CN109038938B - 一种机械电气定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械电气定位装置，包括四棱柱型安装壳体、电机支架、步进电机、滚珠丝杠、一号转动轴承、二号转动轴承、一号水平滑轨、二号水平滑轨、一号电控移动小车和二号电控移动小车,所述四棱柱型安装壳体右侧表面中心处开设有圆形开口，所述一号转动轴承嵌装在圆形开口之内，所述二号转动轴承安置于四棱柱型安装壳体内左侧表面中心处，所述电机支架连接在四棱柱型安装壳体右侧表面；本发明涉及机械电气定位领域，本装置通过定位距离调节机构实现了定位距离的随时更改，再通过定位控制机构快速的在定位处做出响应，并利用定位功能输出机构进行定位功能的应用，提高了机械电气定位应用的准确性和实时性。

Description

一种机械电气定位装置

技术领域

本发明涉及机械电气定位领域，特别是一种机械电气定位装置。

背景技术

机械电气定位，即利用机械结构运动与电气控制相结合，对机械结构运动过程中的启停点进行限制与操控，达到运动定位的效果。

目前的机械电气定位装置在实际应用过程中，仅仅能够在固定的定位距离内运行，而无法根据实际需要进行定位距离的更改，对机械电气定位的应用造成很大限制，而且一些利用接触开关进行定位的机械电气定位装置反应速度不够快，影响了机械电气定位应用的准确性和实时性。为了对此进行改善，设计一种机械电气定位装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种机械电气定位装置。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种机械电气定位装置，包括四棱柱型安装壳体、电机支架、步进电机、滚珠丝杠、一号转动轴承、二号转动轴承、一号水平滑轨、二号水平滑轨、一号电控移动小车和二号电控移动小车,所述四棱柱型安装壳体右侧表面中心处开设有圆形开口，所述一号转动轴承嵌装在圆形开口之内，所述二号转动轴承安置于四棱柱型安装壳体内左侧表面中心处，所述电机支架连接在四棱柱型安装壳体右侧表面，所述步进电机安置于电机支架上且旋转端为水平方向，所述滚珠丝杠位于四棱柱型安装壳体内部且与步进电机的旋转端进行连接，所述滚珠丝杠两端分别与一号转动轴承和二号转动轴承相搭接，所述四棱柱型安装壳体内上下两表面分别开设有一号条形凹槽和二号条形凹槽，所述一号水平滑轨和二号水平滑轨分别嵌装在一号条形凹槽和二号条形凹槽内部，所述一号电控移动小车和二号电控移动小车分别安置于一号水平滑轨和二号水平滑轨上，所述一号电控移动小车和二号电控移动小车上均设有定位距离调节机构，所述滚珠丝杠与一号电控移动小车和二号电控移动小车之间设有定位控制机构，所述四棱柱型安装壳体上表面设有定位功能输出机构。

所述定位距离调节机构由一号红外发射器、二号红外发射器、一号红外接收器和二号红外接收器共同构成，所述一号红外发射器安置于一号电控移动小车右侧表面，所述一号红外接收器安置于四棱柱型安装壳体内右侧表面上端，所述一号红外发射器与一号红外接收器相匹配，所述二号红外发射器安置于二号电控移动小车右侧表面，所述二号红外接收器安置于四棱柱型安装壳体内右侧表面下端，所述二号红外发射器与二号红外接收器相匹配。

所述定位控制机构由一号支架、二号支架、一号金属检测体、二号金属检测体、一号接近开关和二号接近开关共同构成，所述一号支架和二号支架分别连接在滚珠丝杠的螺母的上下两表面上，所述一号金属检测体和二号金属检测体分别安装在一号支架和二号支架上，所述一号接近开关安装在一号电控移动小车下表面，所述二号接近开关安装在二号电控移动小车上表面。

所述定位功能输出机构由三号水平滑轨、一号移动滑块、移动定位块、一对四号水平滑轨、一对二号移动滑块和一对折型连接杆共同构成，所述四棱柱型安装壳体上表面开设有三号条形凹槽，所述三号水平滑轨嵌装于三号条形凹槽内部，所述一号移动滑块安装在三号水平滑轨上，所述移动定位块连接在一号移动滑块上表面，所述四棱柱型安装壳体前后两侧表面均开设有条形开口，一对所述四号水平滑轨均连接在相对应的条形开口内侧下表面，一对所述二号移动滑块分别安装在一对所述四号水平滑轨上，一对所述折型连接杆分别连接在滚珠丝杠前后两侧表面上，一对所述折型连接杆均通过条形开口与一号移动滑块侧表面进行固定连接，一对所述折型连接杆侧表面均与一对所述二号移动滑块上表面进行固定连接。

