旋转感测装置及旋转感测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种旋转感测装置及旋转感测方法。该旋转感测装置包括座体、旋转件、至少一磁性件组、至少一磁感测元件组及处理单元。磁性件组配置于旋转件上且包括轴向磁性件及径向磁性件。磁感测元件组配置于座体上且包括轴向磁感测元件及径向磁感测元件。当旋转件相对于座体转动时，轴向磁感测元件及径向感测元件分别感测相关于轴向磁性件的磁变化量及相关于径向磁性件的磁变化量而产生感测信号。处理单元适于依据感测信号获得旋转件的转速、负荷量及偏摆量。此外，一种旋转感测方法也被提及。

Rotation sensing device and rotation sensing method

The invention discloses a rotation sensing device and a rotation sensing method. The rotation sensing device comprises a seat body, a rotating part, at least one magnetic component group, at least one magnetic sensing element group and a processing unit. The magnetic parts group is arranged on the rotating part, and comprises an axial magnetic part and a radial magnetic component. The magnetic sensing element group is arranged on the seat body, and comprises an axial magnetic sensing element and a radial magnetic sensing element. When the rotating part is rotated relative to the seat body, the axial magnetic sensing element and the radial sensing element sense the magnetic change of the axial magnetic part and the magnetic change of the radial magnetic part to produce the sensing signal. The processing unit is suitable for obtaining rotational speed, load and deflection of the rotating part according to the sensing signal. In addition, a method of rotation sensing is also mentioned.

【技术实现步骤摘要】
旋转感测装置及旋转感测方法
本专利技术涉及一种感测装置及感测方法，且特别是涉及一种旋转感测装置及旋转感测方法。
技术介绍
随着自动控制技术的进步，自动化工具机已成为市场主流。一般来说，自动化工具机配置有不同种类、数量的感测元件，用以感测其组件的作动状态。以自动化工具机的旋转工作台等旋转组件而言，需分别利用不同种类的感测元件来感测其转速、偏摆及负载。举例来说，可利用旋转编码器及红外线转速计来感测旋转组件的转速，可利用压力感测器来感测旋转组件的负载，且可利用涡电流感测器来感测旋转组件的偏摆。然而，此种配置方式需将所述多种不同的感测器整合成单一感测模块，其配置成本过高且占据过多的配置空间。此外，若其中一种感测器损坏失效，则感测模块须进行更换或维修才能使其正常作业，亦即，过多种类的感测器导致其可靠度下降。再者，所述多种感测器所构成的感测模块多为嵌入式的配置方式，故需将旋转组件拆解后才能进行所述更换或维修，大幅增加了人力成本及维修时间。
技术实现思路
