本实用新型涉及一种匀速运动的执行系统防护及检测装置，具体涉及阻碍执行系统速度突变与预警装置。
背景技术：
超声波电机应用于微位移驱动装置，即微位移超声波电机，此电机适用于微小位移运动，能以纳米级位移驱动。可用于电子显微镜或者扫描隧道显微镜，以及用来做光栅衍射刻线、干涉光谱仪扫描、天体星座图象分析和检测、高精度位移检测及分子测量设备中。但是，在超声波电机使用的过程中，存在控制困难的问题，这是由于压电材料的特殊性、摩擦发热和环境变化等问题，驱动转子的摩擦力将产生严重的非线性变化。这种变化使控制电机匀速转动的难度大大增加。因此，超声波电机常常有可能发生速度突变，对于执行系统而言，会伴随着风险，因此，如何在超声波电机驱动执行机构直线运动，在发生速度突变时，能够产生有效的阻碍作用，减少速度突变带来的危害是目前急需解决的难题。同时，在超声波电机使用的过程中，存在控制困难的问题，这是由于压电材料的特殊性、摩擦发热和环境变化等问题，驱动转子的摩擦力将产生严重的非线性变化。这种变化使控制电机匀速转动的难度大大增加。此外，由于压电材料的特殊性，使得每一台超声波电动机所需要的驱动电源都不相同，这样，电机和电源必须一一配套，不利于大规模生产。因此，能够检测超声波电机内部形变状态的设备，进而实时获得超声波电机的转动状态参数，是目前各个超声波厂家迫切需要的解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供速度突变时反向作用并能够对超声波运行状态检测的装置，目的在于提供阻碍执行系统速度突变与预警装置，解决上述问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
阻碍执行系统速度突变与预警装置，包括做直线运动的执行杆，以及至少2个拉杆式位移传感器，所述拉杆式位移传感器垂直设置，拉杆的初始长度为超声波电机顶盖上表面到转动环的距离，所述执行杆设置有滑槽，所述滑槽与连接杆一端上的缓复位装置配合；还包括防护盖，所述防护盖两侧中部开孔包围执行杆，一侧上方开有支撑孔；所述连接杆另一端穿过所述支撑孔伸入防护盖内，并在连接杆另一端下方依次连接有压紧弹簧、摩擦垫，所述摩擦垫贴在执行杆的上表面；所述超声波电机顶盖设置至少2个固定槽；所述固定槽设置在转动环中心环线的正上方，相邻固定槽圆心之间的弧长为1/15-1/10个中心圆环，所述拉杆式位移传感器的拉杆穿过固定槽与转动环接触。在超声波电机直线执行机构中，速度突变通常会导致执行杆的突然伸出，打乱配合节奏，现有技术通常都采用稳压稳流电路进行超声波电机的稳定，但这种方法仍然会有面临失控的风险，因此常常配合周期检查的手段进行风险预防。但这是一种系统性风险，如果不采取预防措施，将会在发生速度突变时起到连锁反应，使后续的执行步骤产生混乱，造成损失。由于速度突变的概念是相对概念，适用于匀速执行机构的速度突变。本实用新型中，执行杆做直线运动，带动滑槽做直线运动，滑槽与连接杆上的缓复位装置时刻保持配合，但缓复位装置在执行杆匀速运动时保持静止。所述防护盖用于防止意外干扰到连接杆及其连接的各部分，隔离外部空间；所述支撑孔用于使连接杆保持倾斜，与连接杆的重力形成作用力与反作用力，使连接杆仅能够通过改变连接杆的倾斜角度，控制连接杆另一端的高度。采用所述压紧弹簧作为连接杆另一端的压力传导中间部件，而不将连接杆另一端直接与压缩垫相连，是为了避免在连接杆压力传导时，由于连接杆提供的力的方向并非竖直向下，采用压紧弹簧能够避免连接杆与压缩垫配合时由于刚性连接在产生横向相对位移时造成连接杆的折断，提高连接杆的使用寿命。所述摩擦垫在受到压缩弹簧传导的正压力后，与执行杆形成摩擦副，从而避免执行杆速度突变时没有任何防范措施，造成后续机构的错位等严重后果。执行杆的速度突变的程度越大，通过本实用新型摩擦垫提供的摩擦力越大，进而更为有效的减少执行系统由于速度突变造成的危害。至少2个拉杆式位移传感器、并且限定相邻固定槽圆心的弧长，能够有效测定转动环的相邻位置的参数变化，即依据至少2个拉杆式位移传感器的合成频率的变化或者相位差，结合相邻固定槽圆心之间的弧长为1/15-1/10个中心圆环、固定槽设置在转动环中心环线的正上方的限定，能够有效出转动环的角速度，进而推算出超声波电机的转速。拉杆式位移传感器垂直设置是为了利用重力使拉杆自然下落，与转动环紧贴，并由于转动环的支撑作用，拉杆的初始长度为超声波电机顶盖上表面到转动环的距离。相邻固定槽圆心之间的弧长为1/15-1/10个中心圆环是依据超声波电机起始和衰减的振动范围测定的，不同的超声波电机稍有区别，因此限定了测定距离的范围，从而保证超声波电机启停的实时检测。
