用于平面电机六自由度位置感应的装置及其方法与流程

本发明涉及平面电机，特别涉及用于平面电机六自由度位置感应的装置及其方法。

背景技术：

1、平面电机是一种可以直接将电磁能转换为平面运动的电机。平面电机一般由定子、动子和支撑部件等部分组成，在支撑部件的限制和电磁力的作用下，平面电机的动子能够带动负载产生两维的平面运动。平面电机直接利用电磁能产生平面运动，具有出力密度高、低热耗、高精度的特点，因省去了从旋转运动到直线运动再到平面运动的中间转换装置，可把控制对象同电机做成一体化结构，具有反应快、灵敏度高、随动性好及结构简单等优点。在平面电机使用过程中，通常采用多个传感器对平面电机动子各个自由度位置准确感应，从而实现对平面电机动子运动的高精度控制，保证平面电机动子高精度运动。

2、授权公告号为“cn107063064b”的发明公开了大面积磁浮平面电机动子的三自由度位置测量方法，该方法采用的测量系统包括八个z向电涡流传感器、两个y向电涡流传感器、一个x方向绝对光栅和一个y方向绝对光栅。八个z向电涡流传感器平均分为四组，分别测量四个位置上的动子悬浮高度，使用电涡流切换算法使各组z向电涡流传感器的测量不受散热孔的干扰，并输出四个位置上的动子悬浮高度数据；利用这四组数据进行解算，可得到平面电机动子在固定坐标系下绕x轴的转角位移θx、绕y轴的转角位移θy以及z向的位移z。本发明能够克服磁钢表面散热孔对z向电涡流传感器位移测量的干扰，实现平面电机动子在定子固定坐标系中的三自由度准确测量。

3、但是，由于传感器均需要连接线缆，在线圈驱动动子过程中，线圈产生的磁场会对传感器的连接线缆造成强磁干扰，从而影响传感器的位置测量精度，无法准确测量动子位置。

技术实现思路

1、本发明提供用于平面电机六自由度位置感应的装置及其方法，用以解决目前在线圈驱动动子过程中，线圈产生的磁场会对传感器的连接线缆造成强磁干扰，从而影响传感器的位置测量精度，无法准确测量动子位置的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了用于平面电机六自由度位置感应的装置，包括：绕组转接板、传感器本体，绕组转接板上设置若干安装孔，安装孔呈矩形阵列分布，安装孔内设置线圈绕组，线圈绕组呈中空桶状，线圈绕组中心设置第一通孔，线圈绕组上设置传感器本体，传感器本体的连接线缆依次穿过第一通孔、安装孔并延伸至绕组转接板外部，传感器本体上方设置电机动子，若干传感器本体用于感应电机动子的位置。

3、优选地，绕组转接板由若干线圈底座拼接而成，且若干线圈底座拼接后，绕组转接板底面呈平面、弧面或异形面中的任意一种。

4、优选地，相邻两个线圈底座之间采用螺栓连接。

5、优选地，线圈底座上至少设置四个安装孔，且四个安装孔呈正方形阵列分布。

6、优选地，安装孔中心设置定位孔，定位孔贯穿线圈底座上下表面，定位孔内设置中空柱，中空柱采用非导磁材料制成，中空柱上端穿过第一通孔并与传感器本体下表面连接，中空柱外壁与第一通孔内壁连接，连接线缆穿设于中空柱内部。

7、优选地，线圈底座外周两个侧壁设置定位块，其余两个侧壁设置与定位块相适配的定位槽。

8、优选地，两个定位块采用相邻设置或相对设置中的任意一种。

9、优选地，传感器本体上盖设电机定子，电机定子通过固定螺栓与绕组转接板连接，电机定子下表面设置若干与传感器本体相适配的安装槽，若干安装槽与若干传感器本体一一对应。

