电磁感应式旋转编码器制造技术

本发明专利技术提供一种电磁感应式旋转编码器，包括：定子模块，所述定子模块包括激励线圈及接收线圈；其中所述激励线圈用于通过高频周期性交流电压和电流，在所述定子模块区域内产生交变电磁场；所述接收线圈设置在所述激励线圈产生的交变电磁场区域内，并产生感应电动势；转子模块，所述转子模块用于影响激所述激励线圈和所述接收线圈之间的电磁耦合强度；处理电路，所述处理电路处理从所述接收线圈上得到的电压信号输出电机所需编码信号。与现有技术相比，本发明专利技术具有以下优点：1)接收线圈布线方式，降低电路板布线本身对接收信号造成的影响。2)接收线圈布线方式，可以屏蔽高频交流信号干扰。

【技术实现步骤摘要】
电磁感应式旋转编码器
本专利技术专利涉及一种电磁感应式旋转编码器，特别涉及一种用于抗电磁干扰的电磁感应式旋转编码器。
技术介绍
随着电机在军事、航天设备、汽车及医疗等行业的不断应用及推广，行业在选择电机时对其寿命、成本及恶劣环境下的表现有了更加苛刻的要求。而作为检测及反馈电机位置的编码器，在电机控制中启到举足轻重的作用，一款优秀的编码器很大程度上决定了电机的性能。现有技术中，中国专利技术专利《一种用于无刷直流电机的位置传感器》(申请号：CN201210338981.1)提供一种用于无刷直流电机的位置传感器，其包括邻近而设的定子部分以及转子部分，其中，所述定子部分，固定设置在所述无刷直流电机中，其包括激励源、激励线圈以及同心分布的M个定子感应线圈，M为定子相数；所述转子部分，包括与所述无刷直流电机中的转轴相固定的转子印刷电路板，其上设置有转子感应线圈；所述M个定子感应线圈以及所述转子感应线圈共轴，且均沿圆周方向均匀分布有N个凸出扇叶，N为所述无刷直流电机的永磁体转子极对数，每个所述凸出扇叶的角度α为180/N度，所述M个定子感应线圈相互之间在圆周方向上的空间分布夹角β为360/(N·M)度。但是，现有技术中存在如下缺陷：1)接收线圈的绕线方式造成接收线圈接收到的信号基准存在很大的误差，对后续电路处理电路要求更高，成本上升。2)在电机工作过程中，若外界产生一个信号干扰，接收线圈将受其影响，接收信号幅值产生变化，从而产生错误的位置信号。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术目的在于提供一种增强接收线圈抗外界电磁干扰能力的电磁感应式旋转编码器。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电磁感应式旋转编码器，包括：定子模块，所述定子模块包括激励线圈及接收线圈；其中所述激励线圈用于通过高频周期性交流电压和电流，在所述定子模块区域内产生交变电磁场；所述接收线圈设置在所述激励线圈产生的交变电磁场区域内，并产生感应电动势；转子模块，所述转子模块用于影响激所述激励线圈和所述接收线圈之间的电磁耦合强度；处理电路，所述处理电路处理从所述接收线圈上得到的电压信号输出电机所需编码信号。2.根据权利要求1所述的电磁感应式旋转编码器，其特征在于，所述定子模块包括第一接收线圈层板、第二接收线圈层板及激励线圈层板；其中所述接收线圈设置在所述第一接收线圈层板及所述第二接收线圈层板上；所述激励线圈设置在所述激励线圈层板上。优选地，所述接收线圈包括：第一接收组件，所述第一接收组件设置在所述第一接收线圈层板上；第二接收组件，所述第二接收组件设置在所述第二接收线圈层板上；所述第一接收组件与所述第二接收组件连接。优选地，所述第一接收组件包括多个第一接收单元，多个所述第一接收单元呈圆周均匀分布；所述第二接收组件包括多个第二接收单元，多个所述第二接收单元呈圆周均匀分布。优选地，所述第一接收单元在第二接收线圈层板上的投影与所述第二接收单元围成闭合接收结构。优选地，相邻的所述闭合接收结构面积相等、耦合电流方向相反。优选地，所述闭合接收结构的形状为马蹄形、类正弦形或扇环形。优选地，所述接收线圈的数量为一个或多个，多个所述接收线圈同轴设置，多个所述接收线圈之间有相位差。优选地，多个所述接收线圈的非处理电路连接端相互连接。优选地，多个所述接收线圈的非处理电路连接端通过电容接地。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1)接收线圈布线方式，降低电路板布线本身对接收信号造成的影响。2)接收线圈布线方式，可以屏蔽高频交流信号干扰。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征目的和优点将会变得更明显。图1为本专利技术电磁感应式旋转编码器使用示意图；图2为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例一结构示意图；图3为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例一单路接收线圈概念图；图4为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例一第一接收线圈层板布线示意图；图5为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例一第二接收线圈层板布线示意图；图6为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例一激励线圈层板布线示意图；图7为本专利技术电磁感应式旋转编码器转子模块实施例一结构示意图；图8为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例二结构示意图；图9为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例二单路接收线圈概念图；图10为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例二第一接收线圈层板布线示意图；图11为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例二第二接收线圈层板布线示意图；图12为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例二激励线圈层板布线示意图；图13为本专利技术电磁感应式旋转编码器转子模块实施例二结构示意图；图14为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例三结构示意图；图15为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例三第一接收线圈层板布线示意图；图16为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例三第二接收线圈层板布线示意图；图17为本专利技术电磁感应式旋转编码器定子模块实施例三激励线圈层板布线示意图；图18为本专利技术电磁感应式旋转编码器转子模块实施例三结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。图1为本专利技术所述的电磁感应式编码器示意图。如图1所示，本专利技术所述的电磁感应式编码器包括转子模块1、定子模块2和处理电路3。转子模块平行放置于定子模块2上。定子模块上包括1个或多个接收线圈4和1个激励线圈5。转子模块1和接收线圈4及激励线圈5平行同心放置。接收线圈4和激励线圈5接入处理电路3。图2为实施例一定子模块布线示意图。如图2所示，定子模块包括3个接收线圈4a、4b和4c，1个激励线圈5和处理电路3。本专利技术所述的电磁感应式编码器，其接收线圈和激励线圈被放置在一块非电磁感应材料板上，如印刷电路板(PCB)。本专利技术所述的电磁感应式编码器，其处理电路可以放置在定子模块的非电磁感应材料板上，也可以放在其他地方。处理电路可以是由分立器件构建的外围电路，也可以是一颗ASIC专用处理芯片。本专利技术所述的电磁感应式编码器，其内部包括一个振荡电路和信号处理电路。本专利技术所述的电磁感应式编码器，其振荡电路用于产生配合激励线圈产生高频周期性交流电压和电流。本专利技术所述的电磁感应式编码器，其信号处理电路用于处理接收线圈上产生的电压信号，通过解调、运放和其他运算模块处理后，最终输出多种电机编码信号，如UVW、正交AB和线性模拟输出信号等电机位置信号。多样化的输出形式可以满足客户不同应用的需求。图3、图4、图5和图6展示了本专利技术所述的实施例一定子模块绘制方法。图3为实施例一单路接收线圈实施例概念图。图3展示了单路接收线圈4a绘制完成的最终图案，其沿圆周方向依次绕制有6个马蹄形闭合金属导线。接收线圈4a、4b和4c拥有相同的几何形状。图4和图5为实施例一定子模块第一层和第二层示意图。如图4和图5所示，接收线圈4a一端通过金属导线4a-1接入处理电路3，然后通过通孔到达图4所示实施例一定子模块第二层的金属导线4a-2，再通过金属导线4a-2和通孔回到第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁感应式旋转编码器，其特征在于，包括：定子模块，所述定子模块包括激励线圈及接收线圈；其中所述激励线圈用于通过高频周期性交流电压和电流，在所述定子模块区域内产生交变电磁场；所述接收线圈设置在所述激励线圈产生的交变电磁场区域内，并产生感应电动势；转子模块，所述转子模块用于影响激所述激励线圈和所述接收线圈之间的电磁耦合强度；处理电路，所述处理电路处理从所述接收线圈上得到的电压信号输出电机所需编码信号。