所述四棱柱型安装壳体左侧表面安置有控制器、步进电机驱动器和市电接口，所述市电接口的输出端通过导线与控制器的输入端进行电性连接，所述控制器的输出端通过导线与步进电机驱动器的输入端进行电性连接。

所述控制器的输出端通过导线分别与步进电机、一号电控移动小车和二号电控移动小车的输入端进行电性连接。

所述控制器的输出端通过导线分别与一号红外发射器、二号红外发射器、一号红外接收器和二号红外接收器的输入端进行电性连接。

所述控制器的输出端通过导线分别与一号接近开关和二号接近开关的输入端进行电性连接。

所述四棱柱型安装壳体下表面四角处均连接有安装底座。

所述一号电控移动小车和二号电控移动小车内部均采用一块八位AT89S52作为控制核心、动力源采用集成化的步进电机驱动专用芯片组。

利用本发明的技术方案制作的一种机械电气定位装置，本装置通过定位距离调节机构实现了定位距离的随时更改，再通过定位控制机构快速的在定位处做出响应，并利用定位功能输出机构进行定位功能的应用，提高了机械电气定位应用的准确性和实时性。

附图说明

图1是本发明所述一种机械电气定位装置的结构示意图；

图2是本发明所述一种机械电气定位装置的正视图；

图3是本发明所述一种机械电气定位装置的定位功能输出机构的正视图；

图4是本发明所述一种机械电气定位装置的俯视图。

图中，1、四棱柱型安装壳体；2、电机支架；3、步进电机；4、滚珠丝杠；5、一号转动轴承；6、二号转动轴承；7、一号水平滑轨；8、二号水平滑轨；9、一号电控移动小车；10、二号电控移动小车；11、圆形开口；12、一号条形凹槽；13、二号条形凹槽；14、一号红外发射器；15、二号红外发射器；16、一号红外接收器；17、二号红外接收器；18、一号支架；19、二号支架；20、一号金属检测体；21、二号金属检测体；22、一号接近开关；23、二号接近开关；24、三号水平滑轨；25、一号移动滑块；26、移动定位块；27、四号水平滑轨；28、二号移动滑块；29、折型连接杆；30、三号条形凹槽；31、条形开口;32、控制器；33、步进电机驱动器；34、市电接口；35、安装底座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-4所示，一种机械电气定位装置，包括四棱柱型安装壳体1、电机支架2、步进电机3、滚珠丝杠4、一号转动轴承5、二号转动轴承6、一号水平滑轨7、二号水平滑轨8、一号电控移动小车9和二号电控移动小车10，所述四棱柱型安装壳体1右侧表面中心处开设有圆形开口11，所述一号转动轴承5嵌装在圆形开口11之内，所述二号转动轴承6安置于四棱柱型安装壳体1内左侧表面中心处，所述电机支架2连接在四棱柱型安装壳体1右侧表面，所述步进电机3安置于电机支架2上且旋转端为水平方向，所述滚珠丝杠4位于四棱柱型安装壳体1内部且与步进电机3的旋转端进行连接，所述滚珠丝杠4两端分别与一号转动轴承5和二号转动轴承6相搭接，所述四棱柱型安装壳体1内上下两表面分别开设有一号条形凹槽12和二号条形凹槽13，所述一号水平滑轨7和二号水平滑轨8分别嵌装在一号条形凹槽12和二号条形凹槽13内部，所述一号电控移动小车9和二号电控移动小车10分别安置于一号水平滑轨7和二号水平滑轨8上，所述一号电控移动小车9和二号电控移动小车10上均设有定位距离调节机构，所述滚珠丝杠4与一号电控移动小车9和二号电控移动小车10之间设有定位控制机构，所述四棱柱型安装壳体1上表面设有定位功能输出机构。

所述定位距离调节机构由一号红外发射器14、二号红外发射器15、一号红外接收器16和二号红外接收器17共同构成，所述一号红外发射器14安置于一号电控移动小车9右侧表面，所述一号红外接收器16安置于四棱柱型安装壳体1内右侧表面上端，所述一号红外发射器14与一号红外接收器16相匹配，所述二号红外发射器15安置于二号电控移动小车10右侧表面，所述二号红外接收器17安置于四棱柱型安装壳体1内右侧表面下端，所述二号红外发射器15与二号红外接收器17相匹配。

