[发明专利]伺服控制丝杠传动装置和控制方法

说明书

本说明书提供一种伺服控制丝杠传动装置和控制方法，传动装置包括伺服电机、丝杠螺母副、直线位移式电位器和控制器；丝杠螺母副包括丝杠螺母和丝杠；伺服电机用于驱动丝杠螺母转动和丝杠相对丝杠螺母平移；直线位移式电位器用于生成表示丝杠当前位置的反馈信号；控制器用于根据反馈信号确定丝杠的当前位置和伺服电机的当前转动位置，以及根据当前位置、当前转动位置和输入指令生成控制伺服电机转动的控制信号。本说明书提供的伺服控制丝杠传动装置仅使用直线位移式电位器即实现了丝杠当前位置和伺服电机当前转动位置的确定，无需在伺服电机中设置专门的角度检测传感器，结构得到简化，也减少因为角度传感器出现问题造成的传动装置故障。

技术领域

本发明涉及机械自动化技术领域，尤其涉及一种伺服控制丝杠传动机构。

背景技术

伺服控制的丝杠传动机构在需要实现设备动作精准控制的场合具有广泛应用，典型的应用为各种飞行器的舵机。

图1是典型的伺服控制丝杠传动机构的原理图。如图1所示，典型的伺服控制丝杠传动机构包括控制器01、伺服电机02、丝杠螺母副03和位移传感器04，伺服电机02中还包括角度传感器。在伺服控制器01接收到输入指令后，其通过角度传感器确定伺服电机02当前角度位置以及位置传感器04确定的丝杠螺母副中丝杠的伸出位置生成控制信号，控制伺服电机的动作。

目前，前述的伺服控制丝杠传动机构仍然使用角度传感器检测电机的位置，角度传感器的工作可靠性直接影响其安全性；另外，角度传感器等结构还增加伺服电机的尺寸，使得整个伺服控制传动结构的尺寸增加。

发明内容

本说明书提供一种伺服控制丝杠传动装置和控制方法，简化伺服控制丝杠传动装置的结构，并能够实现伺服控制。

本说明书提供一种伺服控制丝杠传动装置，包括伺服电机、丝杠螺母副、直线位移式电位器和控制器；所述丝杠螺母副包括丝杠螺母和丝杠；

所述伺服电机用于驱动所述丝杠螺母转动，继而驱动所述丝杠相对所述丝杠螺母平移；

所述直线位移式电位器用于生成表示所述丝杠当前位置的反馈信号；

所述控制器用于根据所述反馈信号确定所述丝杠的当前位置和所述伺服电机的当前转动位置，以及根据所述当前位置、所述当前转动位置和输入指令生成控制所述伺服电机转动的控制信号。

可选地，所述伺服电机为环形内转子伺服电机；所述环形内转子伺服电机的环形内转子与所述丝杠螺母固定连接。

可选地，包括一转筒；所述转筒套设在所述丝杠的外周侧；

所述环形内转子固定在所述转筒上，通过所述转筒与所述丝杠螺母固定连接；所述伺服电机和所述丝杠螺母位于所述转筒的不同径向位置区域。

可选地，所述丝杠的轴心处设置有空腔；所述直线位移式电位器至少部分位于所述空腔内。

可选地，所述根据所述反馈信号确定所述丝杠的当前位置和所述伺服电机的当前转动位置，包括：

根据所述反馈信号确定所述丝杠的当前位置；

根据所述当前位置和标定位置计算位置偏差；

根据所述位置偏差和所述丝杠的导程计算所述伺服电机的转动角度；

以及，根据所述转动角度和所述标定位置对应的所述伺服电机的转动位置确定所述当前转动位置。

可选地，所述伺服电机的输出端和所述丝杠螺母之间设置有传动齿轮；

所述根据所述位置偏差和所述丝杠的导程计算所述伺服电机的转动角度，包括：

根据所述丝杠的转动角度和由所述传动齿轮确定的传动比计算伺服电机的转动角度。