一种基于伺服电机的控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及伺服电机控制设备技术领域，具体为一种基于伺服电机的控制装置及控制方法。

背景技术

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。

伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。市场上有通过伺服电机控制外界设备的控制装置。但是现有的装置往往只能够提供单一的旋转或伸缩功能，功能的可选择项目较少，而且往往通过螺丝固定，拆卸费事。

发明内容

本发明提供了如下技术方案：

一种基于伺服电机的控制装置，包括：

控制框体；

控制组件，包括驱动组件、传动组件、从动组件、旋转组件、主伸缩组件，所述驱动组件的一侧活动连接有传动组件，所述驱动组件包括电动推杆、红外测距感应器、旋转电机、第一驱动齿轮和卡扣块，所述电动推杆的移动端安装有旋转电机，所述电动推杆的固定端安装有红外测距感应器，所述旋转电机的旋转端安装有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮的底端安装有十字形卡扣块，所述传动组件的一侧活动连接有从动组件，所述驱动组件的下方设置有旋转组件，所述从动组件的一侧活动连接有主伸缩组件；

固定组件，包括第三驱动齿轮、横向伸缩组件、纵向伸缩组件，所述从动组件的顶端两侧均活动连接有第三驱动齿轮，两个所述第三驱动齿轮的顶端活动连接有两个朝向相反的横向伸缩组件，两个所述第三驱动齿轮的底端活动连接有两个朝向相反的纵向伸缩组件；

控制系统组件，包括控制模块、通信模块和电源模块，所述控制模块、通信模块和电源模块均安装有控制框体内部。

作为本发明所述的基于伺服电机的控制装置的一种优选方案，其中：所述传动组件包括连接杆、第一旋转套筒、第二旋转套筒、第三旋转套筒、第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮，所述连接杆上等距的活动连接有第一旋转套筒、第二旋转套筒和第三旋转套筒，所述第一旋转套筒、第二旋转套筒和第三旋转套筒分别安装有第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮，所述第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮均与第一驱动齿轮相互匹配。

作为本发明所述的基于伺服电机的控制装置的一种优选方案，其中：所述从动组件包括第一从动齿轮、第一旋转杆、第二从动齿轮、连接轴、第三从动齿轮、第四旋转套筒、第一锥齿轮和第二驱动齿轮，所述第一从动齿轮安装在第一旋转杆上，所述第一旋转杆的底端贯穿到控制框体外部，所述第一从动齿轮与第一传动齿轮位于同一平面，所述第二从动齿轮安装在连接轴上，所述连接轴的底端活动连接有第一旋转杆，所述第二从动齿轮与第二传动齿轮位于同一平面，所述第一旋转杆上活动连接有第四旋转套筒，所述第四旋转套筒上安装有第二驱动齿轮和第一锥齿轮，且第一锥齿轮设置在第二驱动齿轮的上方，所述第二驱动齿轮与第三传动齿轮位于同一平面上，所述连接轴的顶端安装有第二驱动齿轮。

作为本发明所述的基于伺服电机的控制装置的一种优选方案，其中：所述旋转组件包括驱动杆、卡扣槽、压电感应器、变速箱和第二旋转杆，所述驱动杆设置在第一驱动齿轮的下方，所述驱动杆的顶端开设有与卡扣块匹配的卡扣槽，所述卡扣槽的底端安装有压电感应器，所述驱动杆的底端连接有变速箱，所述变速箱的底端连接有第二旋转杆。

作为本发明所述的基于伺服电机的控制装置的一种优选方案，其中：所述主伸缩组件包括第二锥齿轮、第一偏心杆、第一导向框、第一伸缩杆、第一限位圈、滑槽和导向杆，所述第二锥齿轮垂直的活动连接有第一锥齿轮，所述第二锥齿轮上安装有第一偏心杆，所述第一偏心杆活动连接有第一导向框，所述第一导向框斜向安装在第一伸缩杆上，所述第一伸缩杆的底端贯穿到控制框体外部，所述第一伸缩杆活动连接在第一限位圈内，所述第一伸缩杆的顶端开设有滑槽，所述滑槽内活动连接有导杆。