所述定位控制机构由一号支架18、二号支架19、一号金属检测体20、二号金属检测体21、一号接近开关22和二号接近开关23共同构成，所述一号支架18和二号支架19分别连接在滚珠丝杠4的螺母的上下两表面上，所述一号金属检测体20和二号金属检测体21分别安装在一号支架18和二号支架19上，所述一号接近开关22安装在一号电控移动小车9下表面，所述二号接近开关23安装在二号电控移动小车10上表面。

所述定位功能输出机构由三号水平滑轨24、一号移动滑块25、移动定位块26、一对四号水平滑轨27、一对二号移动滑块28和一对折型连接杆29共同构成，所述四棱柱型安装壳体1上表面开设有三号条形凹槽30，所述三号水平滑轨24嵌装于三号条形凹槽30内部，所述一号移动滑块25安装在三号水平滑轨24上，所述移动定位块26连接在一号移动滑块25上表面，所述四棱柱型安装壳体1前后两侧表面均开设有条形开口31，一对所述四号水平滑轨27均连接在相对应的条形开口31内侧下表面，一对所述二号移动滑块28分别安装在一对所述四号水平滑轨27上，一对所述折型连接杆29分别连接在滚珠丝杠4前后两侧表面上，一对所述折型连接杆29均通过条形开口31与一号移动滑块25侧表面进行固定连接，一对所述折型连接杆29侧表面均与一对所述二号移动滑块28上表面进行固定连接。

所述四棱柱型安装壳体1左侧表面安置有控制器32、步进电机驱动器33和市电接口34，所述市电接口34的输出端通过导线与控制器32的输入端进行电性连接，所述控制器32的输出端通过导线与步进电机驱动器33的输入端进行电性连接。

所述控制器32的输出端通过导线分别与步进电机3、一号电控移动小车9和二号电控移动小车10的输入端进行电性连接。

所述控制器32的输出端通过导线分别与一号红外发射器14、二号红外发射器15、一号红外接收器16和二号红外接收器17的输入端进行电性连接。

所述控制器32的输出端通过导线分别与一号接近开关22和二号接近开关23的输入端进行电性连接。

所述四棱柱型安装壳体1下表面四角处均连接有安装底座35。

所述一号电控移动小车9和二号电控移动小车10内部均采用一块八位AT89S52作为控制核心、动力源采用集成化的步进电机驱动专用芯片组。

本实施方案的特点为，在使用装置的过程中，首先可通过定位距离调节机构调节定位距离，即通过控制器32控制一号电控移动小车9和二号电控移动小车10分别顺着一号条形凹槽12内的一号水平滑轨7和二号条形凹槽13内的二号水平滑轨8进行移动，并通过一号红外接收器16接收一号红外发射器14发射的红外信号，并将信号传递到控制器32，来控制一号电控移动小车9最后移动到的位置，同样的通过二号红外接收器17接收二号红外发射器15发射的红外信号，并将信号传递到控制器32，来控制二号电控移动小车10最后移动到的位置。这样一号电控移动小车9和二号电控移动小车10之间的垂直距离就是设定好的定位距离。随后通过定位控制机构快速的在定位处做出响应，并利用定位功能输出机构进行定位功能的应用。这个过程中，控制器32和步进电机驱动器33控制电机支架2支撑的步进电机3启动并带动滚珠丝杠4进行转动，滚珠丝杠4的螺母带动一号支架18和二号支架19进行移动，如果一号支架18上的一号金属检测体20被带动移动到一号电控移动小车9处，将被一号接近开关22感应到一号金属检测体20并做出反应，并将信号传递到控制器32，控制器32和步进电机驱动器33再控制步进电机3进行反转，继而使滚珠丝杠4的螺母带动一号支架18和二号支架19进行反向移动，使二号支架19上的二号金属检测体21在靠近二号接近开关23的时候，同样的传递信号到控制器32，控制器32和步进电机驱动器33再控制步进电机3进行反转，如此循环往复进行定位工作。与此同时，在滚珠丝杠4工作的过程中，同样将通过折型连接杆29带动一号移动滑块25顺着三号条形凹槽30内的三号水平滑轨24进行位移，继而带动移动定位块26进行定位移动，完成定位功能的输出利用。其中二号移动滑块28起到固定支撑折型连接杆29的作用，并随着折型连接杆29的移动进行移动，同时顺着条形开口31内的四号水平滑轨27进行移动，起到了辅助折型连接杆29进行移动的作用,本装置通过定位距离调节机构实现了定位距离的随时更改，再通过定位控制机构快速的在定位处做出响应，并利用定位功能输出机构进行定位功能的应用，提高了机械电气定位应用的准确性和实时性。

在本实施方案中，本装置安置的所有电器件与其相匹配的驱动器、蓄电池以及控制器均通过本领域人员，将上述中所有驱动件、动力元件、电器件以及适配的电源通过导线进行连接，具体连接手段，应参考下述工作原理中，各电器件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。其中本装置通过市电接口34接通电源，并为装置进行供电，市电接口34的输出端通过导线与控制器32的输入端进行电性连接，控制器32的输出端通过导线与步进电机驱动器33的输入端进行电性连接。控制器32的输出端通过导线分别与步进电机3、一号电控移动小车9和二号电控移动小车10的输入端进行电性连接。控制器32的输出端通过导线分别与一号红外发射器14、二号红外发射器15、一号红外接收器16和二号红外接收器17的输入端进行电性连接。控制器32的输出端通过导线分别与一号接近开关22和二号接近开关23的输入端进行电性连接。其中一号电控移动小车9和二号电控移动小车10内部均采用一块八位AT89S52作为控制核心、动力源采用集成化的步进电机驱动专用芯片组。在使用装置的过程中，首先可通过定位距离调节机构调节定位距离，即通过控制器32控制一号电控移动小车9和二号电控移动小车10分别顺着一号条形凹槽12内的一号水平滑轨7和二号条形凹槽13内的二号水平滑轨8进行移动，并通过一号红外接收器16接收一号红外发射器14发射的红外信号，并将信号传递到控制器32，来控制一号电控移动小车9最后移动到的位置，同样的通过二号红外接收器17接收二号红外发射器15发射的红外信号，并将信号传递到控制器32，来控制二号电控移动小车10最后移动到的位置。这样一号电控移动小车9和二号电控移动小车10之间的垂直距离就是设定好的定位距离。随后通过定位控制机构快速的在定位处做出响应，并利用定位功能输出机构进行定位功能的应用。这个过程中，控制器32和步进电机驱动器33控制电机支架2支撑的步进电机3启动并带动滚珠丝杠4进行转动，滚珠丝杠4的螺母带动一号支架18和二号支架19进行移动，如果一号支架18上的一号金属检测体20被带动移动到一号电控移动小车9处，将被一号接近开关22感应到一号金属检测体20并做出反应，并将信号传递到控制器32，控制器32和步进电机驱动器33再控制步进电机3进行反转，继而使滚珠丝杠4的螺母带动一号支架18和二号支架19进行反向移动，使二号支架19上的二号金属检测体21在靠近二号接近开关23的时候，同样的传递信号到控制器32，控制器32和步进电机驱动器33再控制步进电机3进行反转，如此循环往复进行定位工作。与此同时，在滚珠丝杠4工作的过程中，同样将通过折型连接杆29带动一号移动滑块25顺着三号条形凹槽30内的三号水平滑轨24进行位移，继而带动移动定位块26进行定位移动，完成定位功能的输出利用。其中二号移动滑块28起到固定支撑折型连接杆29的作用，并随着折型连接杆29的移动进行移动，同时顺着条形开口31内的四号水平滑轨27进行移动，起到了辅助折型连接杆29进行移动的作用。其中本装置利用安装底座35进行安装固定。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机械电气定位装置，包括四棱柱型安装壳体（1）、电机支架（2）、步进电机（3）、滚珠丝杠（4）、一号转动轴承（5）、二号转动轴承（6）、一号水平滑轨（7）、二号水平滑轨（8）、一号电控移动小车（9）和二号电控移动小车（10）,其特征在于，所述四棱柱型安装壳体（1）右侧表面中心处开设有圆形开口（11），所述一号转动轴承（5）嵌装在圆形开口（11）之内，所述二号转动轴承（6）安置于四棱柱型安装壳体（1）内左侧表面中心处，所述电机支架（2）连接在四棱柱型安装壳体（1）右侧表面，所述步进电机（3）安置于电机支架（2）上且旋转端为水平方向，所述滚珠丝杠（4）位于四棱柱型安装壳体（1）内部且与步进电机（3）的旋转端进行连接，所述滚珠丝杠（4）两端分别与一号转动轴承（5）和二号转动轴承（6）相搭接，所述四棱柱型安装壳体（1）内上下两表面分别开设有一号条形凹槽（12）和二号条形凹槽（13），所述一号水平滑轨（7）和二号水平滑轨（8）分别嵌装在一号条形凹槽（12）和二号条形凹槽（13）内部，所述一号电控移动小车（9）和二号电控移动小车（10）分别安置于一号水平滑轨（7）和二号水平滑轨（8）上，所述一号电控移动小车（9）和二号电控移动小车（10）上均设有定位距离调节机构，所述滚珠丝杠（4）与一号电控移动小车（9）和二号电控移动小车（10）之间设有定位控制机构，所述四棱柱型安装壳体（1）上表面设有定位功能输出机构；

