一种旋转角度检测系统技术方案

一种旋转角度检测系统，包括静止部、旋转部、第一检测部、第一解算部、第二检测部、第二解算部、第三解算部。第一检测部至少包括1个K对极旋转变压器(K为大于1的整数)，旋转变压器的转子固定在旋转部上随着旋转部同步旋转，旋转变压器由励磁引线输入励磁信号，由信号引线输出第一检测部的第一角度信号。旋转部每旋转1周，第一角度信号变化K个周期。第二检测部至少包括一个环状的永久磁体、复数个霍尔元件，环状的永久磁体沿着圆周表面设置1个N极和1个S极，环状的永久磁体固定在旋转部上随着旋转部同步旋转。旋转部每旋转1周，第二角度信号变化1个周期。本实用新型专利技术相比于现有技术提高了设备的可靠性、精度和分辨率。精度和分辨率。精度和分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转角度检测系统


[0001]本技术属于检测
，涉及一种旋转角度检测系统。

技术介绍

[0002]工业自动化、机器人等行业经常需要电机的绝对位置控制，常采用搭载光电编码器的电机来实现，近年耐震动冲击，耐粉尘等应用增大。然而现有搭载光电编码器的电机因电机中有光电器件，在上述环境中使用时存在光电编码器失效的风险。采用极对数为1的旋转变压器能解决上述失效风险，但角度精度不高，应用受到限制。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种旋转角度检测系统、解决上述问题。
[0004]为了达到上述目的，本技术的解决方案是：
[0005]一种旋转角度检测系统，其特征在于：包括静止部、旋转部、第一检测部、第一解算部、第二检测部、第二解算部、第三解算部；第一检测部至少包括1个K对极旋转变压器(K为大于1的整数)，旋转变压器包括定子和转子，定子包括励磁引线和信号引线，由励磁引线输入励磁信号，由信号引线输出第一检测部的第一角度信号，定子固定在静止部，转子固定在旋转部上随旋转部同步旋转。旋转部每旋转1周，第一角度信号变化K个周期。
[0006]第一解算部包括励磁电路、第一角度信号处理电路、第一角度解码电路；励磁电路产生励磁信号，通过励磁引线供给旋转变压器的励磁信号，第一角度信号处理电路接收来自信号引线的第一角度信号并进行信号处理后输出给第一角度解码电路，第一角度解码电路接收来自信号处理电路的信号并进行角度解码操作输出转子的第一角度。
[0007]第二检测部至少包括一个环状的永久磁体、复数个霍尔元件；环状的永久磁体沿着圆周表面设置1个N极和1个S极，环状的永久磁体固定在旋转部上随着旋转部同步旋转。复数个霍尔元件均含有正负极电源端子和信号输出端子，复数个霍尔元件固定在静止部的靠近环状的永久磁体表面附近，复数个霍尔元件之间相隔设定角度，由复数个霍尔元件的输出端子输出第二检测部的第二角度信号，旋转部每旋转1周，第二角度信号变化1个周期。
[0008]第二解算部包括正负电源电路、第二角度信号处理电路、第二角度解码电路；正负电源电路通过复数个霍尔元件的正负电源端子向霍尔元件供电；第二角度信号处理电路接收复数个霍尔元件的输出端子输出的第二检测部的第二角度信号并进行信号处理输出给第二角度解码电路，第二角度解码电路接收来自信号处理电路的信号并进行角度解码操作输出永久磁体的第二角度。
[0009]第三解算部包括第三角度生成单元、角度输出单元；第三角度生成单元接收转子的第一角度和永久磁体的第二角度，生成第三角度；角度输出单元包括旋转角度的模拟量输出、或者包括旋转角度的数字量输出。
[0010]旋转变压器的定子每个齿上最多只缠绕1个线圈，旋转变压器有2根励磁引线、2根或4根信号引线。
[0011]复数个霍尔元件的数量是2个，2个霍尔元件放置于设定位置，以使2个霍尔元件的输出端子的信号随永久磁体的旋转角度的变化而变化，相位相差90度。旋转部旋转过程中，永久磁体在设定位置处的磁感应强度正弦变化。
[0012]复数个霍尔元件的数量还可以是4个，4个霍尔元件放置于设定位置，以使其中2个霍尔元件的输出端子的信号随永久磁体的旋转角度的变化而变化，相位相差180度，将此2个霍尔元件的输出端子的信号做差分处理得到第一差分信号；且使4个霍尔元件的另外2个霍尔元件的输出端子的信号随永久磁体的旋转角度的变化而变化，相位相差180度，将此2个霍尔元件的输出端子的信号做差分处理得到第二差分信号，旋转部旋转过程中，永久磁体在设定位置处的磁感应强度正弦变化。第一差分信号和第二差分信号的相位相差90度，构成第二角度信号。
[0013]旋转部是空心轴或实心轴。
[0014]复数个霍尔元件可以为线性霍尔元件。
[0015]复数个霍尔元件可以固定在旋转变压器的定子上。
[0016]第三角度包括绝对角度，或者多圈绝对角度。
[0017]旋转角度的数字量输出包括串行数字量输出，或者并行数字量输出。
[0018]静止部、旋转部、第一检测部、第一解算部、第二检测部、第二解算部、第三解算部为集成一体化结构，集成的旋转角度检测系统有两根系统电源接入引线和至少一根旋转角度输出引线。