作为本发明所述的基于伺服电机的控制装置的一种优选方案，其中：所述横向伸缩组件包括第二偏心杆、第二导向框、第二伸缩杆和第二限位圈，所述第二偏心杆的底端活动连接在第三驱动齿轮顶端，所述第二偏心杆的顶端活动连接有第二导向框，所述第二导向框斜向安装在第二伸缩杆上，所述第二伸缩杆活动连接有第二限位圈，所述第二伸缩杆贯穿到控制框体外侧。

作为本发明所述的基于伺服电机的控制装置的一种优选方案，其中：所述纵向伸缩组件包括第三偏心杆、第三导向框、第三伸缩杆和第三限位圈，所述第二偏心杆的顶端活动连接在第三驱动齿轮底端，所述第三偏心杆的底端活动连接有第三导向框，所述第三导向框斜向安装在第三伸缩杆上，所述第三伸缩杆活动连接有第三限位圈，所述第三伸缩杆贯穿到控制框体外侧。

作为本发明所述的基于伺服电机的控制装置的一种优选方案，其中：所述第二伸缩杆的末端安装有吸附组件，所述吸附组件包括安装板、弹簧、抵靠板、限位导杆、连动杆、手动气泵和真空吸盘，所述安装板安装在第二伸缩杆上，所述安装板的四角处均安装有弹簧，四个所述弹簧的一端连接有抵靠板，所述抵靠板的一侧壁中心安装有限位导杆，所述限位导杆活动连接在第二伸缩杆内部，所述抵靠板的两侧均活动连接有连动杆，两个所述连动杆的一端分别连接有手动气泵驱动部的两侧，所述手动气泵的底端连接有真空吸盘，所述真空吸盘安装在抵靠板的一侧。

一种基于伺服电机的控制方法，包括如下步骤：

S1：当需要固定转速的旋转效果时，通过打开旋转电机，旋转电机带动第一驱动齿轮、第一传动齿轮和第一从动齿轮，使第一旋转杆旋转；

S2：当需要提供不同转速的旋转效果时，通过打开电动推杆，电动推杆推动旋转电机向下移动到底端，旋转电机带动卡扣块插入卡扣槽内，压电感应器感应到卡扣块，再打开旋转电机，通过旋转电机为变速箱提供动力，通过变速箱控制第二旋转杆的旋转速度；

S3：当需要提供伸缩功能时，通过打开电动推杆，电动推杆带动旋转电机向上移动到顶端，第一驱动电机与第三传动齿轮接触，第三传动齿轮通过第四旋转套筒带动第一锥齿轮旋转，第一锥齿轮带动第二锥齿轮旋转，第二锥齿轮通过偏心杆在导向框内的移动，带动第一伸缩杆向外伸出；

S4：当需要进行拆卸时，通过打开电动推杆，电动推杆带动旋转电机移动到中部，第一驱动齿轮与第二驱动齿轮接触，第二驱动齿轮通过带动连接轴旋转，连接轴带动第二驱动齿轮旋转，第二驱动齿轮带动第三驱动齿轮旋转，第三驱动齿轮带动横向伸缩组件和纵向伸缩组件缩回，不再卡扣在外界，从而方便拆下装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、当需要固定转速的旋转效果时，通过打开旋转电机，旋转电机带动第一驱动齿轮、第一传动齿轮和第一从动齿轮，使第一旋转杆旋转；当需要提供不同转速的旋转效果时，通过打开电动推杆，电动推杆推动旋转电机向下移动到底端，旋转电机带动卡扣块插入卡扣槽内，压电感应器感应到卡扣块，再打开旋转电机，通过旋转电机为变速箱提供动力，通过变速箱控制第二旋转杆的旋转速度。

