一种铁芯磁保持并行步进旋盘的设计方法
【专利摘要】铁芯磁保持并行步进旋盘的【技术领域】是属于机械制造、智能控制、机器人技术、自动化控制、电磁【技术领域】，技术的主要内容是通过多个单元铁芯磁保持驱动器，在旋盘上按一定角度的分布，每一个单元铁芯磁保持驱动器的行程，定义一步，每一步会推动旋盘旋转一定的角度，这样就可以按需要旋转的角度，推进几个单元磁保持铁芯驱动器，达到需要的角度。
【专利说明】一种铁芯磁保持并行步进旋盘的设计方法
【技术领域】
[0001]铁芯磁保持并行步进旋盘的【技术领域】是属于机械制造.智能控制.机器人技术.自动化控制.电磁【技术领域】，技术的主要内容是通过多个单元铁芯磁保持驱动器，在旋盘上按一定角度的分布，，每一个单元铁芯磁保持驱动器的行程，定义一步，每一步会推动旋盘旋转一定的角度，这样就可以按需要旋转的角度，推进几个单元磁保持铁芯驱动器，达到需要的角度。
【背景技术】
[0002]由于数字技术的空前的发展，数字控制的可控性好，精度高，特别是智能机械设备和机器人技术得到空前的发展，对精确可控的旋转角度有了更高的要求，不但要精度高，速度和加速度快，可靠性好，产品寿命长，故障率要求极低，耗电少，现在常用的产品有2种，
1.伺服电机，2步进电机。伺服电机的优点是实现了位置.速度和力矩的闭环控制，高速性能好，抗过载能力强，低速运行平稳，电机加减速的动态相应时间短，发热和噪音明显降低，缺点是耗电大，启动速度和加速度较慢，要配备十分复杂的编码器，体积大，重量重。步进电机的优点是1.电机旋转的角度正比于脉冲数；2.电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时)；3.由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性；4.优秀的起停和反转响应；5.由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命；6.电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本；7.仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。8.由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。缺点是1.如果控制不当容易产生共振；2.难以运转到较高的转速。3.难以获得较大的转矩4.在体积大5.重量重6.耗电大。7.超过负载时会破坏同步，8.高速工作时会发出振动和噪声，9.会失步。所以它们存在共同的缺点，耗电大，加速度和启动速度慢，体积大，重量重，控制系统结构复杂。不能满足高端技术的要求，比如智能机器人这一方面。
【发明内容】
[0003]为了满足一些高端技术的要求，特别是仿人智能机器人的要求，我们开发了铁芯磁保持并行步进旋转盘，1.它体积小，2.因为并行启动，所以反应速度和加速度快，3.比较轻，4.耗电小，5.达到固定点就固定了，6.控制系统简单，其特征是单元铁芯磁保持驱动器是有里外壳构成，中间绕上线圈，在驱动器的两头放上磁铁，磁铁是同性相对的，前面的磁铁的中间有一个圆孔，穿过圆孔的是由铁芯穿过来的驱动轴，在内壳中间放上铁芯，在铁芯的中间安上驱动轴，驱动轴穿过磁铁圆孔，驱动轴的材料是不会被磁铁吸引的材料，这样给线圈的引线一个正向脉冲电流，铁芯就被磁化，产生磁极，前端是N极，后端是S极，由于驱动器前后的磁铁是S和S相对的，铁芯和后面的磁铁相斥和前面的磁铁相互吸引，所以向前运动，被前面的磁铁吸引住，这时就可以断电，铁芯保持被前面的磁铁状态，驱动轴处于推进状态，如果给线圈一个反向的脉冲电流，铁芯被磁化，这时铁芯的前头是S极，后头是N极,铁芯就和如头的磁铁相排斥，和后面的磁铁相吸引，铁芯就向后运动，被后面的磁铁吸引住，在状态下，驱动轴处于缩进状态，单元铁芯磁保持驱动器也可以N和N相对，通过反相操作也能达到同样的效果，旋转盘的设计方法是第一条的横杆和中心轴是固定死的，其他的横杆都是和中心轴是活动的，最后的横杆是和圆盘固定死的，单元铁芯磁保持驱动器是安装在两根横杆中间，每两根相隔的横杆中间都安上一个单元铁芯磁保持驱动器，根据设备的需求安多少个，这样给其中任何一个单元铁芯磁保持驱动器一个正向脉冲电流，单元铁芯磁保持驱动器的驱动轴就会向前推进，驱动轴就会推动前面的横杆，横杆就会旋转一个角度，如果同时给每一个单元铁芯磁保持驱动器正向脉冲电流，那么铁芯磁保持并行步进旋转盘就给出最大的旋转角，如果同时给每一个单元铁芯磁保持驱动器一个反向脉冲电流，那么铁芯磁保持并行步进旋转盘给出最小的角度，当你需要多大的旋转角，就启动多少个单元铁芯磁保持驱动器，每一个单元铁芯磁保持驱动器的行程定义为一步，推动旋盘旋转的角度为最小单元角。
