一种基于5G通信的直线旋转电机的制作方法

本实用新型涉及电机控制技术领域，具体是涉及一种基于5g通信的直线旋转电机。

背景技术：

现有的直线旋转电机在使用时，需要通过线缆直接连接驱动器来实现电机驱动功能，而直线旋转电机中包含直线和旋转两个维度的电机控制，外接驱动器的线缆多，安装空间要求高，故障排除复杂；此外，驱动器需要物理连接到控制器，部署范围有限，工程量大，配置、调试过程复杂。

技术实现要素：

本实用新型提供一种基于5g通信的直线旋转电机，能够减少直线旋转电机的外接线缆数目，降低安装复杂度，使直线旋转电机能不受距离限制的快速部署、调试、应用，且方便维修、调整。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种基于5g通信的直线旋转电机，包括：

电机执行机构，所述电机执行机构包括定子、与所述定子相配合运动的直线运动动子和旋转运动动子；

电机驱动板，集成于所述直线旋转电机上并与所述电机执行机构连接，用于根据控制指令驱动所述直线运动动子作直线运动以及驱动所述旋转运动动子作旋转运动；

5g通信模块，分别与控制器和所述电机驱动板连接，用于接收所述控制器发送的所述控制指令并将所述控制指令传输给所述电机驱动板。

进一步地，所述电机驱动板包括与所述5g通信模块连接的现场总线模块和与所述现场总线模块连接的驱动控制模块，所述驱动控制模块与所述电机执行机构连接。

进一步地，所述电机驱动板还包括连接在所述5g通信模块与所述现场总线模块之间的协议转换模块，所述协议转换模块用于进行所述5g通信模块的5g协议和所述现场总线模块的现场总线协议之间的转换。

进一步地，所述驱动控制模块上集成有用于驱动所述直线运动动子作直线运动的直线驱动电路和用于驱动所述旋转运动动子作旋转运动的旋转驱动电路。

进一步地，所述直线驱动电路通过第一控制线与所述直线运动动子连接，所述旋转驱动电路通过第二控制线与所述旋转运动动子连接。

进一步地，所述直线旋转电机还包括用于测量所述直线运动动子的直线位移的直线编码器，所述直线编码器通过第一反馈线与所述电机驱动板连接。

进一步地，所述直线旋转电机还包括用于测量所述旋转运动动子的旋转角度的旋转编码器，所述旋转编码器通过第二反馈线与所述电机驱动板连接。

进一步地，所述直线旋转电机还包括与外接供电电源连接的电源模块，所述电源模块分别与所述5g通信模块、所述电机驱动板连接。

本实用新型的有益效果是：通过5g通信模块实现控制器与电机驱动板之间的无线通信连接，一方面减少直线旋转电机外接线缆数目，降低安装复杂度，使直线旋转电机能不受距离限制的快速部署、调试、应用，且方便维修、调整，另一方面控制器的部署不受距离的限制，且控制器发生故障后，可以使用备份控制器直接切换到工作状态，而直线旋转电机的工作状态不受影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型第一实施例的基于5g通信的直线旋转电机的结构框图；

图2是本实用新型第二实施例的基于5g通信的直线旋转电机的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1是本实用新型第一实施例的基于5g通信的直线旋转电机的结构框图，该基于5g通信的直线旋转电机100包括：电机执行机构10、与电机执行机构10连接的电机驱动板20和与电机驱动板20连接的5g通信模块30。5g通信模块30以5g无线网络的方式分别与外部的控制器40和电机驱动板20进行连接，5g通信模块30接收控制器40发送的控制指令并将控制指令传输给电机驱动板20，电机驱动板20根据控制指令驱动电机执行机构10作直线运动和旋转运动。

进一步地，电机执行机构10包括定子、与定子相配合运动的直线运动动子11和旋转运动动子12，直线运动动子11在电机驱动板20的驱动下作直线运动，旋转运动动子12在电机驱动板20的驱动下作旋转运动。

进一步地，电机驱动板20集成于直线旋转电机100的尾端。该设置方式省略了电机驱动板20与直线旋转电机100之间连接线缆，简化控制过程，节省空间，减小直线旋转电机100的体积。