10、优选地，传感器本体与电机定子下表面连接。

11、本发明还公开了用于平面电机六自由度位置感应方法，采用上述的用于平面电机六自由度位置感应的装置进行测量，通过若干传感器本体感应电机动子的位置。

12、本发明的技术方案具有以下优点：本发明提供了用于平面电机六自由度位置感应的装置及其方法，涉及平面电机技术领域，装置包括绕组转接板、传感器本体，绕组转接板上设置若干安装孔，安装孔呈矩形阵列分布，安装孔内设置线圈绕组，线圈绕组呈中空桶状，线圈绕组中心设置第一通孔，线圈绕组上设置传感器本体，传感器本体的连接线缆依次穿过第一通孔、安装孔并延伸至绕组转接板外部，传感器本体上方设置电机动子，若干传感器本体用于感应电机动子的位置。本发明中，通过多个传感器本体能够对电机动子六个自由度的位置进行感应，传感器本体的连接线缆从第一通孔中过线，能够减弱线圈绕组驱动过程中对连接线缆的强磁干扰，提高了传感器本体对电机动子的位置感应精度。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指出的装置来实现和获得。

14、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，包括：绕组转接板(1)、传感器本体(2)，绕组转接板(1)上设置若干安装孔(3)，安装孔(3)呈矩形阵列分布，安装孔(3)内设置线圈绕组(4)，线圈绕组(4)呈中空桶状，线圈绕组(4)中心设置第一通孔，线圈绕组(4)上设置传感器本体(2)，传感器本体(2)的连接线缆依次穿过第一通孔、安装孔(3)并延伸至绕组转接板(1)外部，传感器本体(2)上方设置电机动子(8)，若干传感器本体(2)用于感应电机动子(8)的位置。

2.根据权利要求1所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，绕组转接板(1)由若干线圈底座(101)拼接而成，且若干线圈底座(101)拼接后，绕组转接板(1)底面呈平面、弧面或异形面中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，相邻两个线圈底座(101)之间采用螺栓连接。

4.根据权利要求2所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，线圈底座(101)上至少设置四个安装孔(3)，且四个安装孔(3)呈正方形阵列分布。

5.根据权利要求4所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，安装孔(3)中心设置定位孔(102)，定位孔(102)贯穿线圈底座(101)上下表面，定位孔(102)内设置中空柱(103)，中空柱(103)采用非导磁材料制成，中空柱(103)上端穿过第一通孔并与传感器本体(2)下表面连接，中空柱(103)外壁与第一通孔内壁连接，连接线缆穿设于中空柱(103)内部。

6.根据权利要求2所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，线圈底座(101)外周两个侧壁设置定位块，其余两个侧壁设置与定位块相适配的定位槽。

7.根据权利要求6所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，两个定位块采用相邻设置或相对设置中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，传感器本体(2)上盖设电机定子(6)，电机定子(6)通过固定螺栓(5)与绕组转接板(1)连接，电机定子(6)下表面设置若干与传感器本体(2)相适配的安装槽(7)，若干安装槽(7)与若干传感器本体(2)一一对应。

9.根据权利要求8所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置，其特征在于，传感器本体(2)与电机定子(6)下表面连接。

10.用于平面电机六自由度位置感应方法，采用如权利要求1-9中任一项所述的用于平面电机六自由度位置感应的装置进行测量，其特征在于，包括：通过若干传感器本体(2)感应电机动子(8)的位置。

技术总结
本发明提供了用于平面电机六自由度位置感应的装置及其方法，涉及平面电机技术领域，装置包括绕组转接板、传感器本体，绕组转接板上设置若干安装孔，安装孔呈矩形阵列分布，安装孔内设置线圈绕组，线圈绕组呈中空桶状，线圈绕组中心设置第一通孔，线圈绕组上设置传感器本体，传感器本体的连接线缆依次穿过第一通孔、安装孔并延伸至绕组转接板外部，传感器本体上方设置电机动子，若干传感器本体用于感应电机动子的位置。本发明中，通过多个传感器本体能够对电机动子六个自由度的位置进行感应，传感器本体的连接线缆从第一通孔中过线，能够减弱线圈绕组驱动过程中对连接线缆的强磁干扰，提高了传感器本体对电机动子的位置感应精度。

技术研发人员：李元隆,黄安杰,谢俊朗,霍炜彬,宋凯,柯振中,林志浩,杨裕基
受保护的技术使用者：佛山市增广智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16