一种低成本、小体积、高精度离轴式的绝对式磁编码器的制作方法

1.本实用新型涉及编码器技术领域，具体为一种低成本、小体积、高精度离轴式的绝对式磁编码器。


背景技术：

2.随着直流电机领域蓬勃发展，与直流电机相关的各种器件也在广泛应用，其中磁位置编码器扮演者很重要的角色，传统的磁编码器都安装在电机轴中心，并且有较高的精度，但许多应用场景编码器无法安装在电机轴中心，比如果电机中心需要经过其他物体，或者安装其他部件，在此场景中，往往会选用离轴式的绝对式磁编码器。
3.而现有许多的离轴式的绝对式磁编码器，价格低廉时，精度不够，或者精度足够时，但价格十分昂贵，甚至高于直流电机数十倍，并且其原理和安装方式往往都比较复杂，尺寸一般也十分巨大，安在电机有限的空间中，有一定的难道。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种低成本、小体积、高精度离轴式的绝对式磁编码器，以解决上述背景技术中提出绝对式磁编码器精度不够、价格十分昂贵、体积较大的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低成本、小体积、高精度离轴式的绝对式磁编码器，包括电机和旋转轴，所述电机的输出端通过联轴器安装有旋转轴，且电机的内部安装有方形磁铁，所述电机的内部设置有校准编码器，且校准编码器的表面安装有信号处理芯片；所述电机的内部还设置有线性霍尔组件，且该线性霍尔组件为三扇区线性霍尔组件或为六扇区线性霍尔组件。
6.优选的，所述方形磁铁的两端分为n极和s极。
7.优选的，所述三扇区线性霍尔组件是由第一线性霍尔、第二线性霍尔以及第三线性霍尔组成，所述校准编码器的表面分别为三个扇区，每个扇区对应的机械角度为一百二十度。
8.优选的，所述第一线性霍尔、第二线性霍尔以及第三线性霍尔分别安装在校准编码器表面的三个扇区内，且第一线性霍尔、第二线性霍尔以及第三线性霍尔皆与信号处理芯片电性连接。
9.优选的，所述六扇区线性霍尔组件是由线性霍尔一、线性霍尔二、线性霍尔三、线性霍尔四、线性霍尔五以及线性霍尔六组成，所述校准编码器的表面分别为六个扇区，每个扇区对应的机械角度为六十度，并且线性霍尔一、线性霍尔二、线性霍尔三、线性霍尔四、线性霍尔五以及线性霍尔六皆与信号处理芯片电性连接。
10.优选的，所述线性霍尔一、线性霍尔二、线性霍尔三、线性霍尔四、线性霍尔五以及线性霍尔六分别安装在校准编码器表面的六个扇区内。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该低成本、小体积、高精度离轴式的
绝对式磁编码器将线性霍尔组和数字芯片合起来，经过简单的数学算法，实现了高精度离轴式的绝对式磁编码器的效果，造价低廉，性能优越，并且可以有多种变形，配合各种尺寸的电机来使用，解决了传统离轴式的绝对式磁编码器，造价昂贵，或者效果粗糙的特点，在离轴式的绝对式磁编码器领域有重要的使用价值。
附图说明
12.图1为本实用新型的三扇区线性霍尔组件结构示意图；
13.图2为本实用新型的六扇区线性霍尔组件结构示意图；
14.图3为本实用新型的方形磁铁结构示意图。
15.图中：1、电机；2、旋转轴；3、方形磁铁；31、n极；32、s极；4、校准编码器；5、信号处理芯片；6、三扇区线性霍尔组件；61、第一线性霍尔；62、第二线性霍尔；63、第三线性霍尔；7、六扇区线性霍尔组件；71、线性霍尔一；72、线性霍尔二；73、线性霍尔三；74、线性霍尔四；75、线性霍尔五；76、线性霍尔六。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”“上、下、左、右”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.本实用新型提供的一种低成本、小体积、高精度离轴式的绝对式磁编码器的结构如图1以及图3所示，包括电机1和旋转轴2，电机1的输出端通过联轴器安装有旋转轴2，且电机1的内部安装有方形磁铁3，方形磁铁3的两端分为为n极31和s极32，电机1的内部设置有校准编码器4，且校准编码器4的表面安装有信号处理芯片5；电机1的内部还设置有线性霍尔组件，且该线性霍尔组件为三扇区线性霍尔组件6或为六扇区线性霍尔组件7。