2、当需要提供伸缩功能时，通过打开电动推杆，电动推杆带动旋转电机向上移动到顶端，第一驱动电机与第三传动齿轮接触，第三传动齿轮通过第四旋转套筒带动第一锥齿轮旋转，第一锥齿轮带动第二锥齿轮旋转，第二锥齿轮通过偏心杆在导向框内的移动，带动第一伸缩杆向外伸出；当需要进行拆卸时，通过打开电动推杆，电动推杆带动旋转电机移动到中部，第一驱动齿轮与第二驱动齿轮接触，第二驱动齿轮通过带动连接轴旋转，连接轴带动第二驱动齿轮旋转，第二驱动齿轮带动第三驱动齿轮旋转，第三驱动齿轮带动横向伸缩组件和纵向伸缩组件缩回，不再卡扣在外界，从而方便拆下装置。

3、该基于伺服电机的控制装置及控制方法，能够通过伺服电机提供多种旋转和伸缩功能，功能更加丰富，能够更好的控制外界设备，而且能够在需要拆卸时快速拆下，便于维护更换。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明的内部视图图；

图2为本发明的的正视图；

图3为本发明主伸缩组件的结构示意图；

图4为本发明从动组件的结构示意图；

图5为本发明旋转组件的结构示意图；

图6为本发明传动组件的结构示意图；

图7为本发明驱动组件的结构示意图；

图8为本发明固定组件的结构示意图；

图9为本发明吸附组件的结构示意图。

图中：100控制框体、200控制组件、210驱动组件、211电动推杆、212红外测距感应器、213旋转电机、214第一驱动齿轮、215卡扣块、220传动组件、221连接杆、222第一旋转套筒、223第二旋转套筒、224第三旋转套筒、225第一传动齿轮、226第二传动齿轮、227第三传动齿轮、230从动组件、231第一从动齿轮、232第一旋转杆、233第二从动齿轮、234连接轴、235第三从动齿轮、236第四旋转套筒、237第一锥齿轮、238第二驱动齿轮、240旋转组件、241驱动杆、242卡扣槽、243压电感应器、244变速箱、245第二旋转杆、250主伸缩组件、251第二锥齿轮、252第一偏心杆、253第一导向框、254第一伸缩杆、255第一限位圈、256滑槽、257导向杆、300固定组件、310第三驱动齿轮、320横向伸缩组件、321第二偏心杆、322第二导向框、323第二伸缩杆、324第二限位圈、330纵向伸缩组件、331第三偏心杆、332第三导向框、333第三伸缩杆、334第三限位圈、340吸附组件、341安装板、342弹簧、343抵靠板、344限位导杆、345连动杆、346手动气泵、347真空吸盘、400控制系统组件、410控制模块、420通信模块、430电源模块。

具体实施方式

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；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。

实施例1：控制框体100；控制组件200，包括驱动组件210、传动组件220、从动组件230、旋转组件240、主伸缩组件250，所述驱动组件210的一侧活动连接有传动组件220，所述驱动组件210包括电动推杆210、红外测距感应器212、旋转电机213、第一驱动齿轮214和卡扣块215，所述电动推杆210的移动端安装有旋转电机213，所述电动推杆210的固定端安装有红外测距感应器212，所述旋转电机213的旋转端安装有第一驱动齿轮214，所述第一驱动齿轮214的底端安装有十字形卡扣块215，所述传动组件220的一侧活动连接有从动组件230，所述驱动组件210的下方设置有旋转组件240，所述从动组件230的一侧活动连接有主伸缩组件250；固定组件300，包括第三驱动齿轮310、横向伸缩组件320、纵向伸缩组件330，所述从动组件230的顶端两侧均活动连接有第三驱动齿轮310，两个所述第三驱动齿轮310的顶端活动连接有两个朝向相反的横向伸缩组件320，两个所述第三驱动齿轮310的底端活动连接有两个朝向相反的纵向伸缩组件330；控制系统组件400，包括控制模块410、通信模块420和电源模块430，所述控制模块410、通信模块420和电源模块430均安装有控制框体100内部；

