时再重复补偿过程,本发明适用于高精密主动控制***。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明电机部件的放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明,以下实施例在以本发明技术方案为前提,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
请参阅图1,图示带制动器的电动执行器包括四个部分,分别是电机部件、传动部件、减速部件和电动缸部件,所述电机部件依次连接传动部件、减速部件和电动缸部件,并通过传动部件和减速部件驱动电动缸部件运动。
所述的传动部件包括齿轮箱11、齿轮轴30和第二伞齿轮23;所述齿轮轴30通过轴承26和31安装在所述齿轮箱11上,所述第二伞齿轮23固定安装在该齿轮轴30上。
请结合参阅图2,所述的电机部件包括智能步进电机18、制动器15、传动轴20、电机安装架16、联轴器19、第一伞齿轮12和屏蔽盒17。所述电机安装架16固定于所述齿轮箱11上,所述智能步进电机18固定在电机安装架16上,所述传动轴20通过轴承14和21安装在所述齿轮箱11侧面的箱体上且与所述齿轮轴30正交,该传动轴20通过所述联轴器19与智能步进电机18连接,所述第一伞齿轮12安装在该传动轴20上并与第二伞齿轮23啮合;所述制动器15通过所述电机安装架16安装到所述齿轮箱11上,并且该制动器15由48V直流电控制,所述制动器15在断电的情况下制动所述传动轴20;所述屏蔽盒17用螺丝固定于所述齿轮箱11上,该屏蔽盒17上设有电源信号接口;所述智能步进电机18的侧面贴有导热硅片,该智能步进电机18通过所述屏蔽盒17上的航空插座与外界连接。工作时,首先所述制动器15得电并松开处于制动状态的传动轴20,然后所述智能步进电机18得电,并通过联轴器19带动传动轴20旋转而将动力传递给第一伞齿轮12,然后第一伞齿轮12再将动力传给第二伞齿轮23,第二伞齿轮23再带动齿轮轴30转动将动力输出。在智能步进电机18掉电或者损坏的情况下,所述制动器15能够制动锁定所述传动轴20,保证所述电动缸部件发生锁死状况,从而保持住对主反射面变形量已作出的补偿状态。
请参阅图1,所述的减速部件包括摆线针轮减速器8、安装座32、凸轮定位套33和减速器输出轴35。所述摆线针轮减速器设置于防护箱7中,并且通过安装座32安装于所述齿轮箱11的上部,该摆线针轮减速器8通过所述凸轮定位套33与所述齿轮轴30连接,所述减速器输出轴35设置于该摆线针轮减速器8的上部并输出动力。工作时,首先是齿轮箱11中的齿轮轴30将动力传递给凸轮定位套33,然后凸轮定位套33再将力输入给摆线针轮减速器8,摆线针轮减速器8经过变速再将放大扭矩后的力通过减速器输出轴35输出给电动缸部件。
所述的电动缸部件包括丝杆38、丝杆螺母1、电动缸壳体39、刚导套40、拉板4和拉杆41。所述丝杆38与所述减速器输出轴35连接,并且该丝杆38通过轴承36和37套置于所述电动缸壳体39的内部;所述刚导套40通过滑动轴承2套置于该电动缸壳体39的外周,所述拉板4固定于该刚导套40上,所述拉杆41连接于该拉板4上;所述丝杆螺母1设置于所述电动缸壳体39的内部且连接于所述丝杆38的外周,该丝杆螺母1与所述刚导套40相固定连接,并且受所述电动缸壳体39内的滑道约束只能作直线运动;所述丝杆38旋转并驱动所述丝杆螺母1作上下直线运动,带动所述刚导套40沿电动缸壳体39上下运动,进而带动所述拉板4和拉杆41运动。工作时,首先减速部件的减速器输出轴35将动力通过键连接形式传递给丝杆38,丝杆38在轴承36和37的支持下旋转并驱动丝杆螺母1运动,由于丝杆螺母1受滑道约束,所以只能作上下直线运动;丝杠螺母1运动时,带动刚导套40沿电动缸壳体39上下运动,由于刚导套40内有滑动轴承2,所以磨擦较小;刚导套40的运动带动拉板4和拉杆41运动,从而达到驱动外接大型射电望远镜主反射面分面板的作用。

Claims (6)

1.一种带制动器的电动执行器,其特征在于:所述电动执行器包括电机部件、传动部件、减速部件和电动缸部件,所述电机部件依次连接传动部件、减速部件和电动缸部件,并通过传动部件和减速部件驱动电动缸部件运动;所述电机部件包括智能步进电机、制动器和传动轴;所述传动部件包括齿轮箱、齿轮轴和第二伞齿轮,所述齿轮轴通过轴承安装在所述齿轮箱上,所述第二伞齿轮固定安装在该齿轮轴上;工作时首先所述制动器得电并松开处于制动状态的传动轴,然后所述智能步进电机得电并带动传动轴旋转传递动力,在智能步进电机掉电或者损坏的情况下,所述制动器能够保证所述电动缸部件处于锁死状况。
2.如权利要求1所述的带制动器的电动执行器,其特征在于:所述的电机部件还包括电机安装架、联轴器、第一伞齿轮和屏蔽盒,所述电机安装架固定于所述齿轮箱上,所述智能步进电机固定在电机安装架上,所述传动轴通过轴承安装在所述齿轮箱侧面的箱体上且与所述齿轮轴正交,该传动轴通过所述联轴器与智能步进电机连接,所述第一伞齿轮安装在该传动轴上并与第二伞齿轮啮合,所述制动器通过所述电机安装架安装到所述齿轮箱上且在断电情况下制动所述传动轴,所述屏蔽盒固定于所述齿轮箱上,该屏蔽盒上设有电源信号接口。
3.如权利要求2所述的带制动器的电动执行器,其特征在于:所述的智能步进电机的侧面贴有导热硅片,该智能步进电机通过所述屏蔽盒上的航空插座与外界连接。
4.如权利要求2所述的带制动器的电动执行器,其特征在于:所述的减速部件包括摆线针轮减速器、安装座、凸轮定位套和减速器输出轴,所述摆线针轮减速器通过安装座安装于所述齿轮箱上部并且通过所述凸轮定位套与所述齿轮轴连接,所述减速器输出轴设置于该摆线针轮减速器的上部并输出动力。
5.如权利要求4所述的带制动器的电动执行器,其特征在于:所述的电动缸部件包括丝杆、丝杆螺母、电动缸壳体、刚导套、拉板和拉杆,所述丝杆与所述减速器输出轴连接并通过轴承套置于所述电动缸壳体内部,所述刚导套通过滑动轴承套置于该电动缸壳体外周,所述拉板固定于该刚导套上,所述拉杆连接于该拉板上,所述丝杆螺母设置于所述电动缸壳体内部且连接于所述丝杆的外周,该丝杆螺母与所述刚导套相固定连接并受所述电动缸壳体内的滑道约束只能作直线运动,所述丝杆旋转并驱动所述丝杆螺母作上下直线运动,带动所述刚导套沿电动缸壳体上下运动,进而带动所述拉板和拉杆运动。
6.如权利要求1所述的带制动器的电动执行器,其特征在于:所述的制动器由48V直流电控制。
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