本专利技术提供一种旋转感测装置及旋转感测方法，具有良好的感测能力，可节省旋转感测装置的配置成本及维修成本，可节省旋转感测装置的配置空间，且可提升旋转感测装置的可靠度。本专利技术的旋转感测装置包括座体、旋转件、至少一磁性件组、至少一磁感测元件组及处理单元。旋转件可转动地连接于座体。磁性件组配置于旋转件上且包括轴向磁性件及径向磁性件。磁感测元件组配置于座体上且包括轴向磁感测元件及径向磁感测元件。当旋转件相对于座体转动时，轴向磁感测元件及径向感测元件分别感测相关于轴向磁性件的磁变化量及相关于径向磁性件的磁变化量而产生感测信号。处理单元耦接磁感测元件组，且适于依据感测信号获得旋转件的转速、负荷量及偏摆量。本专利技术的旋转感测方法包括以下步骤。建立信号-负荷量关系信息及信号-偏摆量关系信息。驱动旋转件相对于座体转动，其中至少一磁性件组配置于旋转件上且包括轴向磁性件及径向磁性件，至少一磁感测元件组配置于座体上且包括轴向磁感测元件及径向磁感测元件。通过轴向磁感测元件及径向感测元件分别感测相关于轴向磁性件的磁变化量及相关于径向磁性件的磁变化量而产生感测信号。通过处理单元依据感测信号获得旋转件的转速，通过处理单元依据信号-负荷量关系信息及感测信号获得旋转件的负荷量，并通过处理单元依据信号-偏摆量关系信息及感测信号获得旋转件的偏摆量。基于上述，本专利技术的旋转感测装置通过磁性件组及磁感测元件组的搭配来同时感测旋转件的转速、负荷量及偏摆量，而非如同现有技术般利用多种不同的感测器来分别感测物件的转速、负荷量及偏摆量，据以节省旋转感测装置的配置成本。此外，在磁性件组及磁感测元件组的数量皆为多个的情况下，若其中一个磁感测元件损坏失效，则仍可通过其他磁感测元件进行感测，而不需马上对旋转感测装置进行维修或更换，从而节省其维修成本及可靠度。另外，由于本专利技术的旋转感测装置非如现有技术般配置多种不同感测器，故可节省配置空间。再者，磁性件组包含了轴向磁性件及径向磁性件，且磁感测元件组相应地包含了轴向磁感测元件及径向磁感测元件，使得旋转感测装置能够同时感测旋转件沿轴向的位移及旋转件沿径向的位移，以准确地获得旋转件的负荷量及偏摆量，使旋转感测装置具有良好的感测能力。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1是本专利技术一实施例的旋转感测装置的俯视图；图2是图1的旋转感测装置沿I-I线的剖视图；图3为图2的旋转感测装置装设于待测设备的旋转组件；图4是本专利技术一实施例的旋转感测方法的流程图；图5为对应于图1的旋转感测装置的信号-负荷量关系信息及信号-偏摆量关系信息；图6为图4的感测信号。符号说明50：旋转组件52：固定端54：转轴100：旋转感测装置110：座体110a：第一表面110b：第二表面110c：环状内壁120：旋转件120a：第三表面120b：第四表面120c：轴孔130：磁性件组132：轴向磁性件134：径向磁性件140：磁感测元件组142：轴向磁感测元件144：径向磁感测元件150：处理单元A：轴线C1、C2：关系曲线P1、P2：脉波t：时间长度具体实施方式图1是本专利技术一实施例的旋转感测装置的俯视图。图2是图1的旋转感测装置沿I-I线的剖视图。请参考图1及图2，本实施例的旋转感测装置100包括座体110、旋转件120、多个磁性件组130(图1为三十六个)、多个磁感测元件组140(图1为六个)及处理单元150。旋转件120沿轴线A可转动地连接于座体110，这些磁性件组130配置于旋转件120上，这些磁感测元件组140配置于座体110上。图3为图2的旋转感测装置装设于待测设备的旋转组件。如图3所示，可将座体110及旋转件120分别连接于待测装置的旋转组件50(例如为工具机的转轴组件)的固定端52及待测装置50的旋转组件的转轴54。当旋转件120随着转轴54转动时，座体110上的这些磁感测元件组140用以感测这些磁性件组130的磁变化，以获得旋转件120及转轴54的转速、负荷量及偏摆量。这些磁感测元件组140及这些磁性件组130的具体配置与作用方式详述如下。如图2及图3所示，各磁性件组130包括轴向磁性件132及径向磁性件134，各磁感测元件组140包括轴向磁感测元件142及径向磁感测元件144，轴向磁性件132对位于轴向磁感测元件142，径向磁性件134对位于径向磁感测元件144。在本实施例中，轴向磁性件132及径向磁性件134例如为磁铁，轴向磁感测元件142及径向磁感测元件144例如为霍尔感测器、磁阻感测器或其他适当种类的磁感测器，本专利技术不对此加以限制。当旋转件120沿轴线A相对于座体110转动时，轴向磁感测元件142及径向磁感测元件144分别感测相关于轴向磁性件132的磁变化量，及相关于径向磁性件134的磁变化量而产生感测信号。处理单元150耦接这些磁感测元件组140，且适于依据所述感测信号获得旋转件120及转轴54的转速、负荷量及偏摆量。所述负荷量例如是指旋转件120沿所述轴向(即轴线A的延伸方向)的负荷量，且所述偏摆量例如是指因转轴54的实际转动轴线未完全重合于轴线A而在所述轴向及所述径向产生的偏摆量。在本实施例中，处理单元150例如是微控制单元(MicroControlUnit，MCU)，然本专利技术不以此为限。在上述配置方式之下，旋转感测装置100通过磁性件组130及磁感测元件组140的单一搭配，来同时感测旋转件120的转速、负荷量及偏摆量，而非如同现有技术般利用多种不同的感测器来分别感测物件的转速、负荷量及偏摆量，据以节省旋转感测装置100的配置成本。