一种高精度的低速调控装置.pdf

1、10申请公布号CN104092423A43申请公布日20141008CN104092423A21申请号201410208973422申请日20140516H02P23/0320060171申请人西华师范大学地址637009四川省南充市顺庆区师大路一号72发明人曾体贤王茂州陈太红代伟74专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人龚燮英54发明名称一种高精度的低速调控装置57摘要本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种高精度的低速调控装置；包括依次连接的调速器、交流电机、减速器及螺纹式旋进器，所述交流电机上设置第一转盘，所述减速器上设置有第二转盘和第三转盘，所述螺纹式旋进器上设置第四

2、转盘，所述第一转盘通过皮带与第二转盘转动连接，所述第三转盘通过皮带与第四转盘转动连接，所述螺纹式旋进器上设置有螺纹杆，该螺纹杆与第四转盘同轴固定连接，所述螺纹杆上咬合连接有一套筒；该调控装置完全通过纯机械设计完成，采用多级式减速的思想解决了系统在低速下稳定工作的问题，通过交流电机调控实现了速度大范围的连续可调,其结构简单、体积小、噪声低、成本低廉、开放性强。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN104092423ACN104092423A1/1页21一种高精度的低速调控装置，其特征在于包括

3、依次连接的调速器、交流电机、减速器及螺纹式旋进器，所述交流电机上设置第一转盘，所述减速器上设置有第二转盘和第三转盘，所述螺纹式旋进器上设置第四转盘，所述第一转盘通过皮带与第二转盘转动连接，所述第三转盘通过皮带与第四转盘转动连接，所述螺纹式旋进器上设置有螺纹杆，该螺纹杆与第四转盘同轴固定连接，所述螺纹杆上咬合连接有一套筒。2根据权利要求1所述的一种高精度的低速调控装置，其特征在于所述调速器为SCA交流电子无极调速器。3根据权利要求1或2所述的一种高精度的低速调控装置，其特征在于所述调速器的调速范围为0900。4根据权利要求1所述的一种高精度的低速调控装置，其特征在于所述交流电机最大转速为7R/M

4、IN。5根据权利要求1所述的一种高精度的低速调控装置，其特征在于所述螺纹杆螺纹距为1MM。6根据权利要求1所述的一种高精度的低速调控装置，其特征在于所述第二转盘的半径是第一转盘半径的2倍，所述第四转盘的半径是第三转盘半径的2倍。权利要求书CN104092423A1/3页3一种高精度的低速调控装置技术领域0001本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种高精度的低速调控装置。背景技术0002低速调控在当今各个行业应用广泛，如机械制造业，汽车制造业，材料制备等。但交流伺服系统存在着在低速的情况下工作不稳的现象，现在的低速调控系统大多都是通过电子信号控制实现的，如改变控制系统的参数，其结构复杂，成本高昂，

5、也很难实现在极低速下长时间的稳定调控。通过机械设计来解决这一问题还鲜有报道。发明内容0003本发明的目的为了解决上述问题，提供了一种高精度的低速调控装置，该调控装置结构简单、体积小、噪声低、成本低廉、开放性强。0004为实现上述目的，本发明提供一种高精度的低速调控装置，包括依次连接的调速器、交流电机、减速器及螺纹式旋进器，所述交流电机上设置第一转盘，所述减速器上设置有第二转盘和第三转盘，所述螺纹式旋进器上设置第四转盘，所述第一转盘通过皮带与第二转盘转动连接，所述第三转盘通过皮带与第四转盘转动连接，所述螺纹式旋进器上设置有螺纹杆，该螺纹杆与第四转盘同轴固定连接，所述螺纹杆上咬合连接有一套筒。00

6、05具体的，所述调速器为SCA交流电子无极调速器。0006在本发明中，所述调速器的调速范围为0900。0007进一步的，所述交流电机最大转速为7R/MIN。0008进一步的，所述螺纹杆螺纹距为1MM。0009再者，所述第二转盘的半径是第一转盘半径的2倍，所述第四转盘的半径是第三转盘半径的2倍。0010本发明的有益效果在于该调控装置完全通过纯机械设计完成，采用多级式减速的思想解决了系统在低速下稳定工作的问题，通过采用调速器对交流电机调控实现了速度大范围的连续可调。其结构简单、体积小、噪声低、成本低廉、开放性强，能实现在极低速下的稳定控制1MM/D。该装置可适应大量种类需要低速调控的场景。附图说明