控制框体100用于容纳内部的设备，驱动组件210用于提供驱动功能，电动推杆210用于推动旋转电机213上下移动，红外测距感应器212用于感应旋转电机213的移动距离，旋转电机213用于带动第一驱动齿轮214旋转，第一驱动齿轮214用于驱动相邻的齿轮旋转，卡扣块215用于插入卡扣槽242内，带动驱动杆241旋转，传动组件220用于提供传动功能，从动组件230用于随着传动组件220做出运动，旋转组件240用于提供变速旋转的功能，主伸缩组件250用于提供伸缩控制的功能，第三驱动齿轮310用于驱动横向伸缩组件320和纵向伸缩组件330移动，横向伸缩组件320和纵向伸缩组件330分别用于从横向和纵向伸出杆体，卡扣住外界，控制模块410用于提供控制功能，通信模块420用于接收互联网上的信号，电源模块430用于提供电源。

实施例2：所述传动组件220包括连接杆221、第一旋转套筒222、第二旋转套筒223、第三旋转套筒224、第一传动齿轮225、第二传动齿轮226和第三传动齿轮227，所述连接杆221上等距的活动连接有第一旋转套筒222、第二旋转套筒223和第三旋转套筒224，所述第一旋转套筒222、第二旋转套筒223和第三旋转套筒224分别安装有第一传动齿轮225、第二传动齿轮226和第三传动齿轮227，所述第一传动齿轮225、第二传动齿轮226和第三传动齿轮227均与第一驱动齿轮214相互匹配；

连接杆221用于提供第一旋转套筒222、第二旋转套筒223和第三旋转套筒224旋转的通道，第一旋转套筒222、第二旋转套筒223和第三旋转套筒224用于沿连接杆221旋转，第一传动齿轮225、第二传动齿轮226和第三传动齿轮227用于随着第一驱动齿轮214旋转，带动第一从动齿轮231、第二从动齿轮233和第三从动齿轮235旋转。

实施例3：所述从动组件230包括第一从动齿轮231、第一旋转杆232、第二从动齿轮233、连接轴234、第三从动齿轮235、第四旋转套筒236、第一锥齿轮237和第二驱动齿轮238，所述第一从动齿轮231安装在第一旋转杆232上，所述第一旋转杆232的底端贯穿到控制框体100外部，所述第一从动齿轮231与第一传动齿轮225位于同一平面，所述第二从动齿轮233安装在连接轴234上，所述连接轴234的底端活动连接有第一旋转杆232，所述第二从动齿轮233与第二传动齿轮226位于同一平面，所述第一旋转杆232上活动连接有第四旋转套筒236，所述第四旋转套筒236上安装有第二驱动齿轮238和第一锥齿轮237，且第一锥齿轮237设置在第二驱动齿轮238的上方，所述第二驱动齿轮238与第三传动齿轮227位于同一平面上，所述连接轴234的顶端安装有第二驱动齿轮238；

第一从动齿轮231用于带动第一旋转杆232旋转，第一旋转杆232用于提供匀速旋转功能，第二从动齿轮233用于带动连接轴234旋转，连接轴234用于带动第二驱动齿轮238旋转，第三从动齿轮235用于带动第四旋转套筒236旋转，第四旋转套筒236用于带动第一锥齿轮237旋转，第一锥齿轮237用于带动第二锥齿轮251旋转。

实施例4：所述旋转组件240包括驱动杆241、卡扣槽242、压电感应器243、变速箱244和第二旋转杆245，所述驱动杆241设置在第一驱动齿轮214的下方，所述驱动杆241的顶端开设有与卡扣块215匹配的卡扣槽242，所述卡扣槽242的底端安装有压电感应器243，所述驱动杆241的底端连接有变速箱244，所述变速箱244的底端连接有第二旋转杆245；

驱动杆241用于带动变速箱244内的齿轮旋转，卡扣槽242用于方便卡扣块215插入，压电感应器243用于感应卡扣块215的插入，变速箱244用于带动第二旋转杆245旋转，并控制第二旋转杆245的转速，第二旋转杆245用于提供可调转速的旋转功能。