此外，在磁性件组130及磁感测元件组140的数量皆为多个的情况下，例如若其中一个轴向磁感测元件142或其中一个径向磁感测元件144损坏失效，则仍可通过其他轴向磁感测元件142及径向磁感测元件144进行感测，而不需马上对旋转感测装置100进行维修或更换，从而节省其维修成本及可靠度。若轴向磁性件132或径向磁性件134损坏时亦同。另外，由于旋转感测装置100非如现有技术般配置多种不同感测器，故可节省配置空间。再者，磁性件组130包含了轴向磁性件132及径向磁性件134，且磁感测元件组140相应地包含了轴向磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转感测装置，包括：座体；旋转件，可转动地连接于该座体；至少一磁性件组，配置于该旋转件上且包括轴向磁性件及径向磁性件；至少一磁感测元件组，配置于该座体上且包括轴向磁感测元件及径向磁感测元件，其中当该旋转件相对于该座体转动时，该轴向磁感测元件及该径向感测元件分别感测相关于该轴向磁性件的磁变化量，及相关于该径向磁性件的磁变化量而产生感测信号；以及处理单元，耦接该磁感测元件组，且适于依据该感测信号获得该旋转件的转速、负荷量及偏摆量。

【技术特征摘要】
2016.11.30 TW 1051393891.一种旋转感测装置，包括：座体；旋转件，可转动地连接于该座体；至少一磁性件组，配置于该旋转件上且包括轴向磁性件及径向磁性件；至少一磁感测元件组，配置于该座体上且包括轴向磁感测元件及径向磁感测元件，其中当该旋转件相对于该座体转动时，该轴向磁感测元件及该径向感测元件分别感测相关于该轴向磁性件的磁变化量，及相关于该径向磁性件的磁变化量而产生感测信号；以及处理单元，耦接该磁感测元件组，且适于依据该感测信号获得该旋转件的转速、负荷量及偏摆量。2.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该处理单元适于依据该感测信号的两脉波之间的时间长度而获得该旋转件的转速。3.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该至少一磁性件组及该至少一磁感测元件组的数量皆为多个，该处理单元适于依据两该磁感测元件组产生的两该感测信号的先后顺序而判断该旋转件的转动方向。4.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该处理单元适于依据信号-负荷量关系信息，而由该感测信号获得该旋转件的负荷量。5.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该处理单元适于依据信号-偏摆量关系信息，而由该感测信号获得该旋转件的偏摆量。6.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该座体具有相互垂直的第一表面及第二表面，该旋转件具有相互垂直的第三表面及第四表面，该第一表面及该第二表面分别对位于该第三表面及该第四表面，该轴向磁感测元件及该径向磁感测元件分别配置于该第一表面及该第二表面，该轴向磁性件及该径向磁性件分别配置于该第三表面及该第四表面。7.如权利要求6所述的旋转感测装置，其中该第一表面及该第三表面垂直于该旋转件的轴向，该第二表面及该第四表面垂直于该旋转件的径向。8.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该旋转件具有轴孔，且适于通过该轴孔而连接转轴。9.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该至少一磁性件组的数量为多个，该些磁性件组平均分布于该旋转件的周缘。10.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该至少一磁感测元件组的数量为多个，该座体具有环状内壁，该环状内壁环绕该旋转件，该些磁感测元件组平均分布于该环状内壁。11.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该至少一磁性件组的数量为多个，该些磁性件组的其中之一的磁力大于其他该些磁性件组的磁力。12.如权利要求1所述的旋转感测装置，其中该轴向磁感测元件及该径向磁感测元件为霍尔感测器。13.如权利要求1所述的旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志明，柯博修，林思嘉，廖孟秋，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71