一种伺服装置
阅读说明：本技术 一种伺服装置 (Servo device ) 是由 丁弘毅 焦玮玮 王效亮 刘山 周巍峰 陶文凯 高志城 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本申请实施例中提供了一种伺服装置,包括：伺服电机；作动杆；旋转变直线运动机构,所述旋转变直线运动机构分别与所述伺服电机和所述作动杆连接,以将所述伺服电机的旋转运动转化为所述作动杆沿所述作动杆的长度方向的直线运动；磁编码器,安装在所述伺服电机的尾部,所述磁编码器用于对所述伺服电机的位移量信息进行测量,以实现对所述伺服电机的闭环控制。本申请实施例解决了传统的伺服系统集成化程度低的技术问题。(The embodiment of the application provides a servo device, including: a servo motor; an actuating rod; the rotary-to-linear motion mechanism is respectively connected with the servo motor and the actuating rod so as to convert the rotary motion of the servo motor into the linear motion of the actuating rod along the length direction of the actuating rod; and the magnetic encoder is arranged at the tail part of the servo motor and is used for measuring the displacement information of the servo motor so as to realize the closed-loop control of the servo motor. The embodiment of the application solves the technical problem that the traditional servo system is low in integration degree.)
技术领域
本申请涉及自动控制技术领域，具体地，涉及一种伺服装置。
背景技术
伺服系统(servomechanism)又称随动系统，自动控制系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。
伺服系统运用到飞行器制导与控制领域时，包括伺服作动器和控制驱动器。伺服作动器与控制驱动器是各自独立分体式分布，通过电缆连接。伺服作动器是执行机构，通过带动舵面或者喷管实现飞行器的姿态控制，主要可分为气动、液压、电动伺服机构三大类。控制驱动器是伺服作动器的控制装置，在电动伺服机构中，通过把接收到的控制指令转换成PWM三相电压信号传递给伺服作动器的电机，控制电机旋转，从而实现对伺服作动器伸缩的控制。
因此，传统的伺服系统集成化程度低，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。
发明内容
本申请实施例中提供了一种伺服装置，以解决传统的伺服系统集成化程度低的技术问题。
本申请实施例提供了一种伺服装置，包括：
伺服电机；
作动杆；
旋转变直线运动机构，所述旋转变直线运动机构分别与所述伺服电机和所述作动杆连接，以将所述伺服电机的旋转运动转化为所述作动杆沿所述作动杆的长度方向的直线运动；
磁编码器，安装在所述伺服电机的尾部，所述磁编码器用于对所述伺服电机的位移量信息进行测量，以实现对所述伺服电机的闭环控制。
本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：
所述旋转变直线运动机构分别与所述伺服电机和所述作动杆连接，以将所述伺服电机的旋转运动转化为所述作动杆沿所述作动杆的长度方向的直线运动，即作动杆能做直线运动；由于磁编码器安装在伺服电机的尾部，在伺服电机旋转时，磁编码器对伺服电机的位移量信息进行测量；其中，伺服电机的位移量信息是被控的输出，其返回到作为控制的输入端，从而实现对伺服电机的闭环控制，即实现作动杆直线运动的自动控制。与现有技术中采用电机旋转变压器和滑动式线位移传感器实现闭环控制相比，本申请实施例的伺服装置，采用磁编码器对伺服电机的位移量进行测量，进而通过伺服电机的位移量信息实现闭环控制的方式，所需的器件较少，安装空间较小，集成化程度较高，同时也节约了成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例的一种伺服装置的示意图；
图2为图1所示的A-A剖视图。
附图标记说明：
100壳体，
210伺服电机，220作动杆，230齿轮减速箱，240行星滚珠丝杠，
250丝杠螺母，260作动筒，
310磁编码器，320控制电路板，330驱动模块，340驱动电路板，
350连接接口，
410散热底板，411散热底座，420减振器。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1为本申请实施例的一种伺服装置的示意图；图2为图1所示的A-A剖视图。
如图1和图2所示，本申请实施例的伺服装置，包括壳体100和设置在壳体内的部件。设置在所述壳体内的部件包括：
伺服电机210，作动杆220和旋转变直线运动机构，所述旋转变直线运动机构分别与所述伺服电机和所述作动杆连接，以将所述伺服电机210的旋转运动转化为所述作动杆220沿所述作动杆220的长度方向的直线运动；
磁编码器310，安装在所述伺服电机210的尾部，所述磁编码器310用于对所述伺服电机的位移量信息进行测量，以实现对所述伺服电机的闭环控制。
