一种用于滑动门的直线电机及动子位移测量方法技术

本发明专利技术涉及一种用于滑动门的直线电机，包括定子及与所述定子相对设置的动子，还包括与所述定子电性连接的驱动器，所述驱动器具有用于检测所述动子位移的霍尔传感器，所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。与市场上现有的直线电机相比，本发明专利技术可测量动子的实时位置和速度，进而根据测量结果实时地、精确地控制滑动门的开门动作或关门动作，具有对动子的控制精度高的优点。同时本发明专利技术还具有制造成本低，易于规模生产，易于安装和维护的优点。本发明专利技术还提供一种动子测量方法，能够降低线性霍传感器测量动子位移的误差，提高直线电机的控制精度。

A method of measuring the displacement of linear motor and actuator for sliding door

【技术实现步骤摘要】
一种用于滑动门的直线电机及动子位移测量方法
本专利技术涉及直线电机，尤其涉及一种用于滑动门的直线电机及动子位移测量方法。
技术介绍
在现实生活中，人们多采用圆桶形的电机为机械装置提高动力，随着技术的发展，直线电机逐渐被专利技术、制造、使用。由于直线电机具有体积小、噪声小等特点，进而被运用在滑动门领域，用于驱动滑动门。关于滑动门领域的直线电机，其中一种直线电机是采用开关型霍尔传感器作为位移检测元器件的直线电机，还有一种直线电机是采用光栅传感器的直线电机，或者磁栅传感器作为位移检测元器件的直线电机。开关型霍尔传感器具有体积小，安装简单等优点。开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器组成，在电磁场中，当电磁场强度高于一个固定阈值时，开关型霍尔传感器输出一个低电平信号；当电磁强度低于该固定阈值时，开关型霍尔传感器输出的电平信号不变，由此可知，开关型霍尔传感器只能输出两个电平控制信号，而无法输出持续变化的电平信号，进而只能控制两个的机械动作，故采用开关型霍尔传感器的直线电机，不能实时地检测到滑动门的位置及速度，只能简单地控制滑动门开关动作，而不能精确地控制滑动门的开关动作，例如控制滑动门的开门速度，或者关门速度。另一方面，光栅传感器利用莫尔条纹，经过光学分析来检测物体位移变化，磁栅传感器利用电磁方法记录磁波数目的位置检测物体位移变化，两者与开关型霍尔传感器相比，都具有传感快，精度高、可输出持续控制电平信号的优点，故采用光栅传感器、磁栅传感器的直线电机能够实时地检测滑动门的位置，并精确地控制滑动门，如控制滑动门的开门速度。但是，光栅传感器和磁栅传感器两者的制造工艺要求高，制造成本高，并且制造出来的成品运用在特定的高精度设备领域，没有大规模运用在滑动门的直线电机中。与此同时，因磁栅传感器和光栅传感器自身结构精密度高，容易受到外力而损坏，采用磁栅传感器或光栅传感器的直线电机容易损坏，故在安装过程中，对安装人员的安装技能的要求也高。针对现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种用于滑动门的直线电机，该直线电机可精确地控制滑动门的开关动作且具有安装灵活、易于维修和安装、制造成本低的优点。基于一种用于滑动门的直线电机，本专利技术进一步提供一种动子位移测量方法，其利用位置误差补偿法，抵消了因安装操作不当造成的动子位移测量误差，同时抵消了工作中动子和定子一直处于相对运动所导致的动子位移测量误差。本专利技术采取的技术方案是一种用于滑动门的直线电机，包括定子及与所述定子相对设置的动子组件，还包括与所述定子电性连接的驱动器，所述驱动器具有用于检测所述动子位移的霍尔传感器，所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。上述技术方案的技术效果在于：动子上设置有永久磁铁组，基于电磁感应原理，定子可通过电磁场带动动子的移动。驱动器上设置有用于检测动子实时位移的线性霍尔传感器，驱动器能够根据线性霍尔传感器输出的线性电平控制信号实时地控制动子，因线性霍尔传感器能够检测到电磁场的实时变化，并输出线性电平信号，故驱动器能够根据线性霍尔传感器输出的线性信号线性地控制滑动门的开门速度和关门速度。而采用开关型霍尔传感器的滑动门用直线电机，只能在电磁场达到一定固定值，开关型霍尔传感器才能感应到，故不能实时地见检测到滑动门的位置和速度，进而只能简单地控制滑动门开关动作，而不能精确地控制滑动门，如线性控制滑动门的速度。另一方面，因线性霍尔传感器的制造工艺简单，自身的结构与光栅传感器或磁栅传感器相比，也相对简单、牢固，不容易受到外力而损坏，故本专利技术与采用光栅传感器或磁栅传感器的滑动门用直线电机相比，本专利技术具有安装简单，易于维护的优点。综合所述，该技术方案能够实时地检测滑动门的位置及速度，从而具有控制精度高、安装简单、易于维护、制造成本低的优点。驱动器还与定子电性连接，驱动器与定子互相通电，且驱动器能够与定子进行电信号传输，故驱动器能够根据线性霍尔传感器传入的电信号控制定子或其他电性组件。进一步地，所述线性霍尔传感器位于所述驱动器的端部。在驱动器的端部设置线性霍尔传感器能够扩大线性霍尔传感器的作用范围。进一步地，所述线性霍尔传感器中，至少一对线性霍尔传感器成对设置以测量所述动子的一个位置。因直线电机在运动过程中，动子与定子一直处于相对运动中，故设置在驱动器上的线性霍尔传感器与设置在动子上的永久磁铁之间的间隙是变化的，采用成对的线性霍尔传感器可利用位置误差补偿法抵消这一因素对线性霍尔传感器感应精度的影响，提高驱动器对动子的控制精度，进而提高直线电机对滑动门的控制精度。进一步地，所述线性霍尔传感器的成对设置为线性霍尔传感器沿所述动子长度方向间隔设置。用于滑动门的直线电机安装过程中，动子与门框上下平行，当成对线性霍尔传感器沿动子长度方向间隔设置时，从动子一端进行观察，成对设置的线性霍尔传感器是处在一条直线上，而这条直线在动子长度方向上与动子平行，故成对设置的线性霍尔传感器没有前后间隔，这样一来，成对线性霍尔传感器对电磁场的感应误差就进一步减小了，增强了驱动器的控制精度。进而提高本专利技术提供的直线电机对滑动门的控制精度。进一步地，沿所述动子长度方向依次交替设置有N极永久磁铁、S极永久磁铁，所述成对设置的线性霍尔传感器之间有根据相邻的所述N极永久磁铁与S极永久磁铁长度总和设置的间隔距离。N极永久磁铁与S极永久磁铁的长度对其产生的电磁场有影响，而成对设置的线性霍尔传感器感之间的间隔距离根据N极永久磁铁与S极永久磁铁长度总和设置，在N极永久磁铁与S极永久磁铁的长度发生改变时，能够适应这种调整，使得更好利用位置误差补偿法提高驱动器的控制精度。进一步地，所述成对设置的线性霍尔传感器的间隔距离为所述相邻的所述N极永久磁铁与S极永久磁铁长度总和的1/5～1/3。当成对设置的线性霍尔传感器之间的间隔距离为述相邻的所述N极永久磁铁与S极永久磁铁长度总和的1/5～1/3时，能够更好地利用位置误差补偿法，提高线性霍尔传感器的测量精度。更进一步地，所述成对设置的线性霍尔传感器的间隔距离为所述相邻的所述N极永久磁铁与S极永久磁铁长度总和的1/4。当成对设置的线性霍尔传感器之间的间隔距离为述相邻的所述N极永久磁铁与S极永久磁铁长度总和的1/4时，能够更进一步地利用位置误差补偿法，提高线性霍尔传感器的测量精度。进一步地，所述驱动器与所述定子均设有用于与电性组件电接的电性连接端，通过所述电性连接端，所述驱动器与所述定子、所述电性组件组装成定子组件。驱动器和定子均具有用于与其他电性组件电接的电性连接端，通过电性连接端，可增加定子的数量，进而增加定子与动子之间的电磁场强度，进而提高线性霍尔传感器的感应强度。进一步地，所述驱动器位于所述定子组件的中间位置。将驱动器放在定子组件的中间，可增大驱动器对动子的控制范围，进一步提高驱动器的控制精度。基于滑动门用的直线电机，本专利技术还提供一种动子位移测量方法的技术方案，其为读取成对设置的线性霍尔传感器的输出电压V1和V2；获取相邻的N极永久磁铁与S极永久磁铁长度总和D值；计算线性霍尔传感器到动子一端的距离L的值，其中s的计算式为：L＝acrtg(V1/V2)*D/(2*π)。关于计算式L＝acrtg(V1/V2)*D/(2*π)推导的过程为，用N、S分别表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于滑动门的直线电机，包括定子及与所述定子相对设置的动子，其特征在于：还包括与所述定子电性连接的驱动器，所述驱动器具有用于检测所述动子位移的霍尔传感器，所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。

