柱型电容编码器及应用其的电机制造技术

本发明专利技术提供一种柱型电容编码器，包括静极单元(10)和动极单元(20)。静极单元具有形成圆柱形容置腔(122)的圆柱内表面(12)。动极单元设置于圆柱形容置腔，形成一圆柱形筒体并具有圆柱外表面，且动极单元能够绕圆柱形筒体的圆柱轴向相对于静极单元转动。圆柱内表面或圆柱外表面中的一个沿轴向具有一个发射极(32)和一个接收极(34)。圆柱内表面或圆柱外表面中的另一个具有沿周向环设的反射极。在动极单元相对于静极单元转动的过程中，反射极与接收极的正对面积始终保持不变，在反射极能够与发射极形成正对面积部分的圆柱周向位置处具有呈周期性变化的波形边缘，每个周期的波形边缘对应一组发射电极板。

Cylindrical capacitance encoder and its application

The invention provides a column type capacitance encoder, which includes a static pole unit (10) and a moving pole unit (20). The static pole unit has a cylindrical inner surface (12) forming a cylindrical adjective cavity (122). The moving pole unit is set in cylindrical description cavity, forming a cylindrical cylinder and having cylindrical outer surface, and the moving pole unit can rotate around the cylinder of cylindrical cylinder relative to the static pole unit. An inner surface of a cylinder or an outer surface of a cylindrical surface has a emitter (32) and a receiving pole (34) along the axis. The cylindrical outer surface of an inner cylindrical surface or in another week has a very Xianghuan reflection along. In a very dynamic unit relative to the static pole unit rotates in the process of reflection and receiving the very opposite area has remained unchanged in the reflector emitter is formed with the area part of the cylindrical circumferential edge position with waveform changes periodically, each cycle of the waveform corresponding to the edge of a group of emitting electrode plate.