[0004]附件说明
图1是铁芯磁保持并行步进旋盘的结构图，1.代表旋转盘，2.代表第I条横杆它是和中心轴连接死的，也是和外部连接的固定杆，3和4代表活动的横杆，它可以绕中心轴旋动，5是代表最后一条横着，它也可以绕中心轴旋动，并且它是和旋转盘固定在一起的，6是代表活动杆上面的轴承，他是套在中心轴上，7是代表中心轴，8.9.10.代表单元铁芯磁保持驱动器，这里只画3个，它可以按设计需求按多少个，11代表最后的横杆和旋转盘的固定点。图2是单元铁芯磁保持驱动器的结构图，I是代表单元铁芯磁保持驱动器的外壳，2是代表单元铁芯磁保持驱动器的内壳，3.4代表磁铁，5是代表铁芯，6是代表线圈，7是代表驱动轴，8.9是线圈的引线，S.N代表磁铁的极性。
[0005]实施方法:
铁芯磁保持并行步进旋转盘是要在处理器和编码器的作用下工作的，当处理器给铁芯磁保持并行步进驱动器的里面的某一个单元铁芯磁保持驱动器一个正向脉冲电压，通过外围的电路，就会给这个单元铁芯磁保持驱动器一个正向脉冲电流，这个单元铁芯磁保持驱动器就会向前推进，编码器就会记录这个单元铁芯磁保持驱动器的状态，当处理器给铁芯磁保持并行步进驱动器的里面的某一个单元铁芯磁保持驱动器一个反向电压，通过外围的电路，就会给这个单元铁芯磁保持驱动器一个反向脉冲电流，这个单元铁芯磁保持驱动器就会向后缩进，编码器就会记录这个单元铁芯磁保持驱动器的状态，并且每个单元铁芯磁保持驱动器的前端或后端安上传感器，传感器的作用是感知到单元铁芯磁保持驱动器的状态是推进状态还是收缩状态，这样处理器读取编码器的数据或根据传感器的信息都可以知道当前铁芯磁保持并行步进驱动器里面的每一个单元铁芯磁保持驱动器的状态，当工作需要多少旋转角度时，处理器就会根据目前编码器或传感器的状态，就会马上作出决定，同时打开或关闭几个单元铁芯磁保持驱动器，单元铁芯磁保持驱动器就会推动各自的横杆达到并行驱动的目的，一下子就达到需要的角度，它执行的速度之快是现在任何其他设备不能达到的。
【权利要求】
1.一种铁芯磁保持并行步进旋盘的设计方法，特征是，单元铁芯磁保持驱动器是有里外壳构成，中间绕上线圈，在驱动器的两头放上磁铁，磁铁是同性相对的，前面的磁铁的中间有一个圆孔，穿过圆孔的是由铁芯穿过来的驱动轴，在内壳中间放上铁芯，在铁芯的中间安上驱动轴，驱动轴穿过磁铁圆孔，驱动轴的材料是不会被磁铁吸引的材料，这样给线圈的引线一个正向脉冲电流，铁芯就被磁化，产生磁极，前端是N极，后端是S极，由于驱动器前后的磁铁是S和S相对的，铁芯和后面的磁铁相斥和如面的磁铁相互吸引，所以向如运动，被前面的磁铁吸引住，这时就可以断电，铁芯保持被前面的磁铁状态，驱动轴处于推进状态，如果给线圈一个反向的脉冲电流，铁芯被磁化，这时铁芯的前头是S极，后头是N极，铁芯就和前头的磁铁相排斥，和后面的磁铁相吸引，铁芯就向后运动，被后面的磁铁吸引住，在状态下，驱动轴处于缩进状态，单元铁芯磁保持驱动器也可以N和N相对，通过反相操作也能达到同样的效果，旋转盘的设计方法是第一条的横杆和中心轴是固定死的，其他的横杆都是和中心轴是活动的，最后的横杆是和圆盘固定死的，单元铁芯磁保持驱动器是安装在两根横杆中间，每两根相隔的横杆中间都安上一个单元铁芯磁保持驱动器，根据设备的需求安多少个，这样给其中任何一个单元铁芯磁保持驱动器一个正向脉冲电流，单元铁芯磁保持驱动器的驱动轴就会向前推进，驱动轴就会推动前面的横杆，横杆就会旋转一个角度，如果同时给每一个单元铁芯磁保持驱动器正向脉冲电流，那么铁芯磁保持并行步进旋转盘就给出最大的旋转角，如果同时给每一个单元铁芯磁保持驱动器一个反向脉冲电流，那么铁芯磁保持并行步进旋转盘给出最小的角度，当你需要多大的旋转角，就启动多少个单元铁芯磁保持驱动器，每一个单元铁芯磁保持驱动器的行程定义为一步，推动旋盘旋转的角度为最小单元角。
【文档编号】H01F7/08GK103441718SQ201310405905
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】胡明建 申请人:胡明建