编码器、电机及自动化设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种编码器、电机及自动化设备，编码器包括电路板，电路板包括：至少一个磁感模块，磁感模块用于感应编码器的磁信号的变化以生成磁编码信号，以获得当前时刻的第一绝对位置；至少一个光感模块，光感模块用于感应编码器的光信号的变化以生成光编码信号，以获得当前时刻的相对位置；电路板上还包括与光感模块和磁感模块连接的信号处理单元，信号处理单元用于接收并处理磁编码信号和光编码信号，以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置，以解决现有技术中的光磁混合编码器的测量位置信息的过程较为复杂的问题。位置信息的过程较为复杂的问题。位置信息的过程较为复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
编码器、电机及自动化设备


[0001]本技术涉及编码器
，具体而言，涉及一种编码器、电机及自动化设备。

技术介绍

[0002]光电编码器是包括光电码盘，光电码盘的中心套设在转轴上，光电码盘上设置有环形的明暗相间的刻线，光电编码器还包括具有光发射器件和光接收器件，以通过光接收器件来读取光发射器件所发出的光信号并将其转化为电信号，主要用来测量位移或角度，其结构简单、精度较高，但是抗干扰能力较弱。另外，由于光电编码器是通过码盘上刻线来计算精度的，因此，精度越高，码盘就会越大，编码器总体积也就越大。
[0003]磁电编码器则是采用磁电式设计，利用磁器件代替码盘，并设置磁感应器件，利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置，弥补了光电编码器的上述缺陷，具有抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高且结构简单等优点，但是精度较差。
[0004]为了满足编码器使用中高精度和抗干扰的需求，目前存在一种光磁混合编码器，包括光编码组件和磁编码组件，以及用于输出光编码组件和磁编码组件的编码信号的线路板；其中，磁编码组件包括设置在转轴端部中心位置的圆形磁钢、设置在线路板上且正对圆形磁钢边缘位置以用于感应磁钢边缘位置的磁场变化的第一磁感芯片以及设置在电路板上且正对圆形磁钢中心位置以用于感应磁钢中心位置的磁场变化的第二磁感芯片，通过结合两种感应芯片所感应到的信号，可解算出更为准确的绝对位置信息，从而提高编码器的测量精度，满足混合编码器的高精度高稳定性的需求。
[0005]但是，上述光磁混合编码器的通过两种磁感性芯片来测量位置信息的过程较为复杂。

