一种非接触式角度反馈直流风门执行器制造技术

本发明专利技术公开一种非接触式角度反馈直流风门执行器，包括：直流电机、PCB线路板、编码器磁体、霍尔感应芯片，该非接触式角度反馈直流风门执行器利用现有的磁旋转编码器的脉冲器技术替代现有的滑动电位器角度传感器，该装置结构简单、终端应用适配性强，适易创建汽车电机执行器产品平台化、智能化器件，由于磁旋转编码器的非接触测量技术，避免了机械摩擦，输出的信号为脉冲数值信号，有比原来模拟电压信号更稳定的传输优点，并且，随着电子零件及芯片制造技术的提高，磁旋转角度编码器制造成本及售价越来越低，该非接触式角度反馈直流风门执行器中的编码器磁体和霍尔感应芯片的材料成本只有原来滑动电位器的2/3。

A Non-contact Angular Feedback DC Throttle Actuator

The invention discloses a non-contact angle feedback DC damper actuator, which comprises a DC motor, a PCB circuit board, an encoder magnet and a Hall induction chip. The non-contact angle feedback DC damper actuator uses the pulse technology of the existing magnetic rotary encoder to replace the existing sliding potentiometer angle sensor. The device has simple structure, strong terminal application adaptability and is suitable. It is easy to create platform-based and intelligent devices for motor actuator products. Because of the non-contact measurement technology of magnetic rotary encoder, mechanical friction is avoided. The output signal is pulse numerical signal, which has the advantage of more stable transmission than the original analog voltage signal. Moreover, with the improvement of the manufacturing technology of electronic parts and chips, the manufacturing cost and selling price of magnetic rotary angle encoder are increasing. The lower the material cost of the encoder magnet and Hall induction chip in the non-contact angle feedback DC damper actuator is only 2/3 of the original sliding potentiometer.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式角度反馈直流风门执行器
本专利技术涉及机电一体化电子测量
，具体涉及一种非接触式角度反馈直流风门执行器。
技术介绍
现有的汽车空调直流风门执行器产品由塑料壳体、微电机(直流DCMOTOR)、塑料齿轮组及位置传感器(碳膜电位器)、大齿轮输出轴、输入输出插针座等元件组成，通过给微电机加电旋转带动减速齿轮组及大齿轮输出轴并带动位置传感器，位置传感器反馈电压信号给控制单元(即汽车空调ECU)确认是否已经到达位置而断电，实现闭环控制的一个角度输出的器件；还有一类汽车空调风门执行器产品使用的是步进电机(STEPPERMOTOR)，它没有位置传感器，通过ECU控制器施加脉冲信号，步进电机将电脉冲信号转换成机械位移的开环控制模式。空调直流风门执行器位置传感器一般由滑动碳膜电位器组成，它由金属弹刷在碳膜电阻上滑动分压，来检测电压变化量(或机械位置的角度变化量)，来实现执行器位置旋转输出功能；由于存在机械摩擦，滑动碳膜电位器在实际使用过程中，弹刷与碳膜之间的接触电阻会逐渐增大，甚至磨损失效，使电机输出的电压信号异常，造成ECU控制误动作或不动作，出现风门执行器质量事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种非接触式角度反馈直流风门执行器，解决现有技术中滑动碳膜电位器在实际使用过程中存在机械摩擦会出现磨损失效的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种非接触式角度反馈直流风门执行器，包括：直流电机、PCB线路板、编码器磁体、霍尔感应芯片，所述PCB线路板的一端设置一个通孔、两个第一导电端子及三个第二导电端子，所述PCB线路板的另一端设置有两个第三导电端子及三个第四导电端子；两个所述第一导电端子通过所述PCB线路板内的导电线路一一对应与两个所述第三导电端子电连接；三个所述第二导电端子通过所述PCB线路板内的导电线路一一对应与三个所述第四导电端子电连接；所述直流电机包括电机壳体及电机转子，所述电机转子同轴转动内置于所述电机壳体，且所述电机转子的头端、尾端分别穿出所述电机壳体的头端、尾端；所述电机壳体的尾端设置有两个电源接线端子，且两个所述电源接线端子一一对应与两个所述第一导电端子电连接；所述电机转子的尾端穿过所述通孔后与所述编码器磁体同轴固定连接；所述霍尔感应芯片固定于所述PCB线路板上，并相对所述编码器磁体布置，所述霍尔感应芯片具有三个信号传输端，所述霍尔感应芯片的三个信号传输端一一对应与三个所述第二导电端子电连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：该非接触式角度反馈直流风门执行器利用现有的磁旋转编码器的脉冲器技术替代现有的滑动电位器角度传感器，该装置结构简单、终端应用适配性强，适易创建汽车电机执行器产品平台化、智能化器件，由于磁旋转编码器的非接触测量技术，避免了机械摩擦，输出的信号为脉冲数值信号，有比原来模拟电压信号更稳定的传输优点，并且，随着电子零件及芯片制造技术的提高，磁旋转角度编码器制造成本及售价越来越低，该非接触式角度反馈直流风门执行器中的编码器磁体和霍尔感应芯片的材料成本只有原来滑动电位器的2/3，由于该非接触式角度反馈直流风门执行器生产批量巨大，在每件产品使用传感器的材料成本降低1/3的情形下，能够为工厂节约大量的生产资金。附图说明图1是本专利技术的第一视角立体结构示意图。图2是图1的俯视结构示意图。图3是本专利技术的第二视角立体结构示意图。图4是本专利技术的第三视角立体结构示意图。图5是本专利技术中霍尔感应芯片的脉冲计数原理示意图。图5中:41-反向电压保护二极管、42-电源模块、43-第一齐纳二极管、44-第二齐纳二极管、45-脉冲数值输出端、46-霍尔电压发生器、47-动态偏移消除模块、48-反馈模块、49-第一差分放大器、4b-第二差分放大器、4c-低通滤波器、4d-施密特触发器、4e-采样模块、4f-控制模块、4g-过流限制模块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1～5，本实施例提供一种非接触式角度反馈直流风门执行器，包括：直流电机1、PCB线路板2、编码器磁体3、霍尔感应芯片4、PIN针5、插针座6。所述PCB线路板2的一端设置一个通孔、两个第一导电端子2a及三个第二导电端子2b，所述PCB线路板2的另一端设置有两个第三导电端子2c及三个第四导电端子2d；两个所述第一导电端子2a通过所述PCB线路板2内的导电线路一一对应与两个所述第三导电端子2c电连接；三个所述第二导电端子2b通过所述PCB线路板2内的导电线路一一对应与三个所述第四导电端子2d电连接。所述直流电机1包括电机壳体11及电机转子12，所述电机转子12同轴转动内置于所述电机壳体11，且所述电机转子12的头端、尾端分别穿出所述电机壳体11的头端、尾端；所述电机壳体11的尾端设置有两个电源接线端子11a，且两个所述电源接线端子11a一一对应与两个所述第一导电端子2a电连接；本实施例中，两个所述电源接线端子11a均为片状，两个所述电源接线端子11a一一对应插接于两个所述第一导电端子2a，并与其焊接固定；所述电机转子12的尾端穿过所述通孔后与所述编码器磁体3同轴固定连接。所述霍尔感应芯片4固定于所述PCB线路板2上，并相对所述编码器磁体3布置，所述霍尔感应芯片4具有三个信号传输端4a，所述霍尔感应芯片4的三个信号传输端4a一一对应与三个所述第二导电端子2b电连接，具体的，所述霍尔感应芯片4的三个所述信号传输端4a一一对应与三个所述第二导电端子2b相对布置，并与其焊接固定。