一種定位控制裝置的製作方法
2023-10-11 07:13:34 1
專利名稱：一種定位控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用低速直流電機實現自動精確旋轉定位的技術領域，具體是一種定 位控制裝置。
二背景技術：
精確旋轉定位技術是在現代先進機械設備領域經常採用的一項重要技術。現有的 精確運動和定位裝置一般利用控制程序來控制電機實現運動機構的精確運動和定位。 該類精確運動機構具有可實現任意準確運動(運動量可任意設定)的優點，市場應用 廣泛。 '
目前鄉村普遍使用的電視機室外接收天線、工業機器人、數控工具機等設備需要實
現某些特定位置的準確移動及定位功能，在公幵號為CN2079360和公開號為 CN2893960的實用新型專利中，公開了一種遙控天線定位轉向控制器和一種衛星天線 定位裝置，分別通過控制程序及控制晶片實現精確定位，具有較好的定位效果。但這 種方法也增加了定位裝置的製作成本，操作也較複雜，不適用於一些對運動精確要求 較低且不需要實現任意位置準確移動的裝置。
三、 發明內容
為克服現有技術中存在的製作成本較高、操作複雜、適用面窄的不足，本發明提 出了一種定位控制裝置。
本發明包括執行電機、電機外接的A電極、電機外接的B電極、絕緣單芯導線、 固定電刷、滑環、連接螺栓、滑動多觸頭電刷、軌道式的電極板、電機主軸和電極板 的接線插頭。其中，圓形軌道式的電極板與所選用的電機主軸同圓心，半徑大小根據 電極的數量確定。電極板中心處有電機主軸的軸孔，以保證電機主軸可以與電極板中 心軸孔之間無接觸地自由轉動；電極板上製作有多條同心圓環形軌道式的電極。電極 的製作釆用電路板制板的工藝將銅鍍在電極板上，相鄰軌道式電極之間的間距不小於 lmm。依次在相鄰電極上刻有斷口，並且相鄰兩個斷口的中心線所成的夾角等於360 度除以電極的條數；該斷口的長度大於滑動多觸頭電刷的寬度；最外層電極的斷口的 中心線與位於軌道板上的某個螺栓孔的中心線相重合。斷口在此可起到一個類似電路 開關的作用，使滑動多觸頭電刷隨電機主軸滑到斷口處可自動停止。在各條電極上分 別選取一個軌道連接點，在該點處穿透電極板，並將該電極板背面的連接點通過導線與電極板正面的電極連接；所有連接線做成一個接線插頭。各條電極上的連接點應相
對集中，並保證每個電極的連接點只與其對應電極有良好的導電性。
A電極和B電極位於電機外側，通過絕緣單芯導線將B電極與固定電刷相連。固 定電刷位於電機主軸旁的電機殼體上，並且固定電刷與電機主軸之間留有安全距離。
導電性良好的圓環形滑環的內徑略小於電機主軸的外徑，並與電機主軸過盈配合， 滑環的外圓周須能與固定電刷有良好的接觸，以達到良好的導電效果。滑環的內壁塗 敷有絕緣材料。
滑動多觸頭電刷包括了電刷軸套、電刷頭、軸套緊固頭和緊固螺栓，其中電刷軸 套的內徑略大於電機主軸的外徑，細長杆狀的電刷頭位於電刷軸套的外圓周一側，電 刷頭的中心線通過電刷軸套的中心；電刷軸套的內壁塗敷絕緣材料；在電刷軸套的外 圓周的另一側有軸套緊固頭。
在電刷頭與電極板相接觸的表面焊接導電層，確保電刷與電極板上所有電極均接 觸良好。
將圓環形的滑環套在電機主軸上靠近電機的一端，並且兩者之間過盈配合；該滑 環的外圓周表面須與固定電刷相接觸。依次將電刷軸套和電極板套裝在電機主軸上， 並使滑動多觸頭電刷的下表面與電極板的上表面接觸；滑環與滑動多觸頭電刷之間及
固定電刷與滑動多觸頭電刷之間均至少保持3mm的間距。環滑與滑動多觸頭電刷之間
用絕緣單芯導線連接。將電極板通過四根連接螺栓固定在電機殼體上，在裝配電極板 時還要保證電極板與電機主軸垂直並且同圓心，並在電極板的背面製作接線插頭。
