用于精密测量平台的自补偿直线电机

本技术涉及直线电机，具体而言，涉及一种用于精密测量平台的自补偿直线电机。

背景技术：

1、用于精密测量平台的直线电机对加工制造和装配精度要求很高，装配过程中需要装配人员做多次的安装调试并反复地做性能测试直至测试结果满足相应的性能指标，直线电机气隙的大小对其性能影响很大，传统直线电机的气隙大小在装配过程中完全靠装配人员手动测量，且传统直线电机的气隙大小固定不能进行调节，对装配人员的加工制造和装配要求十分苛刻。

2、精密测量平台对直线电机的定位精度及相关性能指标要求极高，直线电机使用过程中的磨损，受外界因素如温度变化、振动的影响；这些影响因素会造成直线电机气隙大小发生变化、造成直线电机次级动子在其位移方向上偏移标定的行程零点，从而影响直线电机性能，造成直线电机定位精度降低，进而导致精密测量平台测量精度降低甚至难以完成相关的测量任务，想要保证精密测量平台的测量精度除了需要保证其工作环境的稳定，还需要定期由专业的工作人员利用专业的外部测量设备对直线电机进行测量，重新将在位移方向上偏移标定行程零点的次级动子进行复位，后期维护成本高。

技术实现思路

1、本实用新型公开了一种用于精密测量平台的自补偿直线电机，结构简单，操作便利，旨在改善现有直线电机气隙难以调节以及重新标定行程零点困难的问题。

2、本实用新型采用了如下方案：本申请提供了一种用于精密测量平台的自补偿直线电机，包括工字底座，以及设置在所述工字底座上的初级，所述初级上方设置有次级座以及设置在所述次级座上的次级，还包括：可调导轨、滚动滑块组、调距组件、控制单元以及传感器装置，其中，所述可调导轨连接所述调距组件，且可上下移动地固定在所述工字底座上；所述滚动滑块组连接所述次级座，且滑动设置所述可调导轨上以使得所述次级能在所述初级上方相对运动；所述传感器装置设置于所述可调导轨与所述滚动滑块组上，所述控制单元电连接所述调距组件以及传感器装置，且配置为能控制所述调距组件调节所述初级与次级之间的气隙大小。

3、进一步地，所述可调导轨包括设置在所述工字底座两侧的可调导轨一和可调导轨二；所述滚动滑块组包括分别可滑动地安装在所述可调导轨一和可调导轨二上的第一组滚动滑块和第二组滚动滑块，所述次级座固定在所述第一组滚动滑块和第二组滚动滑块上；所述调距组件包括对应安装在所述可调导轨一和可调导轨二上的第一组伺服电机、第二组伺服电机以及与所述第一组伺服电机和第二组伺服电机连接的第一组调距丝杆和第二组调距丝杆，第一组调距丝杆和第二组调距丝杆分别与所述可调导轨一和可调导轨二之间以可动螺纹连接的方式连接，以使所述第一组伺服电机和第二组伺服电机能驱动所述可调导轨一和可调导轨二上下位移。

4、进一步地，所述可调导轨上设置有光栅尺主尺，所述滚动滑块组上设置有与所述光栅尺主尺相配合的光栅尺读数头，且所述光栅尺读数头与所述控制单元电连接；所述传感器装置包括设置在所述可调导轨的两端且与所述控制单元电连接的定位用激光测距传感器一和定位用激光测距传感器二。

5、进一步地，所述传感器装置包括设置在所述次级的四个对角上的四个测气隙用激光测距传感器，四个所述测气隙用激光测距传感器两个一组分为两组，且同组的两个测气隙用激光测距传感器布局在同一条直线上，与所述第一组伺服电机、第二组伺服电机共同作用通过调节所述两个可调导轨来自动测量直线电机的气隙量以实现自动调节。

6、进一步地，所述控制单元包括控制单元一和控制单元二，所述控制单元一电连接所述测气隙用激光测距传感器和所述调距组件，以调节所述初级与次级之间的气隙量大小；所述控制单元二电连接所述光栅尺读数头以及所述定位用激光测距传感器一和定位用激光测距传感器二以自动调节直线电机偏移行程零点的偏移量，以实现自补偿调节。

7、进一步地，所述调距组件还包括与所述第一组调距丝杆和第二组调距丝杆平行设置的第一组行程导杆和第二组行程导杆，所述第一组行程导杆通过螺栓连接以对角形式安装在所述工字底座的一侧，第二组导杆通过螺栓连接以对角形式安装在所述工字底座的另一侧。

8、进一步地，所述可调导轨包括滚道一、滚道二、端块一、滚道三、滚道四、端块二、滑轨座，所述滚道一、滚道二、滚道三、滚道四紧固安装在所述滑轨座上，所述端块一、端块二连接安装在所述滑轨座上，每个端块上均设置一个用于与行程导杆相配合的光孔和一个用于与调距丝杠相配合的螺纹孔。

9、进一步地，所述滚动滑块组包括若干个滚动滑块，所述滚动滑块包括滑块本体、多个滚动体、滚动体保持架、光栅尺读数头，所述滚动体保持架固定在所述滑块本体上，多个所述滚动体与所述滚动体保持架、滑块本体相配合，使其能在所述可调导轨上滚动。

