[实用新型]一种基于闭环控制的步进式伺服执行器

说明书

本实用新型涉及机械传动设备技术领域，具体涉及一种基于闭环控制的步进式伺服执行器，其包括滚珠花键，滚珠花键上设有一第一电机和一第二电机，滚珠花键的轴身穿过第一电机的转子，第一电机的转子与滚珠花键同步旋转；滚珠花键的轴身穿过第二电机的转子，第二电机的转子与滚珠花键同步转动；第一电机的转子连接一第一编码器，第二电机的转子连接一第二编码器。本实用新型提升了滚珠花键的运行精度，实现持续运行不丢步的效果，且确保了产品的整体体积和重量得到有效控制，对提高产品性能的情况下确保了产品的适用领域不受影响。

技术领域

本实用新型涉及机械传动设备技术领域，具体涉及一种基于闭环控制的步进式伺服执行器。

背景技术

滚珠丝杆，又称滚珠丝杠，是一种实现回转运动和线性运动之间互相转换的机械传动元件，多运用在工具机械和精密机械领域。花键是一种多齿结构的连接元件。滚珠花键结合了滚珠丝杆和花键的优点，其利用装在花键轴外筒内的滚珠，在精密研磨制成的滚动沟槽中同时进行平滑滚动及传递力矩，除了具有高度灵敏性外，更能大幅提升负载能力，适用于振动冲击负荷作用过大、定位精度要求高、以及需要高速运动性能的使用场景。另外，在轴径相同的情况下，滚珠花键所具有的额定负荷能力是传统滚珠丝杆结构的十几倍，所以能有效缩减结构尺寸，增加应用面。

滚珠花键和驱动滚珠花键运动的电机组合在一起可进行线性往复运动的执行单元。在滚珠花键的运动过程中，既有沿着直线的Z轴方向运动，又有沿着滚珠花键自身的旋转方向的R轴方向运动，因此想要获取到Z轴和R轴的运动位置数据，需要采用两种不同的传感器与滚珠花键轴进行搭接，为了驱动滚珠花键运动，还要连接外部的驱动结构，使得最终呈现的组合结构不仅体积巨大、结构繁杂，而且自重相对于滚珠花键而言，要增加很多，不利于产品的安装和运行。

基于上述问题，目前缺少一款能够在确保滚珠花键的体积和重量规格变化不大的情况下，实现对滚珠花键的R轴和Z轴运动位置数据获取的产品，来满足市场的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于闭环控制的步进式伺服执行器，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于闭环控制的步进式伺服执行器，包括滚珠花键，其中，所述滚珠花键上设有一第一电机和一第二电机，所述滚珠花键的轴身穿过所述第一电机的转子，所述第一电机的转子与所述滚珠花键同步旋转；

所述滚珠花键的轴身穿过所述第二电机的转子，所述第二电机的转子与所述滚珠花键同步转动；

所述第一电机的转子连接一第一编码器，所述第二电机的转子连接一第二编码器。

本实用新型中对滚珠花键的轴向定义为Z轴，对滚珠花键的旋转方向定义为R轴，本实用新型通过在滚珠花键上集成两个电机后实现滚珠花键在Z轴方向的直线运动和R轴方向的旋转运动，从而使滚珠花键成为具有主动式驱动能力的线性导轨执行结构，通过第一编码器和第二编码器对Z轴和R轴的运动数据进行收集，从而使滚珠花键的运动位置和精度达到可控的效果，使本实用新型作为线性导轨执行结构的性能达到步进伺服电机的级别，但体积却远比伺服电机要小巧，易于安装和布置在传统伺服电机无法布局的应用场合。

所述第一电机的转子通过一第一螺母连接所述滚珠花键。

所述第二电机的转子通过一第二螺母连接所述滚珠花键。

所述第一电机采用伺服电机。

所述第二电机采用伺服电机。

所述第一编码器套在所述滚珠花键上，所述第二编码器也套在所述滚珠花键上。

所述第一电机和所述第二电机均采用由伺服矢量算法控制的伺服电机。