本發明的工作過程主要利用了電路開關和閉合的原理，在A電極接電池的正極， 並根據定位需要，通過代入相鄰兩電極相差角度進行計算，合理地選擇電路板的電極， 將電池負極與所選電極的接線插頭相連。當接線插頭接通時，電機開始工作，並最終 使滑動多觸頭電刷停在預定電極的斷口位置，從而達到定位目的，具有製造成本低廉， 使用簡便，通用性強的特點。
四
圖1定位控制裝置的結構示意圖 圖2電極板電極正面鋪設示意圖 圖3電極板電極反面鋪設示意圖圖4滑動多觸頭電刷示意圖
1.電機
5.固定電刷 9.多觸頭電刷 13.連接螺栓孔 17.連接點
2. A電極 6.滑環 10.電極板 14.電極 18.電極板軸孔
4.絕緣單芯導線 8.連接螺栓 12.接線插頭 16.連接線 20.電刷頭
3. B電極 7.絕緣單芯導線 11.電機主軸 15.斷PI 19.電刷軸套 21.電刷軸套緊固頭22.緊固螺栓 五具體實施方式
實施例一
本實施實例是一種用於鄉村普遍使用的電視機室外接收天線的旋轉角定位控制的 裝置，可實現旋轉角度為60度的精確旋轉定位。
本實施實例包括執行電機l、電機外接的A電極2、電機外接的B電極3、絕緣 單芯導線4、固定電刷5、滑環6、絕緣單芯導線7、連接螺栓8、滑動多觸頭電刷9、 電極板10、電機主軸11和接線插頭12 (附圖1)。
電機1選用普通的減速電機，其轉速為每分鐘30轉以下。A電極2和B電極3 位於電機l外側，通過絕緣單芯導線4將B電極3與固定電刷5相連。固定電刷5通 過螺紋連接固定在電機主軸11旁的電機殼體上，並且該電刷5應與滑環6有良好的接 觸，以達到良好的導電效果。
用銅製作的滑環6為圓環形，其內徑略小於電機主軸11的外徑，外圓周面須能與 滑環有良好的接觸，以達到良好的導電效果。滑環的內壁塗敷有環氧樹脂。
滑動多觸頭電刷9由軸套19、電刷頭20、軸套緊固頭21和緊固螺栓22組成，軸 套19的內徑略大於電機主軸11的外徑，兩者之間間隙配合；細長杆狀的電刷頭20 位於軸套19的外圓周一側，並且滑動多觸頭電刷的寬度小於斷口 15的寬度，以保證 滑動多觸頭電刷能正常停在所預定的斷口 15;在電刷軸套19的外圓周的另一側有軸 套緊固頭21，組成軸套緊固頭21的兩個銅片之間有4mm的開口，分別在兩個銅片的 對應位置上打有相互重合的通孔，並通過緊固螺栓22將電刷軸套19固定在電機主軸 11上；電刷頭的中心線通過電刷軸套的中心。滑動多觸頭電刷軸套19選用導電性良 好的銅製作，並在滑動多觸頭電刷軸套19的內壁塗敷環氧樹脂。在電刷頭20與電極板10相接觸的表面焊接lmm厚的具有良好彈性的導電層，以使電刷頭20的下表面與 電極板10有良好的接觸。
附圖2和附圖3所示的電極板10為圓形軌道式，其半徑為3cm，鋪設有6條電極 14;電機主軸的最小旋轉角度為60度。圓形軌道式的電極板10同所選用電機的外徑 同圓心，中心處有大於電機主軸的軸孔18，以保證電機主軸與電極板中心軸孔之間無 接觸地自由轉動。製作電極板10時，採用電路板制板的工藝將銅鍍在電極板上，形成 6條圓形電極；每條電極厚2mm，寬2mm，相鄰各電極的半徑相差2mm。按順時針 依次在相鄰軌道上每60度刻一個斷口 15，該斷口是將圓弧形的電極截斷而成，其中 心線過電極板的圓心；斷口 15的長度大於多觸頭電刷的寬度，並使最外層電極的斷口 15的中心線與位於軌道板上的一個螺栓孔13的中心線相重合。在各條電極上分別選 取一個連接點17，在該點處穿透電極板IO，並將該電極板的背面的連接點17通過連 接線16與電極板IO正面的電極連接；所有連接線做成一個接線插頭。各條電極上的 連接點17應相對集中，.並保證每個連接點只與其對應電極有良好的導電性(附圖3)。
裝配時
