[实用新型]一种基于压电电磁复合致动器的无扰动切换混合驱动装置

说明书

本实用新型公开了一种基于压电电磁复合致动器的无扰动切换混合驱动装置，所述混合驱动装置是由步进电机、电磁离合器、待扭转部件、超声波电机以及FPGA控制器组成，通过将步进电机与行波超声波电机相结合，采用分阶段控制策略，步进电机进行粗定位，行波超声波电机进行精密定位，实现了型材自动折边过程中双电机无扰动切换；所述步进电机与行波超声波电机的驱动控制使用FPGA技术，通过使用FPGA实现对步进电机和行波超声波电机的协调控制，以达到对型材进行高精度的快速自动折边，具有高精度、长寿命、测量精度和定位精度高、结构简单、安装方便等优点。

技术领域：

本实用新型涉及一种切换混合驱动装置，具体涉及一种基于压电电磁复合致动器的无扰动切换混合驱动装置。

背景技术：

在电梯轿厢型材的生产过程当中，往往需要进行折边处理，通常都是采用对准磨具直接进行机械旋转折边，折边的精度难以把控，这样的生产方式不利于快速生产，并且会加大型材尺寸的误差，一定程度上影响了产品质量。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于一种基于压电电磁复合致动器的无扰动切换混合驱动装置，通过将步进电机与行波超声波电机相结合，采用分阶段控制策略，步进电机进行粗定位，行波超声波电机进行精密定位，实现了型材自动折边过程中双电机无扰动切换。所述步进电机与行波超声波电机的驱动控制使用FPGA技术，由FPGA产生两路相位、频率可调的正弦波经滤波和功率放大后驱动超声波电机，同时由FPGA产生频率、相序可调的方波经功率放大后直接驱动步进电机，充分利用EDA技术的优点，将超声波电机与步进电机驱动信号源均集成于FPGA，并配合单片机实现了对压电电磁复合致动器的驱动控制。

技术内容：一种基于压电电磁复合致动器的无扰动切换混合驱动装置，所述混合驱动装置是由步进电机、电磁离合器、待扭转部件、超声波电机以及FPGA控制器组成，所述步进电机和超声波电机均通过电磁离合器与待扭转部件连接，所述待扭转部件中角度传感器，所述步进电机和超声波电机中均设有驱动器，所述FPGA控制器的输出端分别与步进驱动器、超声驱动器中的驱动器连接，所述角度传感器与FPGA控制器输入端连接，角度传感器将采集的信息发送给FPGA控制器进行处理，FPGA控制器对信息处理后通过驱动器控制对应的步进电机、超声波电机。

进一步的，所述电磁离合器是由主动部分、从动部分以及法兰组成，所述电磁离合器的主动部分与步进电机、超声波电机连接，所述从动部分固定在法兰盘上，所述法兰盘与待扭转部件连接，主动部分与从动部分相对设置。

一种基于压电电磁复合致动器的无扰动切换混合驱动装置及其控制技术，其特征在于：该装置通过将步进电机与行波超声波电机相结合，采用分阶段控制策略，步进电机进行粗定位，行波超声波电机进行精密定位，实现了型材自动折边过程中双电机无扰动切换。

所述装置的步进电机与行波超声波电机的驱动控制使用FPGA技术，由FPGA产生两路相位、频率可调的正弦波经滤波和功率放大后驱动超声波电机，同时由FPGA产生频率、相序可调的方波经功率放大后直接驱动步进电机，该方法充分利用EDA技术的优点，将超声波电机与步进电机驱动信号源均集成于FPGA，并配合单片机实现了对压电电磁复合致动器的驱动控制。

本实用新型在现有技术的基础上，合理设计了基于压电电磁复合致动器的无扰动切换混合驱动装置及其控制技术，巧妙的将步进电机与行波超声波电机相结合，充分利用步进电机寿命长、步距角均匀与超声波电机定位精度高的特点，克服超声波电机使用寿命短的缺点，实现了型材自动折边过程中双电机无扰动切换。同时，使用一套FPGA实现对步进电机和行波超声波电机的协调控制。该装置及其控制技术可控精度高、性能稳定、可维护性强，非常适合于型材的快速自动折边，并且有助于压电电磁复合致动系统小型化、集成化设计。

与现有技术相比本实用新型的具体优点在于：