[实用新型]具备位置反馈和速度反馈功能的小型直线执行机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及直线运动控制技术领域，具体涉及一种具备位置反馈和速度反馈功能的小型直线执行机构。

背景技术

直线运动机构在工业和民用电子产品中有着广泛的应用和需求。如何能将绝对直线运转位置和直线运动速度的测量和反馈融入到直线运动机构中，一直是研究的热点，解决了这个问题，就能有效解决精度和效率问题，提高产品性能。

目前，常见的直线运动机构（也称“直线电机”）主要有贯通丝杠方式和齿轮齿条方式两种。鉴于齿轮齿条方式的最大优点在于可以使用通用电机，因而使用范围更广，性价比更佳，可以将齿轮齿条方式的直线运动机构广泛应用于机器人、自动电器等工业和民用产品中，实现直线运动功能。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具备位置反馈和速度反馈功能的小型直线执行机构，包括壳体、电源模块、红外测距传感器、直流电动机、电机驱动器、齿轮齿条部件、控制器及对外接口部件，这种结构的直线执行机构能够按照设定速度，达到设定位置，是一种一体化、小型双反馈式直线双向执行机构。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种具备位置反馈和速度反馈功能的小型直线执行机构，包括壳体、电源模块和对外接口部件，它还包括红外测距传感器、直流电动机、电机驱动器、齿轮齿条部件、控制器，直流电动机、齿轮齿条部件、红外测距传感器装置于壳体中，直流电动机、齿轮齿条部件、红外测距传感器与控制器相连接。

优选的是，所述壳体的两侧板上设置有齿条槽。

在上述任一技术方案中优选的是，所述齿条槽为长U型槽。

在上述任一技术方案中优选的是，所述壳体的末端设置有固定装置。

在上述任一技术方案中优选的是，所述直流电动机连接电机驱动器，电机驱动器连接控制器的PWM输出接口。

在上述任一技术方案中优选的是，所述直流电动机的输出端连接齿轮齿条部件，齿轮固定装置于直流电动机的输出轴上并通过壳体将该齿轮与相同模数的齿条啮合。

在上述任一技术方案中优选的是，所述直流电动机内置有直流电机编码器，用于测量并计算齿条的直线运动速度。

在上述任一技术方案中优选的是，所述对外接口部件包括12V直流电输入接口、5V直流电输出接口和串行通讯口。

在上述任一技术方案中优选的是，所述12V直流电输入接口和5V直流电输出接口设置于电源模块，电源模块通过12V直流电输入接口连接电机驱动器，电源模块通过5V直流电输出接口连接红外测距传感器、直流电机编码器和控制器。

在上述任一技术方案中优选的是，所述串行通讯口设置于控制器的输出端，用来与上位控制器或者主控单元进行数据连接。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电机驱动器包括H桥驱动部件和PWM调压部件，PWM调压部件连接控制器的PWM输出接口，控制器的PWM信号控制调节直流电压的变化并通过H桥驱动部件传输至直流电动机。

在上述任一技术方案中优选的是，所述齿轮齿条部件的齿轮采用0.5模数、22齿数的钢制齿轮。

在上述任一技术方案中优选的是，所述齿轮齿条部件的齿条采用0.5模数、10cm长度的钢制齿条。

在上述任一技术方案中优选的是，所述红外测距传感器的输出端连接控制器的模拟信号输入端。

在上述任一技术方案中优选的是，所述红外测距传感器采用GP2Y0A51SK0F型红外测距传感器。

在上述任一技术方案中优选的是，所述控制器采用Arduino-ProMini微型控制板。

在上述任一技术方案中优选的是，所述直流电动机采用Faulhaber1516SR型微型减速直流电动机。

本实用新型的具备位置反馈和速度反馈功能的小型直线执行机构，包括壳体、电源模块、红外测距传感器、直流电动机、电机驱动器、齿轮齿条部件、控制器及对外接口部件，直流电动机、齿轮齿条部件、红外测距传感器装置于壳体中，直流电动机、齿轮齿条部件、红外测距传感器与控制器相连接。本实用新型的这种结构的直线执行机构能够按照设定速度，达到设定位置，是一种一体化、小型双反馈式直线双向执行机构。本实用新型的具备位置反馈和速度反馈功能的小型直线执行机构属于机电一体化产品，可广泛应用于机器人、自动电器等工业和民用产品中，实现直线运动功能。

附图说明