【技术特征摘要】
1.一种电磁感应式旋转编码器，其特征在于，包括：定子模块，所述定子模块包括激励线圈及接收线圈；其中所述激励线圈用于通过高频周期性交流电压和电流，在所述定子模块区域内产生交变电磁场；所述接收线圈设置在所述激励线圈产生的交变电磁场区域内，并产生感应电动势；转子模块，所述转子模块用于影响激所述激励线圈和所述接收线圈之间的电磁耦合强度；处理电路，所述处理电路处理从所述接收线圈上得到的电压信号输出电机所需编码信号。2.根据权利要求1所述的电磁感应式旋转编码器，其特征在于，所述定子模块包括第一接收线圈层板、第二接收线圈层板及激励线圈层板；其中所述接收线圈设置在所述第一接收线圈层板及所述第二接收线圈层板上；所述激励线圈设置在所述激励线圈层板上。3.根据权利要求2所述的电磁感应式旋转编码器，其特征在于，所述接收线圈包括：第一接收组件，所述第一接收组件设置在所述第一接收线圈层板上；第二接收组件，所述第二接收组件设置在所述第二接收线圈层板上；所述第一接收组件与所述第二接收组件连接。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶骋，汪洋洋，彭思达，吴小芳，付继祥，
申请(专利权)人：赛卓电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31