18.进一步地，如图2所示，三扇区线性霍尔组件6是由第一线性霍尔61、第二线性霍尔62以及第三线性霍尔63组成，校准编码器4的表面分别为三个扇区，每个扇区对应的机械角度为一百二十度，第一线性霍尔61、第二线性霍尔62以及第三线性霍尔63分别安装在校准编码器4表面的三个扇区内，且第一线性霍尔61、第二线性霍尔62以及第三线性霍尔63皆与信号处理芯片5电性连接。
19.实施时，首先将电机1旋转的一圈三百六十度，机械角度位会分为三个扇区，每个扇区对应的机械角度为一百二十，每个扇区安装一个线性霍尔，并且在电机1上安装一片方形磁铁3，磁铁进行充磁，由于线性霍尔的特性，当电机1上的方形磁铁3旋转到对应扇区时，对应扇区的霍尔会输出交变的电压，当电机1旋转完一周时，每个扇区的线性霍尔都能产生交变的电压；之后再给电机1安装上精度十分高的校准编码器4，作为校准单元，控制电机1运转一周，通过信号处理芯片5读取三个线性霍尔的电压，记录下对应电机1位置、校准编码
器4的位置，对应三个线性霍尔的电压值，并将霍尔对应的位置信号和校准编码器4做非线性误差校准，将校准值存入信号处理芯片5中，当电机1旋转时，信号处理芯片5读取线性霍尔的值后，再通过校准后的值输出电机1正确的位置值，进而达到高精度编码器的效果。
20.进一步地，如图2所示，六扇区线性霍尔组件7是由线性霍尔一71、线性霍尔二72、线性霍尔三73、线性霍尔四74、线性霍尔五75以及线性霍尔六76组成，校准编码器4的表面分别为六个扇区，每个扇区对应的机械角度为六十度，并且线性霍尔一71、线性霍尔二72、线性霍尔三73、线性霍尔四74、线性霍尔五75以及线性霍尔六76皆与信号处理芯片5电性连接，线性霍尔一71、线性霍尔二72、线性霍尔三73、线性霍尔四74、线性霍尔五75以及线性霍尔六76分别安装在校准编码器4表面的六个扇区内。
21.实施时，将电机旋转的一圈三百六十度，机械角度位分为六个扇区，每个扇区对应的机械角度为六十度，并且在电机1上安装一片方形磁铁3，磁铁进行充磁，电机1旋转一圈，线性霍尔会输出对应六个扇区的交变电压，之后的原理皆和方式一相同，进而达到高精度编码器的效果；方式二与方式一的主要区别在于，方式二编码器中间孔的尺寸可以更大，编码器可以兼容尺寸更大的电机1。
22.工作原理：方式一，首先将电机1旋转的一圈三百六十度，机械角度位会分为三个扇区，每个扇区对应的机械角度为一百二十，每个扇区安装一个线性霍尔，并且在电机1上安装一片方形磁铁3，磁铁进行充磁，由于线性霍尔的特性，当电机1上的方形磁铁3旋转到对应扇区时，对应扇区的霍尔会输出交变的电压，当电机1旋转完一周时，每个扇区的线性霍尔都能产生交变的电压；之后再给电机1安装上精度十分高的校准编码器4，作为校准单元，控制电机1运转一周，通过信号处理芯片5读取三个线性霍尔的电压，记录下对应电机1位置、校准编码器4的位置，对应三个线性霍尔的电压值，并将霍尔对应的位置信号和校准编码器4做非线性误差校准，将校准值存入信号处理芯片5中，当电机1旋转时，信号处理芯片5读取线性霍尔的值后，再通过校准后的值输出电机1正确的位置值，进而达到高精度编码器的效果。
23.方式二，将电机旋转的一圈三百六十度，机械角度位分为六个扇区，每个扇区对应的机械角度为六十度，并且在电机1上安装一片方形磁铁3，磁铁进行充磁，电机1旋转一圈，线性霍尔会输出对应六个扇区的交变电压，之后的原理皆和方式一相同，进而达到高精度编码器的效果；方式二与方式一的主要区别在于，方式二编码器中间孔的尺寸可以更大，编码器可以兼容尺寸更大的电机1。
24.本低成本、小体积、高精度离轴式的绝对式磁编码器将线性霍尔组和数字芯片合起来，经过简单的数学算法，实现了高精度离轴式的绝对式磁编码器的效果，造价低廉，性能优越，并且可以有多种变形，配合各种尺寸的电机来使用，解决了传统离轴式的绝对式磁编码器，造价昂贵，或者效果粗糙的特点，在离轴式的绝对式磁编码器领域有重要的使用价值。
25.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制
所涉及的权利要求。