將滑動多觸頭電刷的軸套19套裝在電機主軸11上，並使滑動多觸頭電刷9的表 面與電極板10的表面接觸；用固定螺栓22將滑動多觸頭電刷的軸套19通過電刷軸套 緊固頭21固定在電機主軸11上。圓環形的滑環6套在電機主軸11上靠近電機1的一 端，並且兩者之間過盈配合；該滑環6的外圓周表面須與固定電刷5相接觸。在環滑 6與滑動多觸頭電刷9之間用絕緣單芯導線7連接。將電極板10通過四根連接螺栓8 固定在電機1上，並在電極板10的下端製作接線插頭12。
本實施實例的工作過程主要利用了電路開關和閉合的原理，在A電極2接電池的 正極，並根據定位需要，通過代入相鄰兩電極相差角度進行計算，合理地選擇電極14， 將電池負極與所選電極的接線插頭12相連。當接線插頭12接通時，電機1開始工作， 並最終使滑動多觸頭電刷9停在預定電極14的斷口 15位置，從而達到定位目的。
實施例二
本本實施實例是一種用於鄉村普遍使用的電視機室外接收天線的旋轉角定位控制 的裝置，可實現旋轉角度為45度的精確旋轉定位。
本實施實例包括執行電機1、電機外接的A電極2、電機外接的B電極3、絕緣單芯導線4、固定電刷5、滑環6、絕緣單芯導線7、連接螺栓8、滑動多觸頭電刷9、 電極板10、電機主軸11和接線插頭12 (附圖1)。
電機1選用普通的減速電機，其轉速為每分鐘30轉以下。A電極2和B電極3 位於電機l外側，通過絕緣單芯導線4將B電極3與固定電刷5相連。固定電刷5通 過螺紋連接固定在電機主軸11旁的電機殼體上，並且該電刷5應與滑環6有良好的接 觸，以達到良好的導電效果。
用銅製作的滑環6為圓環形，其內徑略小於電機主軸11的外徑，外圓周面須能與 滑環有良好的接觸，以達到良好的導電效果。滑環的內壁塗敷有環氧樹脂。
滑動多觸頭電刷9由軸套19、電刷頭20、軸套緊固頭21和緊固螺栓22組成，軸 套19的內徑略大於電機主軸11的外徑，兩者之間間隙配合；細長杆狀的電刷頭20 位於軸套19的外圓周一側，並且滑動多觸頭電刷的寬度小於斷口 15的寬度，以保證 滑動多觸頭電刷能正常停在所預定的斷口 15;在電刷軸套19的外圓周的另一側有軸 套緊固頭21，組成軸套緊固頭21的兩個銅片之間有4mm的開口，分別在兩個銅片的 對應位置上打有相互重合的通孔，並通過緊固螺栓22將電刷軸套19固定在電機主軸 11上；電刷頭的中心線通過電刷軸套的中心。滑動多觸頭電刷軸套19選用導電性良 好的銅製作，並在滑動多觸頭電刷軸套19的內壁塗敷環氧樹脂。在電刷頭20與電極 板IO相接觸的表面焊接lmm厚的具有良好彈性的導電層，以使電刷頭20的下表面與 電極板10有良好的接觸。
附圖2和附圖3所示的電極板10為圓形軌道式，其半徑為3cm，鋪設有8條電極 14;電機主軸的最小旋轉角度為45度。圓形軌道式的電極板10同所選用電機的外徑 同圓心，中心處有大於電機主軸的軸孔18，以保證電機主軸與電極板中心軸孔之間無 接觸地自由轉動。製作電極板10時，採用電路板制板的工藝將銅鍍在電極板上，形成 8條圓形電極；每條電極厚lmm，寬丄5mm，相鄰各電極的半徑相差15mm。按順時 針依次在相鄰軌道上每45度刻一個斷口 15，該斷口是將圓弧形的電極截斷而成，其 中心線過電極板的圓心；斷口 15的長度大於多觸頭電刷的寬度，並使最外層電極的斷 口 15的中心線與位於軌道板上的一個螺栓孔13的中心線相重合。在各條電極上分別 選取一個連接點17，在該點處穿透電極板IO，並將該電極板的背面的連接點17通過 連接線16與電極板10正面的電極連接；所有連接線做成一個接線插頭。各條電極上的連接點17應相對集中，並保證每個連接點只與其對應電極有良好的導電性(附圖3)。 裝配時
將滑動多觸頭電刷的軸套19套裝在電機主軸11上，並使滑動多觸頭電刷9的表 面與電極板10的表面接觸；用固定螺栓22將滑動多觸頭電刷的軸套19通過電刷軸套