[0019]由于采用上述方案，本技术的有益效果是：本旋转角度检测系统采用了旋转变压器来实现旋转部角度检测，降低了以往技术中因光电编码器造成的失效风险，且本实施例中旋转变压器每个齿上仅饶有1个线圈，降低了以往旋转变压器中每个齿上3个线圈间的短路风险，极大提高了设备的可靠性；并且与霍尔零件配合，得到了高精度、高分辨率的旋转部绝对角度和多圈绝对角度。
附图说明
[0020]图1是第一实施例结构示意图；
[0021]图2是第一实施例结构分解示意图；
[0022]图3是第一实施例信号处理示意图；
[0023]图4是第一实施例角度曲线图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图所示实施例对本技术作进一步的说明。
[0025]本技术提出了一种旋转角度检测系统，其特征在于：包括静止部、旋转部、第一检测部、第一解算部、第二检测部、第二解算部、第三解算部；第一检测部至少包括1个K对极旋转变压器(K为大于1的整数)，旋转变压器包括定子和转子，定子包括励磁引线和信号引线，由励磁引线输入励磁信号，由信号引线输出第一检测部的第一角度信号，定子固定在静止部，转子固定在旋转部上随旋转部同步旋转。旋转部每旋转1周，第一角度信号变化K个周期。
[0026]第一解算部包括励磁电路、第一角度信号处理电路、第一角度解码电路；励磁电路
产生励磁信号，通过励磁引线供给旋转变压器的励磁信号，第一角度信号处理电路接收来自信号引线的第一角度信号并进行信号处理后输出给第一角度解码电路，第一角度解码电路接收来自信号处理电路的信号并进行角度解码操作输出转子的第一角度。
[0027]第二检测部至少包括一个环状的永久磁体、复数个霍尔元件；环状的永久磁体沿着圆周表面设置1个N极和1个S极，环状的永久磁体固定在旋转部上随着旋转部同步旋转。复数个霍尔元件均含有正负极电源端子和信号输出端子，复数个霍尔元件固定在静止部的靠近环状的永久磁体表面附近，复数个霍尔元件之间相隔设定角度，由复数个霍尔元件的输出端子输出第二检测部的第二角度信号，旋转部每旋转1周，第二角度信号变化1个周期。
[0028]第二解算部包括正负电源电路、第二角度信号处理电路、第二角度解码电路；正负电源电路通过复数个霍尔元件的正负电源端子向霍尔元件供电；第二角度信号处理电路接收复数个霍尔元件的输出端子输出的第二检测部的第二角度信号并进行信号处理输出给第二角度解码电路，第二角度解码电路接收来自信号处理电路的信号并进行角度解码操作输出永久磁体的第二角度。
[0029]第三解算部包括第三角度生成单元、角度输出单元；第三角度生成单元接收转子的第一角度和永久磁体的第二角度，生成第三角度；角度输出单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转角度检测系统，其特征在于：包括静止部、旋转部、第一检测部、第一解算部、第二检测部、第二解算部、第三解算部；所述第一检测部至少包括1个K对极旋转变压器(K为大于1的整数)，所述旋转变压器包括定子和转子，所述定子包括励磁引线和信号引线，由所述励磁引线输入励磁信号，由所述信号引线输出第一检测部的第一角度信号，所述定子固定在所述静止部，所述转子固定在所述旋转部上随旋转部同步旋转；所述旋转部每旋转1周，所述第一角度信号变化K个周期；所述第一解算部包括励磁电路、第一角度信号处理电路、第一角度解码电路；所述励磁电路产生励磁信号，通过所述励磁引线供给所述旋转变压器的励磁信号，所述第一角度信号处理电路接收来自所述信号引线的第一角度信号并进行信号处理后输出给所述第一角度解码电路，所述第一角度解码电路接收来自信号处理电路的信号并进行角度解码操作输出所述转子的第一角度；所述第二检测部至少包括一个环状的永久磁体、复数个霍尔元件；所述环状的永久磁体沿着圆周表面设置1个N极和1个S极，所述环状的永久磁体固定在所述旋转部上随着旋转部同步旋转；所述复数个霍尔元件均含有正负极电源端子和信号输出端子，所述复数个霍尔元件固定在所述静止部的靠近所述环状的永久磁体表面附近，所述复数个霍尔元件之间相隔设定角度，由所述复数个霍尔元件的输出端子输出第二检测部的第二角度信号，所述旋转部每旋转1周，所述第二角度信号变化1个周期；所述第二解算部包括正负电源电路、第二角度信号处理电路、第二角度解码电路；所述正负电源电路通过复数个霍尔元件的正负电源端子向霍尔元件供电；所述第二角度信号处理电路接收所述复数个霍尔元件的输出端子输出的第二检测部的第二角度信号并进行信号处理输出给所述第二角度解码电路，所述第二角度解码电路接收来自信号处理电路的信号并进行角度解码操作输出所述永久磁体的第二角度；所述第三解算部包括第三角度生成单元、角度输出单元；所述第三角度生成单元接收所述转子的第一角度和所述永久磁体的第二角度，生成第三角度；所述角度输出单元包括所述旋转角度的模拟量输出、或者包括所述旋转角度的数字量输出。2.根据权利要求1所述的旋转角度检测系统，其特征在于：所述旋转变压器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宏伟，高翔，包华羽，
申请(专利权)人：苏州昱泽智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：