【技术特征摘要】
2018.04.02 CN 20181028295251.一种用于滑动门的直线电机，包括定子及与所述定子相对设置的动子，其特征在于：还包括与所述定子电性连接的驱动器，所述驱动器具有用于检测所述动子位移的霍尔传感器，所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。2.根据权利要求1所述的一种用于滑动门的直线电机，其特征在于：所述线性霍尔传感器位于所述驱动器的端部。3.根据权利要求1或2所述的一种用于滑动门的直线电机，其特征在于：所述线性霍尔传感器中，至少一对线性霍尔传感器成对设置以测量所述动子的一个位置。4.根据权利要求3所述的一种用于滑动门的直线电机，其特征在于：所述线性霍尔传感器的成对设置为线性霍尔传感器沿所述动子长度方向间隔设置。5.根据权利要求4所述的一种用于滑动门的直线电机，其特征在于：沿所述动子长度方向依次交替设置有N极永久磁铁、S极永久磁铁，所述成对设置的线性霍尔传感器之间有根据相邻的所述N极永久磁铁与S极永久磁铁长度总和设置的间隔距离。6.根据权利要求5所述的一种用于滑动门的直线电机，其特征在于：所述成对设置的线性霍尔传感器的间隔距离为所述相邻的所述N极...

【专利技术属性】
技术研发人员：许姜德，
申请(专利权)人：中山市欧派克五金制品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44