10、进一步地，所述光栅尺读数头安装在所述滑块本体侧边上并与所述控制单元电连接。

11、有益效果：

12、根据本方案可以实现气隙大小可自动测量并可调节，在装配过程中气隙大小自动测量并完成调节，降低了装配调试的难度；后期使用过程中系统定期测量气隙大小，自动补偿因磨损及外界影响如温度变化、振动等因素导致的气隙大小变化，保证直线电机在后期使用过程中的性能更为稳定；后期使用过程中系统定期测量次级动子在其全行程中的实际位置，可以将次级动子复位至直线电机位移测量系统的行程零点，保证了直线电机长时间保持其定位精度。

技术特征：

1.一种用于精密测量平台的自补偿直线电机，包括工字底座，以及设置在所述工字底座上的初级，所述初级上方设置有次级座以及设置在所述次级座上的次级，其特征在于，还包括：可调导轨、滚动滑块组、调距组件、控制单元以及传感器装置，其中，所述可调导轨连接所述调距组件，且可上下移动地固定在所述工字底座上；所述滚动滑块组连接所述次级座，且滑动设置在所述可调导轨上以使得所述次级能在所述初级上方相对运动；所述传感器装置设置于所述可调导轨与所述滚动滑块组上，所述控制单元电连接所述调距组件以及传感器装置，且配置为能控制所述调距组件调节所述初级与次级之间的气隙大小。

2.根据权利要求1所述的用于精密测量平台的自补偿直线电机，其特征在于，所述可调导轨包括设置在所述工字底座两侧的可调导轨一和可调导轨二；所述滚动滑块组包括分别可滑动地安装在所述可调导轨一和可调导轨二上的第一组滚动滑块和第二组滚动滑块，所述次级座固定在所述第一组滚动滑块和第二组滚动滑块上；所述调距组件包括对应安装在所述可调导轨一和可调导轨二上的第一组伺服电机、第二组伺服电机以及与所述第一组伺服电机和第二组伺服电机连接的第一组调距丝杆和第二组调距丝杆，所述第一组调距丝杆和第二组调距丝杆分别与所述可调导轨一和可调导轨二以可动螺纹连接的方式连接，以使所述第一组伺服电机和第二组伺服电机能驱动所述可调导轨一和可调导轨二上下位移。

3.根据权利要求2所述的用于精密测量平台的自补偿直线电机，其特征在于，所述可调导轨上设置有光栅尺主尺，所述滚动滑块组上设置有与所述光栅尺主尺相配合的光栅尺读数头，且所述光栅尺读数头与所述控制单元电连接；所述传感器装置包括设置在所述可调导轨的两端且与所述控制单元电连接的定位用激光测距传感器一和定位用激光测距传感器二。

4.根据权利要求3所述的用于精密测量平台的自补偿直线电机，其特征在于，所述传感器装置还包括设置在所述次级的四个对角上的四个测气隙用激光测距传感器，四个所述测气隙用激光测距传感器两个一组分为两组，且同组的两个测气隙用激光测距传感器布局在同一条直线上，与所述第一组伺服电机、第二组伺服电机共同作用通过调节两个所述可调导轨来自动测量直线电机的气隙量以实现自动调节。

5.根据权利要求4所述的用于精密测量平台的自补偿直线电机，其特征在于，所述控制单元包括控制单元一和控制单元二，所述控制单元一电连接所述测气隙用激光测距传感器和所述调距组件，以调节所述初级与次级之间的气隙量大小；所述控制单元二电连接所述光栅尺读数头以及所述定位用激光测距传感器一和定位用激光测距传感器二以自动调节直线电机偏移行程零点的偏移量，以实现自补偿调节。

6.根据权利要求5所述的用于精密测量平台的自补偿直线电机，其特征在于，所述调距组件还包括与所述第一组调距丝杆和第二组调距丝杆平行设置的第一组行程导杆和第二组行程导杆，所述第一组行程导杆以对角形式安装在所述工字底座的一侧，第二组导杆以对角形式安装在所述工字底座的另一侧。

7.根据权利要求6所述的用于精密测量平台的自补偿直线电机，其特征在于，所述可调导轨包括滚道一、滚道二、端块一、滚道三、滚道四、端块二、滑轨座，所述滚道一、滚道二、滚道三、滚道四紧固安装在所述滑轨座上，所述端块一、端块二连接安装在所述滑轨座上，每个端块上均设置一个用于与行程导杆相配合的光孔和一个用于与调距丝杠相配合的螺纹孔。

8.根据权利要求7所述的用于精密测量平台的自补偿直线电机，其特征在于，所述滚动滑块组包括若干个滚动滑块，所述滚动滑块包括滑块本体、多个滚动体、滚动体保持架，所述滚动体保持架固定在所述滑块本体上，多个所述滚动体与所述滚动体保持架、滑块本体相配合，使其能在所述可调导轨上滚动。

9.根据权利要求8所述的用于精密测量平台的自补偿直线电机，其特征在于，所述光栅尺读数头安装在所述滑块本体侧边上并与所述控制单元电连接。

技术总结
本技术提供了一种用于精密测量平台的自补偿直线电机，包括工字底座，以及设置在所述工字底座上的初级，所述初级上方设置有次级座以及设置在所述次级座上的次级，还包括：可调导轨、滚动滑块组、调距组件、控制单元以及传感器装置。通过本技术可以自动测量并调节气隙大小从而辅助直线电机的装配调试，可以调节在使用过程中由于磨损及外部影响因素导致的气隙大小变化从而保证直线电机性能的稳定，可以自补偿直线电机次级动子在使用过程中受磨损及外界影响因素导致的在位移方向上偏移行程零点的偏差量从而保证直线电机的定位精度。

技术研发人员：陈根,胡中伟,曾国耀,王诗宗
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：20230309
技术公布日：2024/1/15