緊固頭21固定在電機主軸11上。圓環形的滑環6套在電機主軸11上靠近電機1的一 端，並且兩者之間過盈配合；該滑環6的外圓周表面須與固定電刷5相接觸。在環滑 6與滑動多觸頭電刷9之間用絕緣單芯導線7連接。將電極板10通過四根連接螺栓8 固定在電機1上，並在電極板10的下端製作接線插頭12。
本實施實例的工作過程主要利用了電路開關和閉合的原理，在A電極2接電池的 正極，並根據定位需要，通過代入相鄰兩電極相差角度進行計算，合理地選擇電極14， 將電池負極與所選電極的接線插頭12相連。當接線插頭12接通時，電機1開始工作， 並最終使滑動多觸頭電刷9停在預定電極14的斷口 15位置，從而達到定位目的。
權利要求1. 一種定位控制裝置，包括電機(1)、電機外接電極和絕緣導線(4)，其特徵在於還包括固定電刷(5)、滑環(6)、滑動多觸頭電刷(9)和電極板(10)，將滑動多觸頭電刷的軸套(19)固定在電機主軸(11)上，並使滑動多觸頭電刷(9)的表面與電極板(10)的表面接觸；滑環(6)套裝在電機主軸(11)上，該滑環的外圓周表面須與固定電刷(5)相接觸；滑環(6)與滑動多觸頭電刷(9)之間通過絕緣單芯導線(7)連接；將電極板(10)固定在電機(1)上，並在電極板(10)的下端製作接線插頭(12)；電機外接B電極(3)與固定電刷(5)相接。
2. 如權利要求1所述定位控制裝置，其特徵在於電極板(10)上有多條同心圓環形軌 道式的電極(14);依次在相鄰電極(14)上刻有長度大於滑動多觸頭電刷(9)寬 度的斷口(15)，並且相鄰兩個斷口的中心線所成的夾角等於360度除以電極的條數； 在各條電極(14)上分別選取一個軌道連接點(17)，在該點處穿透電極板(10)， 並將該電極板的背面的連接點通過連接線(16)與電極板的正面的電極(14)連接。
3. 如權利要求1所述定位控制裝置，其特徵在於滑動多觸頭電刷由軸套(19)、電刷 頭(20)、電刷軸套緊固頭(21)和緊固螺栓(22)組成，細長杆狀的電刷頭(20) 位於軸套(19)的外圓周一側；電刷頭的中心線通過電刷軸套(19)的中心。
4. 如權利要求l所述定位控制裝置，其特徵在於在電刷軸套(19)外圓周的另一側有 軸套緊固頭(21)，並且在軸套(19)內壁塗敷環氧樹脂。
5. 如權利要求l所述定位控制裝置，其特徵在於電極板(10)與所選用電機的主軸同 圓心；電極板(10)上相鄰各條電極的半徑差不小於lmm。
6. 如權利要求l所述定位控制裝置，其特徵在於斷口 (15)是將圓弧形的電極截斷而 成，其中心線過電極板的圓心。
專利摘要本實用新型是一種定位控制裝置，在電極板上製作多條同心圓環形軌道式的電極(14)，依次在相鄰電極(14)上刻有斷口(15)；在各條電極上均有軌道連接點(17)，並將連接點通過導線與電極(14)連接。滑動多觸頭電刷(9)的表面與電極板(10)的表面接觸，滑環的外圓周表面須與固定電刷(5)相接觸；環滑(6)與滑動多觸頭電刷(9)之間通過導線(7)連接；將電極板(10)固定在電機(1)上，並在電極板(10)的下端製作接線插頭(12)；電機外接B電極(3)與固定電刷(5)相接。當接線插頭接通時，電機開始工作，並最終使滑動多觸頭電刷停在預定電極的斷口位置，從而達到定位目的，具有製造成本低廉，使用簡便，通用性強的特點。
文檔編號H01Q3/02GK201229498SQ200820028999
公開日2009年4月29日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者嚴靜妮, 劉冠杉, 宋保維, 光 潘, 胡海豹, 黃橋高 申請人:西北工業大學