[实用新型]电容式编码器和电机组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及适用于电机的电容式编码器，尤其涉及一种用于旋转角测量或线性位置测量的电容式编码器以及采用该电容式编码器的电机组件。

背景技术

旋转角测量装置(也称作编码器)是一种测量角度和旋转速度的装置，其可用于许多领域，诸如用于测量电机速度或角度控制等等。根据技术原理的不同，编码器可以分成光学编码器、磁性编码器、电容式编码器等等。其中，电容式编码器比光学编码器更耐用，且比磁性编码器更精确。此外，电容式编码器还具有结构简单、对灰尘、油液以及电磁干扰不敏感、成本较低等优点。

现有技术的电容式编码器都需要采用轴承。如果没有轴承，那么在外力沿转轴的轴向施加于电机转轴时动盘和静盘之间的距离会发生变化，进而导致电容式编码器的性能劣化，甚至在轴向位移较大时还会无法工作。例如，图1示出了现有技术的一种电容式编码器1，其主要包括一个静盘2、一个动盘3和一个转轴4。基于这种结构，为减小转轴4在受到轴向作用力时静盘2和动盘3之间的距离d的变化，必须在转轴4外侧设置轴承。此外，现有技术的电容式编码器1的信号发生和检测电路5设置于静盘2的一侧，并覆盖静盘2的该一侧的大部分表面。

但，为了进一步降低成本以及延长电容式编码器的使用寿命，还是期待一种无轴承的电容式编码器。

实用新型内容

本实用新型的诸实施例旨在提供一种新型电容式编码器，该电容式编码器通过结构上的设计降低了对动盘轴向位移变化的灵敏度，从而可以免去轴承的设置。因此，本实用新型的电容式编码器可以在不降低性能的前提下降低电容式编码器的成本和延长使用寿命。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电容式编码器，包括：静盘、第一动盘、第二动盘和转轴，所述第一动盘和第二动盘装配在所述转轴上以随所述转轴相对于所述静盘旋转，所述静盘设置于所述第一动盘和所述第二动盘之间，所述静盘具有中心通孔，所述转轴穿过所述中心通孔。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的电容式编码器中，所述静盘、第一动盘和第二动盘彼此平行设置，其中，所述静盘和所述第一动盘之间具有第一间隙，所述静盘和所述第二动盘之间具有第二间隙，且所述第一间隙同所述第二间隙大小相同。相同的间隙有助于抵消转轴的轴向位移变化对电容式编码器的工作性能影响。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的电容式编码器中，所述静盘的两侧盘面上均设置有第一电极。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的电容式编码器中，所述第一动盘和第二动盘的与所述静盘相对的盘面上均设置有第二电极。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的电容式编码器中，所述第一电极是激励和接收电极，且所述第二电极是反射电极。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的电容式编码器中，所述第一动盘上的电活性图案与所述第二动盘上的电活性图案相同，且所述静盘的两个盘面上的电活性图案彼此相同。电活性图案保持相同是可以降低成本的简化方案。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的电容式编码器中，所述第一电极是反射电极，且所述第二电极是激励和接收电极。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的电容式编码器中，所述第一动盘和所述第二动盘随所述转轴同步旋转。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的电容式编码器中，所述电容式编码器不设置用于稳定所述第一动盘和第二动盘的轴承。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电机组件，包括：驱动电机、电机轴和如以上所讨论的电容式编码器，其中，所述电机轴从所述驱动电机延伸出，所述电机轴与所述转轴接合，以使所述转轴在所述驱动电机的驱动下旋转。

应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1示出了现有技术的电容式编码器的结构示意图。

图2是根据本实用新型的一个优选实施例的电容式编码器的结构示意图。

图3示出了图2所示的电容式编码器的实施例的电路模型。

图4示出了现有技术和本实用新型的对动盘轴向位移变化灵敏度曲线的比较。

附图标记说明：

1电容式编码器

2静盘

3静盘

4转轴

5信号发生和检测电路