一种光磁组合的绝对值编码器制造技术

本申请涉及编码器的领域，尤其是涉及一种光磁组合的绝对值编码器，包括安装基体、相对安装基体转动的轴盘、随同轴盘转动而同步进行同轴转动的磁栅和光栅、设于安装基体且对转动的磁栅检测并输出磁增量模拟信号的磁感测部件、设于安装基体且对转动的光栅检测并输出光增量模拟信号的光感测部件、设于安装基体且接受光增量模拟信号和磁增量模拟信号并进行整合以获得绝对位置信息的信号处理单元，磁栅具有N对磁极，一对磁极包括一个N极和一个S极，光栅设置一个，光栅具有M个感光图纹，一个感光图纹对应于光增量模拟信号的一个周期，N和M均为整数且互质，N大于或等于2且M大于N，具备不需要再设置多组光栅，有效降低成本的效果。有效降低成本的效果。有效降低成本的效果。

An absolute value encoder based on optical magnetic combination

【技术实现步骤摘要】
一种光磁组合的绝对值编码器


[0001]本申请涉及编码器的领域，尤其是涉及一种光磁组合的绝对值编码器。

技术介绍

[0002]编码器常常用于检测精密设备的电机轴所处的位置，即电机轴在一圈360度中所处的具体位置。现在的编码器一般分为两种，绝对值编码器和增量式编码器，绝对值编码器在断电后重新接电时，也能直接得到电机输出轴的具体位置。
[0003]现有的绝对值编码器一般设置形式可为一个磁栅，编码器内的磁感测部件在磁栅转动一周后输出一个周期的磁绝对模拟信号，以获得电机输出轴的绝对位置信息，由于单个精密磁栅配合精密的磁感测部件获得高精度解算能力的成本较大，为此，常常会使用单个较为粗略的磁栅，而为了在成本可控范围内提升整体编码器输出的绝对位置信息的精密度，还需要光感测部件在多组光栅转动一周后输出多个周期的光增量模拟信号，每个光栅对应的光增量模拟信号周期为数个，并且每个光栅对应的光增量模拟信号周期数存在差值，以通过数个光栅的配合下获得绝对位置信息更加精密的低位，例如，1.52度中1度为高位，0.52度为低位。
[0004]针对上述中的相关技术，多组光栅的设置使得磁栅的价格较低的同时且能保持编码器整体具备较高的精密度，但是多组的光栅设置还是存在造价较高的缺陷。

技术实现思路

[0005]为了进一步降低具备较高精密度的编码器整体的造价，本申请提供一种光磁组合的绝对值编码器。
[0006]本申请提供的一种光磁组合的绝对值编码器采用如下的技术方案：
[0007]一种光磁组合的绝对值编码器，包括安装基体、相对安装基体转动的轴盘、随同轴盘转动而同步进行同轴转动的磁栅和光栅、设于安装基体且对转动的磁栅检测并输出磁增量模拟信号的磁感测部件、设于安装基体且对转动的光栅检测并输出光增量模拟信号的光感测部件、设于安装基体且接受光增量模拟信号和磁增量模拟信号并进行整合以获得绝对位置信息的信号处理单元，所述磁栅具有N对磁极，一对磁极包括一个N极和一个S极，光栅设置一个，光栅具有M个感光图纹，一个感光图纹对应于光增量模拟信号的一个周期，N和M均为整数且互质，N大于或等于2且M大于N。
[0008]通过采用上述技术方案，周期数互质的磁增量模拟信号和光增量模拟信号，使得一个磁增量模拟信号值和一个光增量模拟信号值所对应的绝对位置信息是唯一的，为此，在获得了一个磁增量模拟信号以及对应的光增量模拟信号后，即能确定一个较为精密的绝对位置信息，不需要再设置较多组数的光栅，也能实现较为精密的绝对位置信息的确定，有助于编码器整体的成本降低。
[0009]可选的，每一对所述磁极均对应为一个呈弧型的磁石，N对磁极所对应的磁石拼接所成的形状为圆环型。
[0010]通过采用上述技术方案，使得全部磁极形成一个完成的圆环，以便将全部磁极对应于轴盘进行设置。
[0011]可选的，相邻两个所述感光图纹的相近侧边重合，一个感光图纹的侧边对齐于一对磁极的侧边以使得光增量模拟信号的一个周期起点对应于磁增量模拟信号的一个周期起点。
[0012]通过采用上述技术方案，使得在轴盘的零度位置处，磁增量模拟信号的周期起点和光增量模拟信号的周期起点能够相对应，以便对输出的磁增量模拟信号图和光增量模拟信号图进行一个更好的处理。
[0013]可选的，N个所述磁极由一整个呈圆环型的磁性物质进行多极充磁而成。
[0014]通过采用上述技术方案，以便进行磁栅的设置，也便于将一整个磁栅对应于轴盘进行安装。
[0015]可选的，所述光感测部件包括向感光图纹发出稳定光线的发光组件和接收经过感光图纹的光线以输出周期性变化的光增量模拟信号的收光组件。
[0016]通过采用上述技术方案，发光组件发出的光线能够再经过光栅后成为周期性变化的光波，使得收光组件能够输出对应的周期性变化的光增量模拟信号。
[0017]可选的，所述发光组件和收光组件位于感光图纹的同一侧，感光图纹表面设有对发光组件发射的光线进行反射的高反射系数区和低反射系数区，收光组件接收到的反射光强度从高反射系数区至低反射系数区呈连续性变化。
[0018]通过采用上述技术方案，发光组件射出的光线在高反射系数区和低反射系数区上产生不同强度且呈周期性变化的反射光，反射光照射至收光组件上，形成周期性变化的光增量模拟信号。
[0019]可选的，所述发光组件和收光组件一一对应分别位于感光图纹的两侧，感光图纹表面设有供发光组件射出的光线穿设的透光区和阻挡发光组件射出的光线穿设的非透光区，透光区和非透光区所对应的圆心角相等。
[0020]通过采用上述技术方案，发光组件射出的光线穿设于透光区，由于狭缝衍射，使得经过透光区的光波呈现正余弦周期性变化，使得收光组件在接收到对应的光波后能够产生对应的周期性变化的光增量模拟信号。
[0021]可选的，所述光栅和磁栅均可拆卸连接于轴盘。
[0022]通过采用上述技术方案，使得在感光图纹或是磁石出现损坏时，可进行更换。
[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：
[0024]1.周期数互质的磁增量模拟信号和光增量模拟信号，使得一个磁增量模拟信号值和一个光增量模拟信号值所对应的绝对位置信息是唯一的，为此，在获得了一个磁增量模拟信号以及对应的光增量模拟信号后，即能确定一个较为精密的绝对位置信息，不需要再设置较多组数的光栅，也能实现较为精密的绝对位置信息的确定，有助于编码器整体的成本降低；
[0025]2.在轴盘的零度位置处，磁增量模拟信号的周期起点和光增量模拟信号的周期起点能够相对应，以便对输出的磁增量模拟信号图和光增量模拟信号图进行一个更好的处理。
附图说明
[0026]图1是本申请发光组件和收光组件位于轴盘同侧的剖视结构示意图；
[0027]图2是相邻两对磁极的相近一端为同极的结构示意图；
[0028]图3是感光图纹设置高反射系数区的光栅结构示意图；
[0029]图4是本申请发光组件和收光组件位于轴盘两侧的剖视结构示意图；
[0030]图5是感光图纹表面开设透光区的光栅结构示意图。
[0031]附图标记说明：1、安装基体；11、转轴；2、轴盘；3、磁栅；31、磁感测部件；32、磁极；4、光栅；41、光感测部件；42、感光图纹；43、高反射系数区；44、低反射系数区；45、透光区；46、非透光区；47、发光组件；48、收光组件；5、信号处理单元。
具体实施方式
[0032]以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0033]本申请实施例公开一种光磁组合的绝对值编码器，参照图1，包括安装基体1，安装基体1可为一个封闭式的外壳，起到防尘的作用，安装基体1也可为一个PCBA电路板，以便简化整个编码器的设置，本实施例中安装基体1为封闭壳体。安装基体1转动连接有转轴11，在外部待检测的电机输出轴转动时，转轴11同步进行转动。转轴11位于安装基体1内一端的端面同轴一体成型有轴盘2，轴盘2截面呈圆形。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光磁组合的绝对值编码器，包括安装基体（1）、相对安装基体（1）转动的轴盘（2）、随同轴盘（2）转动而同步进行同轴转动的磁栅（3）和光栅（4）、设于安装基体（1）且对转动的磁栅（3）检测并输出磁增量模拟信号的磁感测部件（31）、设于安装基体（1）且对转动的光栅（4）检测并输出光增量模拟信号的光感测部件（41）、设于安装基体（1）且接受光增量模拟信号和磁增量模拟信号并进行整合以获得绝对位置信息的信号处理单元（5），其特征在于：所述磁栅（3）具有N对磁极（32），一对磁极（32）包括一个N极和一个S极，光栅（4）设置一个，光栅（4）具有M个感光图纹（42），一个感光图纹（42）对应于光增量模拟信号的一个周期，N和M均为整数且互质，N大于或等于2且M大于N。2.根据权利要求1所述的一种光磁组合的绝对值编码器，其特征在于：每一对所述磁极（32）均对应为一个呈弧型的磁石，N对磁极（32）所对应的磁石拼接所成的形状为圆环型。3.根据权利要求2所述的一种光磁组合的绝对值编码器，其特征在于：相邻两个所述感光图纹（42）的相近侧边重合，一个感光图纹（42）的侧边对齐于一对磁极（32）的侧边以使得光增量模拟信号的一个周期起点对应于磁增量模拟信号的一个周期起点。4.根据权利要求1所述的一种光磁组...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈权，刘伟，
申请(专利权)人：嘉兴市锐鹰传感技术有限公司，
类型：新型
国别省市：