技术实现思路

[0006]本技术的主要目的在于提供一种编码器、电机及自动化设备，以解决现有技术中的光磁混合编码器的测量位置信息的过程较为复杂的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种编码器，包括电路板，电路板包括：至少一个磁感模块，磁感模块用于感应编码器的磁信号的变化以生成磁编码信号，以获得当前时刻的第一绝对位置；至少一个光感模块，光感模块用于感应编码器的光信号的变化以生成光编码信号，以获得当前时刻的相对位置；电路板上还包括与光感模块和磁感模块连接的信号处理单元，信号处理单元用于接收并处理磁编码信号和光编码信号，以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置。
[0008]进一步地，磁编码信号包括至少一个第一正余弦信号组，在一个机械周期内，其中第一正余弦信号组包括M个周期的第一正弦信号和M个周期的第一余弦信号，其中，M≥1，M为整数；或者，磁编码信号包括至少一个周期的数字信号；或者，磁编码信号包括至少一个随角度位置周期变化的PWM信号；或者，磁编码信号包括至少一个周期的三角波信号；或者，
磁编码信号包括至少四个周期的梯形波信号。
[0009]进一步地，光感模块输出的光编码信号包括至少一个方波信号组，在一个机械周期内，方波信号组包括K个周期的第一方波信号和K个周期的第二方波信号，其中，K≥1，K为整数；或者，光感模块输出的光编码信号包括至少一个第二正余弦信号组，在一个机械周期内，第二正余弦信号组包括N个周期的第二正弦信号和N个周期的第二余弦信号，其中，N≥1，N整数。
[0010]进一步地，各个方波信号组中的第一方波信号和第二方波信号在同一时刻的相位差为90度。
[0011]进一步地，编码器包括设置有码道的码盘，光感模块用于感应码盘的光信号的变化以生成光编码信号；和/或，编码器包括设置有码道的环形光栅，光感模块用于感应环形光栅的光信号的变化以生成光编码信号；和/或，编码器包括设置有码道的鼓形光栅，光感模块用于感应鼓形光栅的光信号的变化以生成光编码信号；或者编码器包括设置有码道的光栅尺，光感模块用于感应光栅尺的光信号的变化以生成光编码信号。
[0012]进一步地，编码器包括磁钢、磁环、磁鼓或磁尺的至少一种；磁感模块用于感应磁钢或者磁环或者磁鼓或者磁尺的磁场变化以产生磁编码信号。
[0013]光感模块用于感应编码器的设置有码道的码盘的光信号的变化以生成光编码信号，码道包括多个环形设置的可反光的金属片所形成的光栅刻线。
[0014]进一步地，光感模块发射的光线经过码道反射后被光感模块再次接收；或，编码器还包括用于发射光线的光源，光源发出的光线经过码道反射或者透射后被光感模块接收。
[0015]进一步地，光编码信号还包括至少一个Z脉冲信号，Z脉冲信号获得编码器的当前时刻的圈数值，信号处理单元根据第一绝对位置，相对位置和圈数值获得第二绝对位置。
[0016]进一步地，码道为游标码码道、格雷码码道、M序列码道和单圈码道中的任意一种。
[0017]根据本技术的第二方面，提供了一种电机，包括编码器，编码器为上述的编码器。
[0018]根据本技术的第三方面，提供了一种自动化设备，包括电机，电机为上述的电机。
[0019]应用本技术的技术方案，本技术的编码器包括电路板，电路板包括至少一个磁感模块、至少一个光感模块和与光感模块和磁感模块连接的信号处理单元，磁感模块用于感应编码器的磁信号的变化以生成磁编码信号，信号处理单元根据磁编码信号获得编码器的当前时刻的第一绝对位置；光感模块用于感应编码器的光信号的变化以生成光编码信号，信号处理单元根据光编码信号获得编码器的当前时刻的相对位置，最终获得编码器的当前时刻的精度更高的第二绝对位置。其中，电路板为PCB电路板，磁感模块为设置在电路板上的单个第四代磁感芯片，与现有技术相比，本技术的编码器的能够仅通过以一个磁感性芯片来感应编码器的磁场变化就可达到现有技术中的两种磁感性芯片所能达到的效果，简化了信号处理的复杂程序，提高了信号处理的效率，解决了现有技术中的光磁混合编码器的测量位置信息的过程较为复杂的问题。
附图说明
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本实用
新型的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1示出了根据本技术的编码器的实施例的半剖视图；
[0022]图2示出了图1所示的编码器的磁感芯片相对于磁性部件的位置示意图；
[0023]图3示出了图1所示的编码器的结构示意图；
[0024]图4示出了图1所示的编码器的爆炸图；以及
[0025]图5示出了图1所示的编码器的磁感芯片所输出的磁编码信号的其中一个实施例的波形示意图。
[0026]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0027]1、电路板；2、光学部件；3、磁性部件；4、磁感模块；5、光感模块；6、码盘托；7、支架。
具体实施方式
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0029]如图1至图5所示，本技术提供了一种编码器，包括电路板1，电路板1包括：至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编码器，包括电路板(1)，其特征在于，所述电路板(1)包括：至少一个磁感模块(4)，所述磁感模块(4)用于感应所述编码器的磁信号的变化以生成磁编码信号，以获得当前时刻的第一绝对位置；至少一个光感模块(5)，所述光感模块(5)用于感应所述编码器的光信号的变化以生成光编码信号，以获得当前时刻的相对位置；所述电路板(1)上还包括与所述光感模块(5)和所述磁感模块(4)连接的信号处理单元，所述信号处理单元用于接收并处理所述磁编码信号和所述光编码信号，以获得所述编码器的当前时刻的第二绝对位置。2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述磁编码信号包括至少一个第一正余弦信号组，在一个机械周期内，其中所述第一正余弦信号组包括M个周期的第一正弦信号和M个周期的第一余弦信号，其中，M≥1，M为整数；或者，所述磁编码信号包括至少一个周期的数字信号；或者，所述磁编码信号包括至少一个随角度位置周期变化的PWM信号；或者，所述磁编码信号包括至少一个周期的三角波信号；或者，所述磁编码信号包括至少四个周期的梯形波信号。3.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述光感模块(5)输出的所述光编码信号包括至少一个方波信号组，在一个机械周期内，所述方波信号组包括K个周期的第一方波信号和K个周期的第二方波信号，其中，K≥1，K为整数；或者，所述光感模块(5)输出的所述光编码信号包括至少一个第二正余弦信号组，在一个机械周期内，所述第二正余弦信号组包括N个周期的第二正弦信号和N个周期的第二余弦信号，其中，N≥1，N整数。4.根据权利要求3所述的编码器，其特征在于，各个所述方波信号组中的所述第一方波信号和所述第二方波信号在同一时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝维隆，左思，
申请(专利权)人：深圳市灵犀自动化技术有限公司，
类型：新型
国别省市：