本实施例的5g通信模块30具有高宽带、低延时的特性，能够满足控制器40与电机驱动板20之间的控制通讯要求，5g通信模块30除了能够提供远距离控制功能，还便于直线旋转电机100批量组网使用。在本实施例中，5g通信模块30所使用的5g技术支持每10万-100万连接每平方千米，能够支持构建直线旋转电机100的大规模使用阵列。

本实用新型的第一实施例的基于5g通信的直线旋转电机100通过5g通信模块30以5g无线网络的方式实现控制器40与电机驱动板20之间的控制连接，替代传统的有线连接方式，一方面减少了直线旋转电机100外接线缆数目，降低安装复杂度，使直线旋转电机100能不受距离限制的快速部署、调试、应用，且方便维修、调整，另一方面，控制器40的部署不受距离的限制，且控制器40发生故障后，可以使用备份控制器直接切换到工作状态，而直线旋转电机100的工作状态不受影响。

在上述实施例的基础上，请参见图2，图2是本实用新型第二实施例的基于5g通信的直线旋转电机的结构框图。电机驱动板20包括协议转换模块21、现场总线模块22和驱动控制模块23。协议转换模块21连接在5g通信模块30与现场总线模块22之间，用于进行5g通信模块30的5g协议和现场总线模块22的现场总线协议之间的转换，现场总线模块22与驱动控制模块23连接，驱动控制模块23与电机执行机构10连接。

本实施例的现场总线模块22包括但不限于canopen总线、ethercat总线，通过协议转换模块21能够实现5g通信模块30与驱动电机驱动板20之间的兼容性。

进一步地，驱动控制模块23上集成有用于驱动直线运动动子11作直线运动的直线驱动电路231和用于驱动旋转运动动子12作旋转运动的旋转驱动电路232。直线驱动电路231通过第一控制线a与直线运动动子11连接，旋转驱动电路232通过第二控制线b与旋转运动动子12连接。

本实施例的第一控制线a和第二控制线b作为内部接线，内部接线直接连接到驱动控制模块23上。驱动控制模块23通过不同的控制线与直线运动动子11、旋转运动动子12连接，分别传输不同的控制指令以对应控制直线运动动子11、旋转运动动子12的运动状态。

具体地，本实用新型第二实施例的基于5g通信的直线旋转电机100的控制过程如下：控制器40下发的控制指令传输给5g通信模块30，协议转换模块21将5g协议转换为现场总线协议，以使5g通信模块30能够将控制指令传输给现场总线模块22，驱动控制模块23通过现场总线模22块接收控制指令并根据控制指令分别对直线运动动子11和旋转运动动子12进行控制。

在上述实施例的基础上，进一步地，直线旋转电机100还包括用于测量直线运动动子11的直线位移的直线编码器50和用于测量旋转运动动子12的旋转角度的旋转编码器60，直线编码器50通过第一反馈线c与电机驱动板20连接，旋转编码器60通过第二反馈线d与电机驱动板20连接。

本实施例的第一反馈线c、第二反馈线d作为内部接线，内部接线直接连接到电机驱动板20上，电机驱动板20通过第一反馈线c接收直线编码器50的反馈信息，通过第二反馈线d接收旋转编码器60的反馈信息，并将反馈信息通过现场总线模块22、5g通信模块30上传给控制器40。

具体地，直线编码器50测量直线运动动子11的直线位移并反馈信息给驱动控制模块23，旋转编码器60测量旋转运动动子12的旋转角度并反馈信息给驱动控制模块23，驱动控制模块23将反馈信息传输给现场总线模块22，协议转换模块21将现场总线协议转换为5g协议，以使现场总线模块22能够将反馈信息传输给5g通信模块30，控制器40通过5g通信模块30接收反馈信息。

进一步地，直线旋转电机100还包括与外接供电电源连接的电源模块70，电源模块70分别与5g通信模块30、电机驱动板20连接，以为5g通信模块30、电机驱动板20提供所需电能。

本实施例的电源模块70直接与外接供电电源连接，是该直线旋转电机100唯一需要外接电缆的地方，简化了直线旋转电机100的线缆布置，便于安装、维修以及调整。

以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。