本申请实施例的伺服装置，是要实现作动杆直线运动的自动控制。所述旋转变直线运动机构分别与所述伺服电机和所述作动杆连接，以将所述伺服电机的旋转运动转化为所述作动杆沿所述作动杆的长度方向的直线运动，即作动杆能做直线运动；由于磁编码器安装在伺服电机的尾部，在伺服电机旋转时，磁编码器对伺服电机的位移量信息进行测量；其中，伺服电机的位移量信息是被控的输出，其返回到作为控制的输入端，从而实现对伺服电机的闭环控制，即实现作动杆直线运动的自动控制。与现有技术中采用电机旋转变压器和滑动式线位移传感器实现闭环控制相比，本申请实施例的伺服装置，采用磁编码器对伺服电机的位移量进行测量，进而通过伺服电机的位移量信息实现闭环控制的方式，所需的器件较少，安装空间较小，集成化程度较高，同时也节约了成本。
实施中，如图1和图2所示，设置在所述壳体内的部件还包括：
控制电路板320，用于根据所述伺服电机的位移量信息和时间信息形成控制信号；
驱动模块330，用于根据所述控制信号输出PWM三相电压信号，其中，所述PWM三相电压信号用于驱动所述伺服电机；
驱动电路板340，用于根据所述控制信号驱动所述驱动模块工作，且对所述驱动模块进行保护。
控制电路板，驱动模块和驱动电路板所起的作用是与背景技术中的控制驱动器所起的作用是类似的。不同点在于，背景技术中伺服作动器和控制驱动器是两个独立分体式分布的器件，通过电缆连接，导致背景技术中的伺服系统集成化程度低；本申请实施例中，控制电路板，驱动模块和驱动电路板与伺服电机，作动杆，旋转变直线运动机构都设置在同一壳体内，即所述伺服装置是以一体化结构，伺服装置的集成化程度较高。
实施中，所述磁编码器具有位移量信息传输线，所述位移量信息传输线与所述驱动电路板连接；
所述驱动电路板和所述控制电路板通信连接，以使所述位移量信息从所述磁编码器经所述驱动电路板传输至所述控制电路板；
所述电机具有PWM三相电压信号传输线，所述PWM三相电压信号传输线与所述驱动电路板连接；
所述驱动模块和所述驱动电路板电连接，以使所述PWM三相电压信号从所述驱动模块，经所述驱动电路板传输至所述电机；
其中，PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制技术)三相电压信号是脉冲宽度调制技术调制形成的三相电压信号。
位移量信息传输线和PWM三相电压信号传输线都是与驱动电路板连接的，位移量信息和PWM三相电压信号都经过驱动电路板中转，使得控制电路板，驱动模块和驱动电路板作为一个整体，与外部的连接关系较为简单，有利于缩短连接用线缆的程度，减轻伺服装置的重量；同时，控制电路板和驱动电路板之间的连接，以及驱动电路板和驱动模块的连接通过插接同时实现，集成化程度较高，同时减少了线缆的使用，减轻伺服装置的重量。
实施中，如图1和图2所示，所述位移量信息传输线和所述PWM三相电压信号传输线合并形成一个二合一接头；
所述驱动电路板具有一个连接接口350，所述二合一接头和所述连接接口350连接。
通过二合一接头和连接接口，最大程度简化了走线，集成化程度较高。
驱动模块是散热较大的器件。因此要对驱动模块进行散热。如图1和图2所示，伺服装置还包括与所述壳体的内底固定的散热底板410，所述散热底板410覆盖所述壳体100的内底；
所述驱动模块330固定在所述散热底板410之上，所述驱动电路板340间隔设置在所述驱动模块330之上。
这样，驱动模块与散热底板固定，有利于散热，同时所述驱动电路板和所述驱动模块之间间隔设置，也有利于驱动模块散热，减小驱动模块的散热对驱动电路板的影响。
实施中，所述散热底板是金属材料制成的散热底板。
金属材料制成的散热底板，能够起到较好的散热作用。
实施中，如图1和图2所示，所述散热底板凸设有的散热底座411，所述驱动模块330与所述散热底座411直接接触，所述散热底座411用于增大散热面积及配合所述驱动模块的高度；
所述散热底板410和所述散热底座411为作为整体为一体化结构。
散热底座具有一定的高度，这样，散热底座的侧面也能起到散热作用。
实施中，所述散热底座与所述驱动模块相接触的上表面为平面；
所述散热底座的上表面和所述散热底板之间形成散热翅片。
散热翅片的存在，大大增加了散热面积，有利于驱动模块的快速散热。
实施中，如图1和图2所示，所述控制电路板320与所述散热底板410固定。
这样，实现了控制电路板的固定和散热。
实施中，如图1和图2所示，伺服装置还包括：
减振器420，所述散热底板410通过所述减振器420与所述壳体100固定。
散热底板通过减振器与壳体固定，减小了振动对整个伺服装置的影响。
实施中，如图1和图2所示，所述伺服电机210是两台，对称设置在所述作动杆220的两侧；
所述旋转变直线运动机构分别与两个所述伺服电机210连接，以将两个所述伺服电机的旋转运动转化为所述作动杆沿所述作动杆的长度方向的直线运动。
这样，实现了两个伺服电机的功率转矩转化为同一作动杆的直线运动，两个伺服电机总的输出功率较大，能适用于对输出功率要求较高的场合。
实施中，如图1和图2所示，所述旋转变直线运动机构包括N个齿轮减速箱230，行星滚珠丝杠240，丝杠螺母250和作动筒260；其中，N是大于等于3的奇数；
N个所述齿轮减速箱230并排设置传动旋转运动，两个所述伺服电机210分别和两端的所述齿轮减速箱230通过螺钉安装；所述行星滚珠丝杠240和中间的齿轮减速箱230之间的连接为键连接；所述行星滚珠丝杠240外套接所述丝杠螺母250，所述丝杠螺母250外固定所述作动杆220，所述作动筒260套在所述作动杆220外；
所述伺服电机210旋转，经所述齿轮减速箱230传动所述行星滚珠丝杠240随着旋转，所述行星滚珠丝杠240和所述丝杠螺母250相配合将所述行星滚珠丝杠240的旋转转化为所述丝杠螺母250沿所述作动筒260的直线运动，从而带动所述作动杆220能够沿所述作动筒260进行伸缩的直线运动。
这样，通过简单的结构实现了将伺服电机的旋转运动转化为所述作动杆沿所述作动杆的长度方向的直线运动。
在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。