所述编码器磁体3包括安装片及磁极对，所述安装片为圆形，所述安装片与所述电机转子12的尾端同轴固定连接；所述磁极对为多对，多对所述磁极对沿所述安装片的周向均匀布置，本实施例中，所述电机转子12的头端与齿轮系(图中未示出)的输入轴传动连接，以确保所述齿轮系输出角度精度，一般齿轮系的降速比为500，以500计算，所述直流电机1旋转一周，齿轮系输出轴旋转360/500＝0.72°，所述磁极为4对时，所述霍尔感应芯片4识别齿轮系输出轴旋转角度分辨率为：0.72°/(4*2)＝0.09°。两个所述PIN针5分别插接固定于所述PCB线路板2上对应两个所述第三导电端子2c的位置，另外三个所述PIN针5分别插接固定于所述PCB线路板2上对应三个所述第四导电端子2d的位置；本实施例中，两个所述第三导电端子2c及三个所述第四导电端子2d均设置于同一条直线上；所述插针座6为条形，所述插针座6与所述PCB线路板2固定连接，并且所述插针座6压覆与两个所述第三导电端子2c及三个所述第四导电端子2d；五个所述PIN针5均一端插设固定于所述插针座6，并且穿过所述插针座6后与所述第三导电端子2c或所述第四导电端子2d电连接；所述插针座6提高了所述PIN针5与所述PCB线路板2连接的稳定性。工作原理：该非接触式角度反馈直流风门执行器利用现有的磁旋转编码器的脉冲器技术替代现有的滑动电位器角度传感器，该装置结构简单、终端应用适配性强，适易创建汽车电机执行器产品平台化、智能化器件，由于磁旋转编码器的非接触测量技术，避免了机械摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式角度反馈直流风门执行器，其特征在于，包括：直流电机、PCB线路板、编码器磁体、霍尔感应芯片，所述PCB线路板的一端设置一个通孔、两个第一导电端子及三个第二导电端子，所述PCB线路板的另一端设置有两个第三导电端子及三个第四导电端子；两个所述第一导电端子通过所述PCB线路板内的导电线路一一对应与两个所述第三导电端子电连接；三个所述第二导电端子通过所述PCB线路板内的导电线路一一对应与三个所述第四导电端子电连接；所述直流电机包括电机壳体及电机转子，所述电机转子同轴转动内置于所述电机壳体，且所述电机转子的头端、尾端分别穿出所述电机壳体的头端、尾端；所述电机壳体的尾端设置有两个电源接线端子，且两个所述电源接线端子一一对应与两个所述第一导电端子电连接；所述电机转子的尾端穿过所述通孔后与所述编码器磁体同轴固定连接；所述霍尔感应芯片固定于所述PCB线路板上，并相对所述编码器磁体布置，所述霍尔感应芯片具有三个信号传输端，所述霍尔感应芯片的三个信号传输端一一对应与三个所述第二导电端子电连接。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式角度反馈直流风门执行器，其特征在于，包括：直流电机、PCB线路板、编码器磁体、霍尔感应芯片，所述PCB线路板的一端设置一个通孔、两个第一导电端子及三个第二导电端子，所述PCB线路板的另一端设置有两个第三导电端子及三个第四导电端子；两个所述第一导电端子通过所述PCB线路板内的导电线路一一对应与两个所述第三导电端子电连接；三个所述第二导电端子通过所述PCB线路板内的导电线路一一对应与三个所述第四导电端子电连接；所述直流电机包括电机壳体及电机转子，所述电机转子同轴转动内置于所述电机壳体，且所述电机转子的头端、尾端分别穿出所述电机壳体的头端、尾端；所述电机壳体的尾端设置有两个电源接线端子，且两个所述电源接线端子一一对应与两个所述第一导电端子电连接；所述电机转子的尾端穿过所述通孔后与所述编码器磁体同轴固定连接；所述霍尔感应芯片固定于所述PCB线路板上，并相对所述编码器磁体布置，所述霍尔感应芯片具有三个信号传输端，所述霍尔感应芯片的三个信号传输端一一对应与三个所述第二导电端子电连接。2.根据权利要求1所述的非接触式角度反馈直流风门执行器，其特征在于，两个所述电源接线端子均为片状，两个所述电源接线端子一一对应插接于两个所述第一导电端子，并与其焊接固定。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊华，李鄂胜，陈如虎，李勇，郑海法，
申请(专利权)人：湖北开特汽车电子电器系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42