一种具有旋转角度测量功能的电机的制作方法

1.本技术涉及电机检测技术的领域，尤其是涉及一种具有旋转角度测量功能的电机。


背景技术：

2.目前，在对电机转子的旋转角度进行测量时，通常是在电机转子以及电机外壳上安装角度传感器，利用角度传感器采集到的数值来获取电机0~359度的机械角度信息。
3.在实际应用过程中，电机转子一般固定在需要驱动的装置上，而角度传感器需要和输出轴通同轴连接，不便于安装。在通过磁铁以及霍尔传感器进行角度测量时，磁铁以及霍尔传感器分别安装在电机以及电机转子，长时间使用时，磁铁以及霍尔传感器极易受到需要驱动的装置的影响，导致最终的测量结果存在较大偏差。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为在对电机转子进行旋转角度测量时，存在测量结果精度不高的缺陷。


技术实现要素：

5.为了提高电机转子的旋转角度测量的准确性，本技术提供一种具有旋转角度测量功能的电机。
6.本技术提供的一种具有旋转角度测量功能的电机，采用如下的技术方案：
7.一种具有旋转角度测量功能的电机，包括电机本体、线路板和安装板，所述线路板设置在所述电机本体的输出轴所在的一面上，所述安装板设置在所述电机本体的输出轴上；在所述线路板上围绕所述电机本体的输出轴设置有动栅环，所述动栅环上设置有开口，所述开口隔断所述动栅环并在所述动栅环上形成初始端和终止端；所述安装板上设置有定栅条，所述定栅条和所述动栅环之间存在间距；所述定栅条位于初始位置时在所述线路板上的投影和所述开口吻合，在所述定栅条从所述初始端到所述终止端的旋转过程中，所述定栅条在所述动栅环上的投影面积逐渐增大。
8.通过采用上述技术方案，利用动栅环和定栅条之间形成的电容来测量电机转子的旋转角度；在安装使用时，线路板和安装板为动栅环和定栅条提供了安装的基础，并且动栅环和定栅条之间没有接触，尽量避免动栅环和定栅条之间有较大磨损。而定栅条在初始位置时，其在线路板上的投影位于开口内，当电机的输出轴开始旋转时，定栅条跟随电机的输出轴一起运动，并且在从初始端到终止端的过程中，定栅条在动栅环上的投影面积随着转动角度的变大而变大，因此动栅环和定栅条之间形成的电容也在逐渐变大；通过测量动栅环上的电容大小，即可计算得出旋转角度，实现对电机的旋转角度精准测量。
9.可选的，所述电机本体包括驱动电机和减速机，所述减速机的输入轴和所述驱动电机的输出轴连接，所述安装板设置在所述减速机的输出轴上。
10.通过采用上述技术方案，减速机通过降低输出转速而增大扭矩，在不同场合下使用时，可根据不同的场合的需求来选择更换不同的驱动电机或者减速机，以适用在不同的
场合。
11.可选的，所述减速机的输出轴上设置有安装座和连接杆，所述安装座套设在所述减速机的输出轴上，所述连接杆贯穿设置在所述安装座和所述减速机的输出轴上；所述安装板固定在所述安装座上。
12.通过采用上述技术方案，安装座可拆卸安装在减速电机的输出轴上，并且减速电机的输出轴可以通过连接杆来带动安装座进行旋转；而安装板则是固定在安装座上，方便拆卸检修以及更换连接杆或者安装座。
13.可选的，所述动栅环的外侧到所述电机本体的输出轴的距离相等，所述动栅环的内侧到所述电机本体的输出轴的距离从所述初始端到所述终止端逐渐减小。
14.通过采用上述技术方案，改变动栅环内侧距离电机本体的输出轴之间的距离，以使得动栅环上在不同位置时，定栅条和动栅环之间的面积不同。
15.可选的，所述动栅环的内侧到所述电机本体的输出轴的距离相等，所述动栅环的外侧到所述电机本体的输出轴的距离从所述初始端到所述终止端逐渐增大。
16.通过采用上述技术方案，改变动栅环外侧距离电机本体的输出轴之间的距离，以使得动栅环上在不同位置时，定栅条和动栅环之间的面积不同。
17.可选的，所述动栅环的内侧到所述电机本体的输出轴的距离从所述初始端到所述终止端逐渐减小，所述动栅环的外侧到所述电机本体的输出轴的距离从所述初始端到所述终止端逐渐增大。