所述定位控制机构由一号支架（18）、二号支架（19）、一号金属检测体（20）、二号金属检测体（21）、一号接近开关（22）和二号接近开关（23）共同构成，所述一号支架（18）和二号支架（19）分别连接在滚珠丝杠（4）的螺母的上下两表面上，所述一号金属检测体（20）和二号金属检测体（21）分别安装在一号支架（18）和二号支架（19）上，所述一号接近开关（22）安装在一号电控移动小车（9）下表面，所述二号接近开关（23）安装在二号电控移动小车（10）上表面。

2.根据权利要求1所述的一种机械电气定位装置，其特征在于，所述定位距离调节机构由一号红外发射器（14）、二号红外发射器（15）、一号红外接收器（16）和二号红外接收器（17）共同构成，所述一号红外发射器（14）安置于一号电控移动小车（9）右侧表面，所述一号红外接收器（16）安置于四棱柱型安装壳体（1）内右侧表面上端，所述一号红外发射器（14）与一号红外接收器（16）相匹配，所述二号红外发射器（15）安置于二号电控移动小车（10）右侧表面，所述二号红外接收器（17）安置于四棱柱型安装壳体（1）内右侧表面下端，所述二号红外发射器（15）与二号红外接收器（17）相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种机械电气定位装置，其特征在于，所述定位功能输出机构由三号水平滑轨（24）、一号移动滑块（25）、移动定位块（26）、一对四号水平滑轨（27）、一对二号移动滑块（28）和一对折型连接杆（29）共同构成，所述四棱柱型安装壳体（1）上表面开设有三号条形凹槽（30），所述三号水平滑轨（24）嵌装于三号条形凹槽（30）内部，所述一号移动滑块（25）安装在三号水平滑轨（24）上，所述移动定位块（26）连接在一号移动滑块（25）上表面，所述四棱柱型安装壳体（1）前后两侧表面均开设有条形开口（31），一对所述四号水平滑轨（27）均连接在相对应的条形开口（31）内侧下表面，一对所述二号移动滑块（28）分别安装在一对所述四号水平滑轨（27）上，一对所述折型连接杆（29）分别连接在滚珠丝杠（4）前后两侧表面上，一对所述折型连接杆（29）均通过条形开口（31）与一号移动滑块（25）侧表面进行固定连接，一对所述折型连接杆（29）侧表面均与一对所述二号移动滑块（28）上表面进行固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种机械电气定位装置，其特征在于，所述四棱柱型安装壳体（1）左侧表面安置有控制器（32）、步进电机驱动器（33）和市电接口（34），所述市电接口（34）的输出端通过导线与控制器（32）的输入端进行电性连接，所述控制器（32）的输出端通过导线与步进电机驱动器（33）的输入端进行电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种机械电气定位装置，其特征在于，所述控制器（32）的输出端通过导线分别与步进电机（3）、一号电控移动小车（9）和二号电控移动小车（10）的输入端进行电性连接。

6.根据权利要求4所述的一种机械电气定位装置，其特征在于，所述控制器（32）的输出端通过导线分别与一号红外发射器（14）、二号红外发射器（15）、一号红外接收器（16）和二号红外接收器（17）的输入端进行电性连接。

7.根据权利要求4所述的一种机械电气定位装置，其特征在于，所述控制器（32）的输出端通过导线分别与一号接近开关（22）和二号接近开关（23）的输入端进行电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种机械电气定位装置，其特征在于，所述四棱柱型安装壳体（1）下表面四角处均连接有安装底座（35）。

9.根据权利要求1所述的一种机械电气定位装置，其特征在于，所述一号电控移动小车（9）和二号电控移动小车（10）内部均采用一块八位AT89S52作为控制核心、动力源采用集成化的步进电机驱动专用芯片组。