专利名称：一种电动执行机构位置反馈装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机电制造领域，特别是涉及电动执行机构的位置反馈 装置。
背景技术：
目前电动执行机构按照执行机构功能分为直行程执行机构、角行程执 行机构和多转式执行机构，电动执行机构的位置信息一般是通过将与动轴
匹配的电位器的反馈信号进行A/D转换后获得，过程复杂，速度低，精度 差。电动执行机构的限位装置为极限开关和凸轮组成，位置信息反馈由电 位器以及机械式传动装置构成。在安装或维护时，电位器必须调节到与执 行机构的行程(实际应用中是变化的)匹配。这样的设计要求导致定位部 件安装调试、保持和维修成本高，定位响应速度慢，不能满足工业上实时 性的要求。
目前有的定位设计采用了光电数字技术，但是只能运用在位置标量检 测的领域里，无法获取驱动轴的转动方向。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种电动执行机构位置反 馈装置，该装置能检测出电机驱动轴的转动方向，结构简单，响应速度快， 成本低。
本实用新型提供的电动执行机构位置反馈装置，包括光电式编码盘， 光电式编码盘包括光发射端、光接收端和均匀分布有若干信号发生器的码 盘，光发射端位于码盘的一侧，光接收端位于码盘的另一侧，光发射端包 括两个光发射器，光接收端包括两个光接收器，其中一光发射器与一光接
收器构成一组光耦合，另 一光发射器和另 一光接收器构成一组光耦合。
作为本实用新型的改进，两个光发射器与码盘的圆心距离相等，两个 光接收器与所述码盘的圆心距离相等。
本实用新型采用光电编码盘技术取代传统的电阻电位器，光发射端和
光接收端采用集成的双光电器件设计(光发射器Si，S2与光接收器^ R2)， 由于光接收器R和R2接收光信号的时间不同，产生的脉冲信号就不同，根据 这一特点，实现了电机驱动轴运动方向的判断。将本实用新型与电动执行 机构控制器的软件设计相结合，使得整个电动执行机构结构简单，调试方 便，响应速度快，实时性强，成本低，可广泛适用于工业中的阀门流量控 制。
图1为本实用新型位置反馈装置结构示意图2为传动装置结构示意图3为电动执行机构结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型位置反馈装置结构示意图，装置采用光电式编码盘， 具体包括光发射端l、光接收端2和码盘5。码盘5上均匀分布信号发生器 9，信号发生器9可为齿、空隙或者别的标识，用于遮断或透过光以给出位 置变化的信号。码盘5的一侧放置光发射端1，另外一侧放置光接收端2。
发射端1包括采用集成光电工艺制作在一起的光发射器St和S2， S,和 &与码盘5圆心距离相等，S^卩S2的间距取决于位置反馈装置精度要求，Si
与S2采用两个发光二极管或者更高准直度的半导体光源，Si与S2可以是不
同波长的光发射器。与发射端1对应，接收端2以相同方式集成光接收器 R和R2， R,和R2可采用光电三极管。S！与Ri构成一组光耦合，&与&构成 另一组光耦合，Si与&、 S2与Ri不发生光电响应。
如图2所示，驱动轴4上的传动齿轮3转速比齿轮6、 7、 8的转速大 许多，因此使用时，将码盘5安装在驱动轴4上，随驱动轴4一起转动， 有助于减小系统误差，提高定位精度。
下面以信号发生器9采用空隙为例说明本实用新型工作原理。码盘5 转动，当信号发生器9转至光发射器S,和光接收器R,、光发射器S2和光接 收器R2中的任一对光耦合处时，光线透过空隙，接收器&和R2感应光信号， 转为相应的电信号。该电信号经过比较放大电路产生一个计数脉冲信号， 电动执行机构控制器通过进行相应的计数来实现定位。
由于接收器Ri和R2接收到光信号的时间不同，产生的脉冲信号就有所 不同(比如正脉冲、负脉冲或大小不同的脉冲)，根据这一特点，可以判断 码盘5的运动方向从而得知驱动轴4的转动方向。
图3为电动执行机构结构示意图，当直行程电动执行机构的上下位限 开关和角行程的角度位限开关产生电平的跳变时，执行机构控制器根据计
数与计时总和值获得位置反馈装置运动的位置最大值COmax和位置最小值 OVin，再将最大值C0max和最小O)min值与该时刻相应的位置①值进行比较以修 正①，作为保障定位准确和智能化运行的基础，同时也精简了限位装置，减 小了机构的体积。
根据存储单元中记录的最大值Tmax和最小值Tmin，求出实际开度位 置的百分比ri:
11= (CO —①rnin ) /(①應一COmin)xl00% 这一设计使得电动执性机构的定位具有自整定功能。也就是说，实际 应用时只要电动执行机构上电进行阀门开关操作一次后，行程数值整定并 存储于存储单元。之后，如果工作中计数出现一些误差(比如外界机械干 扰等)，在转动到位限开关处时，可以自动整定数值，大大消减了传统电位 器实际应用时行程匹配调整的精力消耗。
权利要求1、一种电动执行机构位置反馈装置，包括光电式编码盘，光电式编码盘包括光发射端、光接收端和均匀分布有若干信号发生器的码盘，光发射端位于码盘的一侧，光接收端位于码盘的另一侧，其特征在于，光发射端包括两个光发射器，光接收端包括两个光接收器，其中一光发射器与一光接收器构成一组光耦合，另一光发射器和另一光接收器构成一组光耦合。
2、根据权利要求l所述的一种电动执行机构位置反馈装置，其特征 在于，所述两个光发射器与所述码盘的圆心距离相等，所述两个光接收器 与所述码盘的圆心距离相等。
3、根据权利要求1或2所述的一种电动执行机构位置反馈装置，其 特征在于，所述信号发生器为齿或空隙。
4、根据权利要求1或2所述的一种电动执行机构位置反馈装置，其 特征在于，所述光发射器为发光二极管。
5、根据权利要求1或2所述的一种电动执行机构位置反馈装置，其 特征在于，所述光接收器为光电三极管。
专利摘要本实用新型提供了一种电动执行机构位置反馈装置，包括光电式编码盘，光电式编码盘包括光发射端、光接收端和均匀分布有若干信号发生器的码盘，光发射端位于码盘的一侧，光接收端位于码盘的另一侧，光发射端包括两个光发射器，光接收端包括两个光接收器，其中一光发射器与一其中一光发射器与一光接收器构成一组光耦合，另一光发射器和另一接收器构成一组光耦合。本实用新型能检测出电机驱动轴的转动方向，结构简单，响应速度快，成本低，可广泛适用于工业中的阀门流量控制。
文档编号G05D3/20GK201191196SQ20082006626
公开日2009年2月4日 申请日期2008年3月27日 优先权日2008年3月27日
发明者徐智谋, 王双保, 媛 袁 申请人:华中科技大学