18.通过采用上述技术方案，动栅环的内外两侧距离电机本体的输出轴之间的距离都在改变，且沿着从初始端到终止端的方向逐渐变大，定栅条和动栅环之间投影面积重叠效果更佳明显，使得动栅环上不同位置之间的测量的差异化更高，更便于识别。
19.可选的，还包括外壳，所述电机本体、所述线路板和所述安装板均设置在所述外壳内。
20.通过采用上述技术方案，电机本体、线路板和安装板保持在外壳内，通过外壳对电机本体、线路板和安装板进行保护，在使用过程中降低电机本体、线路板和安装板受损情况。
21.可选的，还包括密封圈，所述密封圈套设在所述电机本体的输出轴上，且所述密封圈固定在所述外壳上。
22.通过采用上述技术方案，电机本体受到外壳的保护，但是电机本体的输出轴穿设在外壳外，利用密封圈套设在电机本体的输出轴上，并将密封圈固定在外壳上，在使用时保持外壳和电机本体的输出轴之间的密封性，提高使用寿命。
23.可选的，在所述外壳的侧面设置有通孔，所述通孔位于远离所述电机本体的输出轴的一端，所述通孔用于安装线缆。
24.通过采用上述技术方案，利用外壳上的通孔，便于将线缆和内部的电机本体进行电性连接，同时便于连接线缆进行动栅环和定栅条之间的电容测量。
25.可选的，所述电机本体的输出轴上设置有安装位，所述安装位用于安装固定待驱动装置。
26.通过采用上述技术方案，利用安装位来增加电机本体的输出轴和待驱动装置之间结合的稳定性，提高电机输出的安装性。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
28.1.定栅条和动栅环从初始位置开始测量，根据定栅条的投影重叠面积来测量角度，测量精度高，结果准确；
29.2.安装座可拆卸安装固定，便于日后维修更换相关配件；
30.3.在提高对电机本体的保护时还能够方便对电机本体进行电性连接。
附图说明
31.图1是本技术实施例一种具有旋转角度测量功能的电机的剖面示意图。
32.图2是本技术实施例一种具有旋转角度测量功能的电机中去除外壳后的爆炸示意图。
33.图3是本技术实施例一种具有旋转角度测量功能的电机中安装板和安装座的配合示意图。
34.图4是本技术实施例一种具有旋转角度测量功能的电机中线路板上的动栅环的结构示意图。
35.图5是本技术实施例一种具有旋转角度测量功能的电机的整体结构示意图。
36.附图标记说明：1、电机本体；11、驱动电机；12、减速机；121、安装位；2、线路板；21、动栅环；211、开口；212、初始端；213、终止端；3、安装板；31、定栅条；4、安装座；41、连接杆；42、凹槽；5、外壳；51、通孔；6、密封圈。
具体实施方式
37.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
38.本技术实施例公开一种具有旋转角度测量功能的电机。参照图1和图2，具有旋转角度测量功能的电机包括电机本体1、线路板2、安装板3、安装座4、外壳5和密封圈6。电机本体1、线路板2、安装板3和安装座4均设置在外壳5内。电机本体1的输出轴穿设在外壳5上，并且密封圈6套设在电机本体1的输出轴。通过将密封圈6固定在外壳5上，以保证电机本体1的输出轴和外壳5之间的密封性。线路板2设置在电机本体1的输出轴所在的一面上，安装板3设置在安装座4上，安装座4固定在电机本体1的输出轴上。
39.电机本体1包括驱动电机11和减速机12。减速机12的输入轴和驱动电机11的输出轴连接，安装板3和安装座4固定在减速机12的输出轴上。减速机12通过调整输出的转速，以增加输出扭矩，便于驱动负载较重的装置。安装座4套设在减速机12的输出轴上。
40.参照图2和图3，线路板2上设置有动栅环21，安装板3上设置有定栅条31，定栅条31和动栅环21之间存在距离。定栅条31通过电机本体1的输出轴带动旋转，定栅条31在动栅环21上不同位置形成的电容值不同；通过测量定栅条31在动栅环21上形成的电容大小来检测出电机本体1的输出轴的旋转角度。