7、0011为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。0012图1为本发明结构框图；0013图2为本发明螺纹式旋进器结构示意图；0014图3为本发明调速器数值与套筒移动速度曲线关系图。说明书CN104092423A2/3页4具体实施方式0015下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例

8、。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。0016参见图1和图2，本发明提供一种高精度的低速调控装置，包括依次连接的调速器5、交流电机1、减速器2及螺纹式旋进器3，所述交流电机1上设置第一转盘12，所述减速器2上设置有第二转盘21和第三转盘22，所述螺纹式旋进器3上设置第四转盘31，所述第一转盘12通过皮带与第二转盘21转动连接，所述第三转盘22通过皮带与第四转盘31转动连接，所述螺纹式旋进器3上设置有螺纹杆32，该螺纹杆32与第四转盘31同轴固定连接，所述螺纹杆32上咬合连接有一套筒4。该高精度低速调速装置由调速器5调

9、节交流电机1的速度，由交流电机1的第一转盘12转动提供动力，第一转盘12再通过皮带带动减速器2的输入轴第二转盘21，经减速器2输出轴第三转盘22通过皮带带动螺纹式旋进器3第四转盘转动31，并且与第四转盘31共轴的地方固定一根螺纹杆32，即螺纹杆32的角速度与其相连的第四转盘31相同，螺纹杆32上套入一个与螺纹杆32咬合的套筒4，套筒4与螺纹杆32垂直的方向固定，螺纹杆32转动即带动上面的套筒4旋进移动。螺纹杆32转动一周，套入的套筒4就移动一个螺纹距的距离。0017作为本发明具体的实施方式，所述调速器5为SCA交流电子无极调速器，所述调速器5的调速范围为0900；所述交流电机最大转速为7R/M

10、IN；所述螺纹杆32螺纹距为1MM。所述第二转盘21的半径是第一转盘12半径的2倍，所述第四转盘31的半径是第三转盘22半径的2倍。假设交流电机1的最大转速是NR/MIN,此时交流电机1的调速比率是X，减速器2的减速比是Y，螺纹杆32的螺纹距为K，单位为MM。因为第一转盘半径为R1与第二转盘半径为R2的线速度同，第三转盘半径为R3与第四转盘半径为R4的线速度同，由此可计算出套筒最终的移动速度V的表达式00180019由公式1可得，式中X,Y,N是由交流电机1与减速器2的型号对应的固定参数确定的，R1,R2,R3,R4,K可根据需求自行设计确定。0020最终是通过调节交流电机的调速比率来控制移动

11、速度的，设最大比率为100,则套筒的移动速度范围为00210022由式2可知套筒的移动速度范围，这个范围是使用者根据自身需求设计得到的，理论上最小值可到达24小时精确移动1MM以内。0023为验证该装置的可行性、稳定性，对系统做了如下测试。选用可调速的交流电机1最大转速N为7R/MIN，调速器的调速范围为0900，减速器的减速比Y为60，R2R121,R4R321,螺纹距K为1MM。0024需要特别说明，由式1可知，若已知调速器5的调速比率X，就可求出移动速度的说明书CN104092423A3/3页5理论值。但此时并没有调速比率的确定值，但我们可以通过将式1变形，得到另一个可用公式。因为NX表

12、示经调速器调速后的实际转速，此时交流电机最大转速为7R/MIN，调速器的调速范围为0900，且调速器调速是线性变化的，所以可知，当调速器调到900，即为交流电机最大转速7R/MIN，调速器数值每减少100，转速降低078R/MIN，所以式1可变形为00250026T调速器显示数值；0027图3给出T900,800,700,600,500,400,300,200,100数值下的V的理论值与实际值得TV曲线，如图3所示。可以看出，理论值与实际值符合较好，装置精确度高，稳定性强，在低速环境下调速范围广。0028本高精度低速调控装置通过机械式的设计，采用多级减速的办法，很好的解决了交流伺服系统在极低速下的稳定控制。该装置结构简单、可操作性强、成本低廉，经测试，工作稳定，精度较高，理论上最低可在24小时匀速移动1MM或以内，且调速范围大并可连续可调。装置能适应大量种类的需要低速调制的环境，开放性强，适合推广使用。0029以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104092423A1/2页6图1图2说明书附图CN104092423A2/2页7图3说明书附图CN104092423A