一种电机模组及其控制方法与流程

本发明涉及电气工程领域，尤其涉及一种电机模组及其控制方法。

背景技术：

1、现在的手持电动工具，一般只是控制电机转动；在不同姿势、不同场景使用时，很难自动切换电机运动模式；电机的运动控制，特别是角度相关的控制能力也不强，不能很好的结合产品姿态信息，控制电机运动；一些工业自动控制领域虽然有类似功能的产品，但是体积大，成本高，用于手持工具不方便。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电机模组及其控制方法：

2、一种电机模组：集成了电机、角度传感器、姿态传感器、控制器；角度传感器输出的转子角度，与姿态传感器输出的电机的空间姿态信息，控制器包括电机模组控制器、电机驱动电路；

3、一种电机模组的控制方法：可以直接高效的处理角度、坐标、方向等信息；结合这些信息控制运算，生成需要的运动目标，并控制电机执行目标；这种电机模组，响应快，计算效率高，体积小，成本低。

4、优选的，一种电机模组及其控制方法，其中，一种电机模组包括：

5、电机、控制器、角度传感器、姿态传感器；

6、其中，电机包括定子、转子，转子中心有电机轴；角度传感器包括编码盘、传感器；控制器包括电机模组控制器、电机驱动电路；

7、电机驱动电路与电机连接，并与电机模组控制器连接；

8、角度传感器的编码盘与转子的电机轴同轴固定；角度传感器的传感器位于靠近编码盘的位置，与定子相对固定，并与控制器连接；

9、姿态传感器与定子相对固定，并与控制器连接；

10、所述方法还包括：

11、当一种电机模组需要工作时，控制器接受指令，以及角度传感器的信息、姿态传感器的信息；经过控制运算，生成中至少一个电机运动目标：启动、停止、转速、转矩、回转周期、旋转角度、电机轴相对电机的定子的角度位置，电机轴相对空间的角度位置；

12、通过电机驱动电路，控制电机执行目标运动。

13、优选的，所述姿态传感器至少包括一种传感器：倾角传感器、陀螺仪、地磁传感器。

14、优选的，所述方法还包括，电机的空间姿态信息的处理方法：

15、所述姿态传感器是倾角传感器，与电机的定子相对固定；控制器至少可以获得以下信息中的一项：

16、可以获得轴上固定的编码盘的零位的夹角信息；

17、可以获得电机相对水平面的倾角信息；

18、可以获得电机相对重力夹角信息：即+z与g的夹角或该夹角的计算值。

19、优选的，所述方法还包括，电机的空间姿态信息的处理方法：

20、所述姿态传感器是三轴以上的陀螺仪，陀螺仪与电机的定子相对固定；

21、定义编码盘零位对应的坐标方向为+z，地球引力的重力方向为g；

22、控制器至少可以获得以下信息中的一项：

23、可以获得电机所位于空间的x、y、z三个坐标方向；

24、可以获得电机相对重力夹角信息：即+z与g的夹角或该夹角的计算值；

25、可以获得角度传感器在空间坐标x-y、y-z、z-x三个平面上的投影。

26、优选的，所述方法包括，电机的空间姿态信息的处理方法：

27、所述姿态传感器是地磁传感器，地磁传感器与电机的定子相对固定；控制器至少可以获得以下信息中的一项：

28、可以获得电机旋转轴心相对与地球磁场n极方的夹角信息；

29、当电机在空间中整体转动时，可以连续获取的相交的n极方向，可以获取空间水平面信息；

30、当电机在空间中整体转动时，可以获得角度传感器在空间水平面上的投影。

31、优选的，所述方法还包括：

32、电机执行运动过程中，控制器持续获取角度传感器的信息、姿态传感器的信息；并根据这些实时更新的信息，补偿、纠正、维持、更新、改变电机执行目标，通过电机驱动电路，保障电机执行目标运动。

33、优选的，所述的角度传感器；其中的编码盘是圆柱形磁片，有n极、s极的磁极；电机轴的两端从电机中伸出，电机轴的一端固定编码盘。

34、优选的，所述的角度传感器；其中的编码盘是电机内部的永磁转子，转子上有磁体，磁体的n极、s极的交错排列。

35、优选的，所述电机是可以连续旋转电机；包括无刷电机、永磁同步电机或开关磁阻电机。

36、优选的，所述控制器包括的电机模组控制器、电机驱动电路；是具备电机能量回收功能的控制器。

37、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：让小尺寸的手持电动工具可以辨识空间姿态、空间位置、空间角度，并能自动执行匹配的电机运动功能，包括所需的角度、速度、周期、转矩等输出。

技术特征：

1.一种电机模组及其控制方法，其特征在于，一种电机模组包括：

2.根据权利要求1，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述姿态传感器至少包括一种传感器：倾角传感器、陀螺仪、地磁传感器。

3.根据权利要求2，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述方法还包括，电机的空间姿态信息的处理方法：

4.根据权利要求2，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述方法还包括，电机的空间姿态信息的处理方法：

5.根据权利要求2，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述方法包括，电机的空间姿态信息的处理方法：

6.根据权利要求1，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述的角度传感器；其中的编码盘是圆柱形磁片，有n极、s极的磁极；电机轴的两端从电机中伸出，电机轴的一端固定编码盘。

8.根据权利要求1，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述的角度传感器；其中的编码盘是电机内部的永磁转子，转子上有磁体，磁体的n极、s极的交错排列。

9.根据权利要求1，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述电机是可以连续旋转电机；包括无刷电机、永磁同步电机或开关磁阻电机。

10.根据权利要求1，所述的一种电机模组及其控制方法，其特征在于，所述控制器包括的电机模组控制器、电机驱动电路；是具备电机能量回收功能的控制器。

技术总结
本发明公开了一种电机模组及其控制方法，包括电机、控制器、角度传感器、姿态传感器；其中，电机包括定子、转子，转子中心有电机轴；角度传感器包括编码盘、传感器；控制器包括电机模组控制器、电机驱动电路；控制器分别与电机、角度传感器、姿态传感器连接，并获得电机的空间姿态信息；通过电机驱动电路来驱动电机运动，输出转向、转速、转矩、旋转角度等运动；用于智能电动牙刷、智能打磨机等手持电动工具，可以简化产品结构，改善产品性能。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：陈方舟
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4