41.在减速机12的输出轴上还设置有连接杆41，连接杆41贯穿设置在安装座4和减速机12的输出轴上。当减速机12的输出轴开始转动时，通过连接杆41保持减速机12的输出轴和安装座4之间的运动关系。在本实施例中，安装座4靠近减速机12的端面设置有凹槽42，安装板3设置在凹槽42内并和安装座4固定连接。定栅条31设置在安装板3靠近线路板2的侧面，安装板3呈圆形，定栅条31呈扇形，并且定栅条31设置在安装板3圆形的半径上。
42.参照图2和图4，线路板2套设在减速机12的输出轴上并且固定在减速机12输出轴所在的侧面。动栅环21围绕减速机12的输出轴设置在线路板2上，并且动栅环21和定栅条31之间存在间距，在安装板3以及定栅条31转动时，定栅条31和动栅环21之间没有接触，降低定栅条31或者动栅环21的损坏情况。
43.动栅环21上设置有开口211，开口211将动栅环21隔断并且在动栅环21上形成初始端212和终止端213。在本实施例中，动栅环21的外侧到电机本体1的输出轴的距离相等，动栅环21的内侧到电机本体1的输出轴的距离从所初始端212到终止端213逐渐减小。即初始端212所在的动栅环21的宽度要小于终止端213所在的动栅环21的宽度，并且动栅环21的宽度从初始端212到终止端213逐渐增大。在定栅条31从初始端212到终止端213的旋转过程中，使得定栅条31在动栅环21上的投影面积逐渐增大。
44.动栅环21和定栅条31都是精密加工的印刷电路板，动栅环21上有多个发射极和多个接收极，且发射极和接收极间隔分布。每个发射极和相邻接收极为一组，并且在发射极和接收极之间设置有屏蔽极，避免发射极到接收极之间的直接电容耦合。定栅条31上有反射极。定栅条31在减速机12的带动下转动时，定栅条31和动栅环21之间平面相对，根据投影重叠面积的不同，最终形成不同的电容值。在测量时，向不同的发射极发出激励信号，而发射极与反射极、反射极与接收极之间的两对电容耦合，在接收极上形成合成信号，测量合成信号的大小，即可测量出减速机12的旋转角度。
45.在初始位置时，定栅条31在线路板2上的投影和开口211吻合，使得定栅条31的投影和动栅环21之间没有重叠的面积；当定栅条31和初始端212开始接触时，定栅条31的投影和动栅环21之间有重叠的面积，即形成了相应的电容，随着旋转角度的改变，重叠面积发生改变，导致电容值发生改变。
46.并且定栅条31的扇形大小和测量精度有关。例如，在测量精度为1
°
时，定栅条31到减速机12的输出轴之间的扇形角度为1
°
，此时每一组发射极和接收极到减速机12的输出轴之间的扇形角度也为1
°
。即最后的测量数据为0
°
~359
°
。
47.在其他实施例中，可以将动栅环21的内侧到电机本体1的输出轴的距离设置成相等，动栅环21的外侧到电机本体1的输出轴的距离设置成从初始端212到终止端213逐渐增大。也可以将动栅环21的内侧到电机本体1的输出轴的距离设置成从初始端212到终止端213逐渐减小，动栅环21的外侧到电机本体1的输出轴的距离设置成从初始端212到终止端213逐渐增大。
48.参照图1和图5，在外壳5的侧面设置有通孔51，通孔51位于外壳5远离电机本体1的输出轴的一端。由于整个电机本体1是通过外壳5进行安装和保护，利用外壳5上的通孔51，便于将线缆和内部的电机本体1进行电性连接，同时便于连接线缆进行动栅环21和定栅条31之间的电容测量。
49.在电机本体1的输出轴上还设置有安装位121，安装位121用于安装固定待驱动装置。本实施例中，安装位121为减速机12的输出轴上的一个安装面。由于减速机12的输出轴为圆柱状，在固定装置时容易出现打滑现象，通过在减速机12的输出轴上设置一个安装面，减少电机本体1驱动时打滑的现象。
50.本技术实施例的实施原理为：利用间隔的定栅条31和动栅环21之间的相对运动，通过定栅条31在动栅环21上的不同位置处的投影面积形成的不同的电容值；通过测量动栅
环21上的电容大小，即可计算得出旋转角度，实现对电机的旋转角度精准测量。
51.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。