【技术实现步骤摘要】
柱型电容编码器及应用其的电机
示例性实施例涉及一种编码器，尤其涉及一种电容编码器。示例性实施例还提供一种具有电容编码器的电机。
技术介绍
现有电容编码器的结构如图11所示，其包括相对设置的一个动栅70和一个静栅80，动栅70和静栅80同轴设置，且动栅70能够随着电机的转子相对于静栅80转动。图中为清楚表明动栅70和静栅80的自身结构，已将动栅70和静栅80分开，如图中所示，动栅70包括发射极72和与发射极72绝缘的接收极74，而发射极72由多个沿周向依次排布的电极发射板722组成，接收极74为环形结构，相对应的，静栅80设置有反射极82。发射极72、接收极74都能与反射极82形成电容耦合，由于动栅80转动过程中，反射极82的面积变化，造成形成的电容产生的电流发生变化，以此判断动栅80转动位置即电机转子的位置，实现电容编码器功能。
技术实现思路
示例性实施例的目的是提供一种柱型电容编码器，其结构巧妙，能够适应不同尺寸的电机要求，尤其是在小型电机中也可以应用，且其稳定性高，测量更精确。示例性实施例的另一个目的是提供一种具有上述柱型电容编码器的电机。示例性实施例提供了一种柱型电容编码器，其包括一个静极单元和一个动极单元。静极单元具有能够形成一个圆柱形容置腔的圆柱内表。动极单元设置于圆柱形容置腔，动极单元形成一圆柱形筒体，具有圆柱外表面，且动极单元能够绕圆柱形筒体的圆柱轴向相对于静极单元转动。圆柱内表面和圆柱外表面中的一个沿轴向具有一个发射极和一个接收极，圆柱内表面和圆柱外表面中的另一个具有一个反射极。反射极与接收极被配置为：在动极单元相对于静极单元转动的过程中的正对面积始终保持不变，在反射极能够与发射极形成正对面积部分的圆柱周向位置处具有一个呈周期性变化的波形边缘，周期性变化的波形边缘中与每个周期对应的部分对应一组发射电极板。柱型电容编码器的发射极、接收极和反射极之间的排布有助于适应于电机的尺寸，即使在小型电机中也可以应用。另外，由于反射极与发射极、接收极之间是在径向上形成的间隙，在电机工作时，径向上的间隙要比现有技术中轴向上的间隙更稳定，波动更小，且由于发射极、接收极和反射极形成的探测面和轴向的PWM(脉冲宽度调制)噪音分隔较远，也使得柱型电容编码器的工作更稳定，测量更精确。在柱型电容编码器的一种示意性实施方式中，圆柱形筒体的圆柱轴向与圆柱形容置腔的圆柱轴向同轴设置。在柱型电容编码器的一种示意性实施方式中，圆柱内表面和圆柱外表面中的一个沿轴向具有一个沿圆柱周向环设的发射极和一个沿圆柱周向环设的接收极，发射极具有沿圆柱周向依次排布的数组发射电极板。圆柱内表面和圆柱外表面中的另一个具有一个沿圆柱周向环设的反射极。在柱型电容编码器的一种示意性实施方式中，圆柱内表面或圆柱外表面中的一个具有一个沿圆柱周向环设的发射极，和一对沿圆柱周向环设的接收极。发射极具有沿圆柱周向依次排布的数组发射电极板，各接收极分别设置于发射极沿轴向的两侧。圆柱内表面或圆柱外表面中的另一个具有一对沿圆柱周向环设的反射极，在动极单元相对于静极单元转动的过程中，各反射极与各接收极的正对面积始终保持不变，两个反射极具有能够相互契合的波形边缘。上述方式可提高编码器的测量精确度。在柱型电容编码器的一种示意性实施方式中，反射极设置于圆柱外表面。发射极和接收极设置于圆柱内表面。在柱型电容编码器的一种示意性实施方式中，反射极设置于圆柱内表面；发射极和接收极设置于圆柱外表面。在柱型电容编码器的一种示意性实施方式中，一组发射电极板包括4个发射电极板。在柱型电容编码器的一种示意性实施方式中，波形边缘的波形为正弦波形、方波波形、三角波形或锯齿波形。示例性实施例还提供了一种电机，电机包括一个定子、一个可相对于定子转动的转子，和一个上述柱型电容编码器，其中转子能够带动动极单元。下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对柱型电容编码器及应用其的电机的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。附图说明以下附图仅对示例性实施例做示意性说明和解释，并不限定示例性实施例的范围。图1用以说明电机的柱型电容编码器的一种示意性实施方式的结构示意图，图2用以说明电机的柱型电容编码器的另一种示意性实施方式的结构示意图，图3用以说明设置有发射极和接收极的表面的展开示意图，图4用以说明设置有反射极的表面的展开示意图，图5用以说明设置有发射极和接收极的表面的另一种实施方式的展开示意图，图6用以说明设置有反射极的表面的另一种实施方式的展开示意图，图7至图9用以说明设置有反射极的表面的其他实施方式的展开示意图，图10用以说明电机的一种示意性实施方式的结构示意图，图11用以说明现有电容编码器的结构示意图。标号说明10静极单元12圆柱内表面122圆柱形容置腔20动极单元22圆柱外表面32发射极322发射电极板34接收极42反射极423波形边缘50电机52转子70动栅72发射极722电极发射板74接收极80静栅82反射极具体实施方式为了对实例性实施例的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明示例性实施例的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与示例性实施例相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。图1用以说明电机的柱型电容编码器的一种示意性实施方式的结构示意图。图2用以说明电机的柱型电容编码器的另一种示意性实施方式的结构示意图。如图1和图2所示，电机的柱型电容编码器包括一个静极单元10和一个动极单元20。静极单元10具有能够形成一个圆柱形容置腔122的圆柱内表面12。动极单元20设置于圆柱形容置腔122，其形成一圆柱形筒体并具有一个圆柱外表面22，圆柱外表面22与圆柱内表面12同轴设置。动极单元20可与电机的转子(图中未画出)联动，在电机转子的带动下，动极单元20能够绕圆柱形筒体的圆柱轴向相对于静极单元10转动。在图1所示的实施方式中，静极单元10为一个壳体，动极单元20为一个圆柱转动体。而在图2所示的实施方式中，静极单元10可以为一个电路板弯折而成，动极单元20也可以为一个电路板弯折而成。本领域技术人员可以理解，只要可以实现上述位置关系的结构即可为静极单元10和动极单元20，其具体结构及具体形态并不局限于图中所示。图3用以说明设置有发射极和接收极的表面的展开示意图。图4用以说明设置有反射极的表面的展开示意图。其中，在上述静极单元10的圆柱内表面12和动极单元20的圆柱外表面22中的一个能够设置有图3所示的发射极32和接收极34，而在静极单元10的圆柱内表面12和动极单元20的圆柱外表面22中的另一个能够设置有图4所示的反射极42。其中发射极32和接收极34彼此相互屏蔽，它们的具体结构请见下文。例如可在静极单元10的圆柱内表面12上设置如图3所示的发射极32和接收极34，可在动极单元20的圆柱外表面22上设置如图4所示的反射极42。本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】
柱型电容编码器，其特征在于，所述柱型电容编码器包括：一静极单元(10)，具有能够形成一圆柱形容置腔(122)的圆柱内表面(12)；和一设置于圆柱形容置腔(122)的动极单元(20)，动极单元(20)形成一圆柱形筒体，具有圆柱外表面(22)，且动极单元(20)能够绕圆柱形筒体的圆柱轴向相对于静极单元(10)转动；圆柱内表面(12)和圆柱外表面(22)中的一个沿轴向具有一发射极(32)和一接收极(34)，圆柱内表面(12)和圆柱外表面(22)中的另一个具有一反射极(42)。

【技术特征摘要】
1.柱型电容编码器，其特征在于，所述柱型电容编码器包括：一静极单元(10)，具有能够形成一圆柱形容置腔(122)的圆柱内表面(12)；和一设置于圆柱形容置腔(122)的动极单元(20)，动极单元(20)形成一圆柱形筒体，具有圆柱外表面(22)，且动极单元(20)能够绕圆柱形筒体的圆柱轴向相对于静极单元(10)转动；圆柱内表面(12)和圆柱外表面(22)中的一个沿轴向具有一发射极(32)和一接收极(34)，圆柱内表面(12)和圆柱外表面(22)中的另一个具有一反射极(42)。2.如权利要求1所述的柱型电容编码器，其特征在于，反射极(42)与接收极(34)被配置为：在动极单元(20)相对于静极单元(10)转动的过程中的正对面积始终保持不变，在反射极(42)能够与发射极(32)形成正对面积部分的圆柱周向位置处具有一呈周期性变化的波形边缘(423)，周期性变化的波形边缘(423)中与每个周期对应的部分对应一组发射电极板(322)。3.如权利要求1所述的柱型电容编码器，其特征在于，圆柱形筒体的圆柱轴向与圆柱形容置腔(122)的圆柱轴向同轴设置。4.如权利要求1所述的柱型电容编码器，其特征在于，圆柱内表面(12)和圆柱外表面(22)中的一个沿轴向具有：一沿圆柱周向环设的发射极(32)，具有沿圆柱周向依次排布的数组发射电极板(322)，及一沿圆柱周向环设的接收极(34)；圆柱内表面(12)和圆柱外表面(22)中的另一个具有：一沿圆柱周向环设的反射极(42)。5.如权利要求1所述的柱型...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖庆亮，李明，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE