用于确定磁体沿所述磁体的主表面的磁场分布的设备和方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及用于确定磁体的磁场分布的设备和方法。
【背景技术】
[0002] 对永磁体的快速且准确的质量检查在电子驱动器的开发和生产中日益重要。诸如 齿槽转矩、效率W及功率等参数受到电子驱动器中永磁体的质量的直接影响。此外，稀±材 料的最近价格上涨迫使电子驱动器开发商和制造商W高效的方式来使用该些珍贵的材料， 从而最小化浪费的磁体材料的量，换言之，在最少量的磁体材料上获得最大性能，该意味着 每一磁体需要符合严格的质量要求。
[0003] 为了准确地确定完整磁体质量，不同的磁体参数需要W经济的方式被测量，诸如 剩余磁化强度矢量及其角偏差、磁体均匀性、材料缺陷的存在、磁化强度偏差，等等。随着电 子驱动器在自动化应用中的使用的增加，需要经济的磁体检查解决方案，该解决方案不仅 能够测量所有该些关键的磁体特性，还能兼容电子驱动器的自动化生产。该意味着该检查 解决方案必须快速，给出所有上述磁体属性的定量结果，并且能容易地在生产线中实现。传 统的磁性测量技术不能同时满足所有上述要求，因为它们或者过慢、或者只测量单个磁体 属性、或者不是数字化的，等等。
[0004] 磁性测量系统是已知的，也被称为磁场相机，它是用于所有种类的永磁体的高级 磁体检查技术，包括各种应用中的单轴和多极磁体。磁场相机技术基于使用多个磁场传感 器来对磁体的磁场分布进行绘图。
[0005] 在欧洲专利申请EP1720026中，描述了该样的磁场相机（也被称为磁性相机模块） 的示例。
[0006] 在欧洲专利申请EP2508906中，描述了一种基于磁性系统的输入参数的初始化集 合表征磁性系统的布置，所述布置包括：
[0007] -用于测量磁场分布的装置，所述装置通常被实现为磁性相机模块，W及 [000引-用于确定所述磁性系统的最优预期磁场分布的装置。
[0009] 然而，在实践中，存在着对用于按自动化的方式来表征磁性系统（尤其是包括相 对大的表面的磁性系统，该表面通常可能大于现有磁性相机模块的大小）的经改进的设备 和方法的工业需求。
【发明内容】
[0010] 本公开的目标是提供一种用于确定磁体沿所述磁体的主表面的磁场分布的设备。
[0011] 根据本公开，该一目标是使用示出了第一独立权利要求的技术特性的设备来实现 的。
[0012] 本公开的另一目标是提供一种用于确定磁体沿所述磁体的主表面的磁场分布的 方法。
[0013] 根据本发明，该目标是使用包括第二独立权利要求的步骤的方法来实现的。
[0014] 在本发明的第一方面，公开了一种用于确定磁体沿所述磁体的主表面的磁场分布 的设备，所述设备包括：
[0015] a.被安排成处于固定的彼此相对位置的至少两个或多个独立的磁场相机模块的 布置，每一磁场相机模块被适配成通过相应检测表面来测量它被暴露于其中的磁场分布；
[0016] b.用于提供所述主表面和所述布置之间的优选地预定的相对移动W扫描所述磁 体沿所述主表面的磁场分布的装置；例如沿完整主表面。
[0017] 本发明的各实施例的优点是磁体的（例如，其完整主表面的）磁场分布可按快速 和/或自动化的方式来被确定。
[0018] 本发明的各实施例的另一优点是磁体的主表面的磁场分布可被高效地确定，该主 表面大于或基本上大于单个磁性相机的检测表面。
[0019] 磁场相机或相机模块可W是包括例如按矩阵或线性配置来安排的多个传感器且 能够测量磁场分布的设备，其中每一传感器能够测量磁场的属性。磁场相机可W例如是在 EP1720026或EP2508906(它们通过引用纳入于此）中公开的相机。它可W例如是2维（2D) 霍尔传感器阵列。
[0020] 用于提供预定相对移动的装置可W是本领域技术人员已知的任何合适的装置或 装备。
[0021] 扫描磁体沿所述磁体的主表面的磁场分布可包括测量沿所述主表面的磁场分布。 根据各优选实施例，扫描可W是连续的过程，其中测量和相对移动是同时发生的。根据其他 优选实施例，扫描可W是不连续的过程，其中移动和测量是顺序地应用的。
[0022] 根据各优选实施例，磁场相机模块可包括构成它们的检测表面的各单独传感器元 件的矩阵。根据一些实施例，所有该些元件可包括在扫描过程中。根据其他实施例，并非所 有该些元件被包括或需要被包括。例如，取决于所应用的相对移动，只使用所使用的或现有 的一个或多个相机模块中的单行或单列相机模块可能是足够的。该可提高扫描过程的速 度。
[0023] 根据各优选实施例，各磁场相机模块是相同的。磁场相机模块可包括构成检测表 面的上表面，并且所述上表面进一步延伸超出所述检测表面，从而限定所述相机模块的其 中不能测量所应用的磁场的盲区。相机模块的形状可基本上是立方体，但可W具有任何其 他形状。所述上表面可基本上是正方形，但可W具有任何其他形状。在所述上表面限定所 述相机模块的侧壁的横向尺寸的情况下，所述上表面优选地使得它们可堆叠在紧密的结构 中，即在两个相邻相机模块之间不留空间。相机模块的检测表面可W是正方形或矩形，但可 具有任何形状。检测表面可W例如位于所述相机模块的上表面的中屯、或对称地放置在所述 上表面上。所述相机模块可进一步包括内部电子设备，且可W有线或无线地连接到外部控 制装备或装置。
[0024] 根据各优选实施例，用于提供相对移动的装置可进一步包括用于操控所述移动的 控制器。
[0025] 根据第一大类的各优选实施例，所述至少两个独立的磁场相机模块全部被安排成 使得它们的检测表面位于单个平面中。
[0026] 根据各优选实施例，相应检测表面沿单条线来安排和对齐。该在相对移动包括线 性扫描类型的扫描过程时可w是有利的。
[0027] 根据各优选实施例，相应检测表面沿两条平行线来安排和对齐，使得它们相应的 检测表面在与所述两条平行线平行的虚拟线上的垂直投影提供所述虚拟线的单个无中断 部分。该在相对移动包括线性扫描类型的扫描过程时可W是有利的。该可W例如与在具体 实施方式中所描述的1. 5D扫描实施例相对应。
[002引根据各优选实施例，用于提供预定相对移动的装置被适配成提供所述布置与所述 磁体的主表面之间的一个或多个相对平移，由此，所述检测表面和所述主表面在所述移动 期间保持平行。
[0029] 根据各优选实施例，所述布置与所述磁体的主表面之间的至少一个相对平行平移 被适配成桥接先前存在的盲区，即因为例如至少两个预定检测表面之间的盲区而在先前尚 未被相机模块中的任一个扫描的区域。
[0030] 根据各优选实施例，用于提供预定相对移动的所述装置被适配成提供所述布置和 /或所述主表面之间绕旋转轴的相对旋转移动。
[0031] 根据各优选实施例，用于提供预定相对移动的装置被适配成提供W下至少一者：
[0032] 位于单个平面中的所述检测表面绕第一旋转轴的旋转移动，所述单个平面与所述 第一旋转轴平行（并且优选地与沿所述第一旋转轴的旋转相切）；W及
[0033] 所述磁体的主表面绕第二旋转轴的旋转移动，其中所述主表面与所述第二旋转轴 平行（并且优选地与沿所述第二旋转轴的所述旋转相切）；由此，如果用于提供预定相对移 动的装置被适配成提供该两个旋转移动，则所述第一旋转轴和所述第二旋转轴是相同的。
[0034] 根据第二大类的各优选实施例，所述至少两个独立的磁场相机模块的第一子集被 安排成使得它们的检测表面位于第一平面中，并且其中所述至少两个独立的磁场相机模块 的不相交的第二子集被安排成使得它们的检测表面位于与所述第一平面不同的第二平面 内。
[0035] 相机模块的所述第一和第二集合可W是单态的（singlet)。所述集合中的每一个 可包括例如1、2、3、4或更多个相机模块中的任一些。
[0036] 根据各优选实施例，所述第一集合的相应检测表面沿第一单条线来安排和对齐， 并且所述第二集合的相应检测表面沿第二单条线来安排和对齐，该两条线是平行的。
[0037] 根据各优选实施例，第一平面和第二平面是平行的。
[003引根据各优选实施例，所述第一子集和所述第二子集的检测表面没有面向彼此。例 如，所述设备可包括相机模块的按照近-远-近-远-近-远设置的线性布置，其中被索引 为"近"的相机模块构成所述第一子集，且被索引为"远"的相机模块构成所述第二子集。该 样的设置提供了可导出关于磁场的深度信息（并且因而一般为3维信息）的优点。
[0039] 根据各优选实施例，所述第一子集和所述第二子集的检测表面是平行的且面向彼 此。该可W提供与前一段落中的各实施例相同的优点，例如在第一集合和第二集合的检测 表面在测量或扫描所述磁体的主表面时被安排在距所述磁体不同的距离处的情况下。此 夕F，在处理测量数据和/或构造设备时，它可W提供优点。
[0040] 根据各优选实施例，所述第一平面和所述第二平面形成不同于0°或180°的角 度。
[0041] 该提供了W下优点：由于例如第一集合的相机模块的盲区和特定布置（例如，间 距）而造成的、使用相机模块的所述第一集合扫描所述磁体的主表面所留下的盲区可通过 相机模块的第二集合的布置而被容易地扫描。因为所述第二集合和所述第一集合的相机模 块不共面，所W实现了所述设备/系统的较大的设计自由度。
[0042] 根据各优选实施例，所述第一子集和所述第二子集的相应检测表面在与所述第一 和第二单条线平行的虚拟线上的垂直投影覆盖所述虚拟线的单个无中断部分。该提供了W 下优点：相机模块的所述第一集合和所述第二集合可W扫描主表面的连续表面，例如完整 主表面。注意，情况当然通常是第一和第二子集自身的投影中的每一个因为模块的所述第 一和第二集合中