进一步，所述摩擦垫采用摩擦材料。摩擦垫通过摩擦来吸收或传递动力，因此选择摩擦材料而并非普通橡胶，才能具备更高的摩擦强度，对速度突变及时做出反应。摩擦材料属于高分子三元复合材料，包括粘合剂、增强部分、调节剂或配合剂，通常采用石棉摩擦材料，选择但不限定NAO摩擦材料、粉末冶金摩擦材料。
进一步，所述滑槽内部两侧设置有阻碍孔，所述阻碍孔与缓复位装置配合；所述缓复位装置还连接有复位弹簧的一端，所述复位弹簧的另一端固定在防护盖上。在执行杆匀速运动时，缓复位装置本应由于滑槽的作用随着执行杆匀速运动，但设置阻碍孔后，对缓复位装置进行阻碍，在匀速运动时，缓复位装置由于阻碍孔的作用维持在原来的空间位置，只有在速度突变时，由于瞬时冲量的突然增大，使得缓复位装置随着执行杆同向移动一定的距离，从而使后续的机构动作，进一步保证本实用新型的可靠度。所述缓复位装置完成速度突变阻碍的执行动作后，通过所述复位弹簧，使缓复位装置处于执行杆匀速运动时的初始位置，避免了减少了执行杆速度突变后因为没有及时复位，导致的过阻碍问题。
进一步，所述固定槽内表面设置有环形的隔离紧固装置。由于超声波电机顶盖设定的固定槽起到固定拉杆式位移传感器，避免传感器在检测过程中的晃动影响检测结果，因此防止灰尘、水汽、静电、限位等隔离、紧固措施，需要额外增加装置才能实现，优选但不限于防静电橡胶环实现。
进一步，所述拉杆式位移传感器具有自复位功能，拉杆的初始状态为伸出状态。所述自复位功能能够进一步确保拉杆式位移传感器的拉杆与转动环接触，提高检测精度。
进一步，所述拉杆式位移传感器的拉杆底端安装有锥形套。由于超声波电机的转动环所做运动为垂向和周向组合的复合运动，在超声波电机转动时，转动环与拉杆式位移传感器的拉杆接触的面为斜面，而传统的拉杆式位移传感器为圆柱形，因此其底部与转动环接触时只能形成点接触，容易发生侧滑。在拉杆式位移传感器的拉杆底端安装有锥形套后，使拉杆底端与转动环的接触从点接触变成线接触，能够有效提高检测的精度。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型阻碍执行系统速度突变与预警装置，限定相邻固定槽圆心之间的弧长为1/15-1/10个中心圆环，实现超声波电机包括启停和转动状态在内的实时检测；
2、本实用新型阻碍执行系统速度突变与预警装置，利用摩擦副的形成，对执行杆进行阻碍，能够在减少执行机构速度突变危害的同时，确保执行杆的正常使用；
3、本实用新型阻碍执行系统速度突变与预警装置，采用至少2个拉杆式位移传感器对超声波电机的转动环进行检测，能够有效利用检测参数获取超声波电机的运行状态。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；
图2为本实用新型一种实施例的执行杆部分的剖视图；
图3为本实用新型一种实施例的超声波电机部分的剖视图；
图4为本实用新型一种实施例的超声波电机部分的俯视图。
附图中标记及对应的部件名称：
1-执行杆，2-防护盖，3-摩擦垫，4-压紧弹簧，5-滑槽，6-连接杆，7-支撑孔，8-缓复位装置，9-阻碍孔，10-复位弹簧，11-拉杆式位移传感器，12-顶盖，13-固定槽，14-转动环，15-隔离紧固装置，16-锥形套。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
如图1-4所示，本实用新型阻碍执行系统速度突变与预警装置，包括做直线运动的执行杆1，以及至少2个拉杆式位移传感器11，所述拉杆式位移传感器11垂直设置，拉杆的初始长度为超声波电机顶盖12上表面到转动环14的距离，所述执行杆1设置有滑槽5，所述滑槽5与连接杆6一端上的缓复位装置8配合；还包括防护盖2，所述防护盖2两侧中部开孔包围执行杆1，一侧上方开有支撑孔7；所述连接杆6另一端穿过所述支撑孔7伸入防护盖2内，并在连接杆6另一端下方依次连接有压紧弹簧4、摩擦垫3，所述摩擦垫3贴在执行杆1的上表面；所述超声波电机顶盖12设置至少2个固定槽13；所述固定槽13设置在转动环14中心环线的正上方，相邻固定槽13圆心之间的弧长为1/15-1/10个中心圆环，所述拉杆式位移传感器11的拉杆穿过固定槽13与转动环14接触。在超声波电机直线执行机构中，速度突变通常会导致执行杆1的突然伸出，打乱配合节奏，现有技术通常都采用稳压稳流电路进行超声波电机的稳定，但这种方法仍然会有面临失控的风险，因此常常配合周期检查的手段进行风险预防。