实施例5：所述主伸缩组件250包括第二锥齿轮251、第一偏心杆252、第一导向框253、第一伸缩杆254、第一限位圈255、滑槽256和导向杆257，所述第二锥齿轮251垂直的活动连接有第一锥齿轮237，所述第二锥齿轮251上安装有第一偏心杆252，所述第一偏心杆252活动连接有第一导向框253，所述第一导向框253斜向安装在第一伸缩杆254上，所述第一伸缩杆254的底端贯穿到控制框体100外部，所述第一伸缩杆254活动连接在第一限位圈255内，所述第一伸缩杆254的顶端开设有滑槽256，所述滑槽256内活动连接有导杆；所述横向伸缩组件320包括第二偏心杆321、第二导向框322、第二伸缩杆323和第二限位圈324，所述第二偏心杆321的底端活动连接在第三驱动齿轮310顶端，所述第二偏心杆321的顶端活动连接有第二导向框322，所述第二导向框322斜向安装在第二伸缩杆323上，所述第二伸缩杆323活动连接有第二限位圈324，所述第二伸缩杆323贯穿到控制框体100外侧；所述纵向伸缩组件330包括第三偏心杆331、第三导向框332、第三伸缩杆333和第三限位圈334，所述第二偏心杆321的顶端活动连接在第三驱动齿轮310底端，所述第三偏心杆331的底端活动连接有第三导向框332，所述第三导向框332斜向安装在第三伸缩杆333上，所述第三伸缩杆333活动连接有第三限位圈334，所述第三伸缩杆333贯穿到控制框体100外侧；

第二锥齿轮251用于带动第一偏心杆252，第一偏心杆252、第二偏心杆321和第三偏心杆331分别用于带动第一导向框253、第二导向框322、第三导向框332移动，第一导向框253、第二导向框322和第三导向框332分别用于带动第一伸缩杆254、第二伸缩杆323、第三伸缩杆333伸缩移动，第一伸缩杆254用于提供伸缩控制功能，第二伸缩杆323和第三伸缩杆333用于提供卡扣功能，与外界连接，第一限位圈255、第二限位圈324和第三限位圈334分别用于限制第一伸缩杆254、第二伸缩杆323、第三伸缩杆333的移动位置，使第一伸缩杆254、第二伸缩杆323、第三伸缩杆333保持直线移动。

工作原理：当需要固定转速的旋转效果时，通过打开旋转电机213，旋转电机213带动第一驱动齿轮214、第一传动齿轮225和第一从动齿轮231，使第一旋转杆232旋转；当需要提供不同转速的旋转效果时，通过打开电动推杆210，电动推杆210推动旋转电机213向下移动到底端，旋转电机213带动卡扣块215插入卡扣槽242内，压电感应器243感应到卡扣块215，再打开旋转电机213，通过旋转电机213为变速箱244提供动力，通过变速箱244控制第二旋转杆245的旋转速度；当需要提供伸缩功能时，通过打开电动推杆210，电动推杆210带动旋转电机213向上移动到顶端，第一驱动电机与第三传动齿轮227接触，第三传动齿轮227通过第四旋转套筒236带动第一锥齿轮237旋转，第一锥齿轮237带动第二锥齿轮251旋转，第二锥齿轮251通过偏心杆在导向框内的移动，带动第一伸缩杆254向外伸出；当需要进行拆卸时，通过打开电动推杆210，电动推杆210带动旋转电机213移动到中部，第一驱动齿轮214与第二驱动齿轮238接触，第二驱动齿轮238通过带动连接轴234旋转，连接轴234带动第二驱动齿轮238旋转，第二驱动齿轮238带动第三驱动齿轮310旋转，第三驱动齿轮310带动横向伸缩组件320和纵向伸缩组件330缩回，不再卡扣在外界，从而方便拆下装置。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。