[实用新型]摆动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种摆动机构，尤其涉及用于小巧的装备上的电力驱动的小角度摆动机构。

背景技术

仪器仪表等设备上常常采用伺服驱动的摆动、扫描机构。以往的典型解决方案常常是采用电机加光电编码器或其他角度检测元件实现位置以及速度可控的摆动。常规方案的优点是，电机、角度检测元件可以采用普通的商品化元件，但是由于这两类元件多为完整的圆柱或圆盘形状，组合后体积较大、不便于摆动机构的小型化。

常规可伺服控制驱动的摆动机构为了避免传动间隙造成角度控制误差，常采用角度检测元件与摆动输出轴直接固联的结构，甚至也要将驱动电机直接与摆动输出轴固联，这就必然形成驱动电机与角度检测元件串联的结构。如果使用摆动机构的设备对轴向尺寸要求苛刻，就难以满足要求了。

而有些设备对摆动机构的需求特点是摆角较小、不需要整周回转，不同于大角度摆动情况，就可能通过改变元件的形状及结合方式的措施减小整个摆动机构的体积。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为需要使用摆动机构驱动的允许偏心布置的设备提供一种小巧的可伺服控制的摆动机构。

本发明的解决方案是：摆动机构包括摆动驱动器和摆动角度检测器。所述摆动驱动器可进一步分为固定部分和可动部分；其固定部分包括机座、磁铁、前导磁板、后导磁板、导磁板支撑。机座上开有安装摆动转轴的轴孔。前导磁板通过导磁板支撑与后导磁板固联，后导磁板与机座固联。磁铁的充磁方向平行于转轴的轴线方向，磁铁的左半部分与右半部分充磁方向相反。

如果采用一块磁铁，则磁铁固联地安装在前导磁板的后侧，或者固联地安装在后导磁板的前侧，磁铁与不直接固联的另一块导磁板之间形成磁场间隙，磁场间隙中左半部分与右半部分的磁场方向相反。

如果采用两块，则分别联地安装在前导磁板的后侧和后导磁板的前侧，安装于前导磁板的磁铁位于安装于后导磁板的磁铁的正前方，位置对齐、异性磁极隔着间隙相邻近，两块磁铁之间形成左半部分与右半部分磁场方向相反的磁场间隙。

如果磁铁采用整块磁铁充磁方向一致的结构，则上述的磁铁左半部分与右半部分分别采用一块小的磁铁，并将磁极颠倒地固联安装在同一导磁板上实现并排拼接。

磁铁与导磁板共同产生平行于转轴方向的磁场。

所述摆动驱动器的可动部分包括转轴、线框架、线框；

而线框架固联于转轴，转轴装于机座的轴孔中，摆动驱动器的可动部分整体绕转轴做圆周方向的摆动。

线框固定于线框架，位于所述磁场间隙中。线框中有盘绕的螺线管，螺线管的轴线与回转轴平行，但是偏心地布置在回转轴的旁边；

具体地，线框可以是沿着近似扇形或近似倒置的梯形的周边走线的螺线管，在通电流时，其大致平行于转轴半径方向的边上就会产生摆动的驱动力。

摆动角度检测器也分为固定部分与可动部分，其固定部分与摆动驱动器的固定部分固联，其活动部分与摆动驱动器的活动部分固联。这样将有效减小摆动机构的轴向尺寸，甚至完全做到摆动角度检测器与摆动驱动器并排布置，而不是象常规那样串联布置。

摆动角度检测器可以是光栅原理的、磁栅原理的、电位计原理的，或者其他以检测相互位移为基础的原理。相应地，应该将方便移动、质量轻的部件安置在可动部分中。

所述摆动角度检测器的活动部分可以是扇形的，类似于圆光栅的一部分，或圆形磁栅的一部分，或旋转式电位计的一部分，固联在线框架的远离回转轴一侧的弧线部位；该扇形活动部分的圆弧中心与回转轴同心，其上带有沿着弧线排布的用于产生转角检测信息的结构，该检测信息的结构是动光栅条纹，或者是磁栅中的磁化条纹，或者是滑动变阻器的电阻材料，或者是滑动变阻器的电刷，或者是其他适合用于产生转角检测信息而适合安装于转动部件的结构。如果该活动部分是动光栅，则光栅条纹方向是沿着径向呈扇形排布的。

相应地，所述摆动角度检测器的固定部分包括与产生转角检测信息的结构相配合的结构，该相配合的结构是定光栅及光栅信息检出器，或者是磁栅信息检出器，或者是滑动变阻器的电刷，或者是滑动变阻器的电阻材料，或者是其他适合用于产生转角检测信息而适合静止安装的结构；并且固联在机座或导磁板支撑或导磁板上。

为了进一步提优化磁场设计、减少漏磁，所述导磁板支撑或其一部分可以是由导磁材料制成的。