但这是一种系统性风险，如果不采取预防措施，将会在发生速度突变时起到连锁反应，使后续的执行步骤产生混乱，造成损失。由于速度突变的概念是相对概念，适用于匀速执行机构的速度突变。本实用新型中，执行杆1做直线运动，带动滑槽5做直线运动，滑槽5与连接杆6上的缓复位装置8时刻保持配合，但缓复位装置8在执行杆1匀速运动时保持静止。所述防护盖2用于防止意外干扰到连接杆6及其连接的各部分，隔离外部空间；所述支撑孔7用于使连接杆6保持倾斜，与连接杆6的重力形成作用力与反作用力，使连接杆6仅能够通过改变连接杆6的倾斜角度，控制连接杆6另一端的高度。采用所述压紧弹簧4作为连接杆6另一端的压力传导中间部件，而不将连接杆6另一端直接与压缩垫相连，是为了避免在连接杆6压力传导时，由于连接杆6提供的力的方向并非竖直向下，采用压紧弹簧4能够避免连接杆6与压缩垫配合时由于刚性连接在产生横向相对位移时造成连接杆6的折断，提高连接杆6的使用寿命。所述摩擦垫3在受到压缩弹簧传导的正压力后，与执行杆1形成摩擦副，从而避免执行杆1速度突变时没有任何防范措施，造成后续机构的错位等严重后果。执行杆1的速度突变的程度越大，通过本实用新型摩擦垫3提供的摩擦力越大，进而更为有效的减少执行系统由于速度突变造成的危害。所述拉杆式位移传感器11采用但不限定miran KTC1直线位移传感器，所述超声波电机采用但不限定型SHINSEI超声波电机。至少2个拉杆式位移传感器11、并且限定相邻固定槽13圆心的弧长，能够有效测定转动环14的相邻位置的参数变化，即依据至少2个拉杆式位移传感器11的合成频率的变化或者相位差，结合相邻固定槽13圆心之间的弧长为1/15-1/10个中心圆环、固定槽13设置在转动环14中心环线的正上方的限定，能够有效出转动环14的角速度，进而推算出超声波电机的转速。拉杆式位移传感器11垂直设置是为了利用重力使拉杆自然下落，与转动环14紧贴，并由于转动环14的支撑作用，拉杆的初始长度为超声波电机顶盖12上表面到转动环14的距离。相邻固定槽13圆心之间的弧长为1/15-1/10个中心圆环是依据超声波电机起始和衰减的振动范围测定的，不同的超声波电机稍有区别，因此限定了测定距离的范围，从而保证超声波电机启停的实时检测。
所述摩擦垫3采用摩擦材料。摩擦垫3通过摩擦来吸收或传递动力，因此选择摩擦材料而不能选择普通橡胶，才能具备更高的摩擦强度，对速度突变及时做出反应。摩擦材料属于高分子三元复合材料，包括粘合剂、增强部分、调节剂或配合剂，通常采用石棉摩擦材料，选择但不限定NAO摩擦材料、粉末冶金摩擦材料。
所述滑槽5内部两侧设置有阻碍孔9，所述阻碍孔9与缓复位装置8配合；所述缓复位装置8还连接有复位弹簧10的一端，所述复位弹簧10的另一端固定在防护盖2上。在执行杆1匀速运动时，缓复位装置8本应由于滑槽5的作用随着执行杆1匀速运动，但设置阻碍孔9后，对缓复位装置8进行阻碍，在匀速运动时，缓复位装置8由于阻碍孔9的作用维持在原来的空间位置，只有在速度突变时，由于瞬时冲量的突然增大，使得缓复位装置8随着执行杆1同向移动一定的距离，从而使后续的机构动作，进一步保证本实用新型的可靠度。所述缓复位装置8完成速度突变阻碍的执行动作后，通过所述复位弹簧10，使缓复位装置8处于执行杆1匀速运动时的初始位置，避免了减少了执行杆1速度突变后因为没有及时复位，导致的过阻碍问题。
所述固定槽13内表面设置有环形的隔离紧固装置15。由于超声波电机顶盖12设定的固定槽13起到固定拉杆式位移传感器11，避免传感器在检测过程中的晃动影响检测结果，因此防止灰尘、水汽、静电、限位等隔离、紧固措施，需要额外增加装置才能实现，优选但不限于防静电橡胶环实现。
所述拉杆式位移传感器11具有自复位功能，拉杆的初始状态为伸出状态。所述自复位功能能够进一步确保拉杆式位移传感器11的拉杆与转动环14接触，提高检测精度。
所述拉杆式位移传感器11的拉杆底端安装有锥形套16。由于超声波电机的转动环14所做运动为垂向和周向组合的复合运动，在超声波电机转动时，转动环14与拉杆式位移传感器11的拉杆接触的面为斜面，而传统的拉杆式位移传感器11为圆柱形，因此其底部与转动环14接触时只能形成点接触，容易发生侧滑。在拉杆式位移传感器11的拉杆底端安装有锥形套16后，使拉杆底端与转动环14的接触从点接触变成线接触，能够有效提高检测的精度。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。