[发明专利]一种磁性编码器、空心旋转增量式位置检测系统及方法

权利要求书

1.一种磁性编码器，其特征在于，包括齿形码盘、磁传感器、信号处理板以及恒磁磁源；所述齿形码盘与电机轴传动连接；所述磁传感器、恒磁磁源布置在所述信号处理板上；所述信号处理板安装在电机法兰上。

2.根据权利要求1所述的磁性编码器，其特征在于，所述磁传感器布置在所述信号处理板上靠近所述齿形码盘的一侧；所述恒磁磁源安装在所述信号处理板的中心开孔内。

3.根据权利要求2所述的磁性编码器，其特征在于，所述齿形码盘采用齿轮导磁码盘；所述电机轴为空心电机轴；所述空心电机轴穿过电机法兰和所述齿轮导磁码盘的内孔。

4.根据权利要求1至3之一所述的磁性编码器，其特征在于，所述齿形码盘的齿形采用但不限于方齿、正弦、渐开线、双圆弧齿形的任一种。

5.一种空心旋转增量式位置检测系统，其特征在于，该系统包括磁性编码器；所述磁性编码器包括齿形码盘、磁传感器、信号处理板以及恒磁磁源；所述齿形码盘与电机轴传动连接，所述齿形码盘采用齿轮导磁码盘，所述电机轴为空心电机轴，所述空心电机轴穿过电机法兰和所述齿轮导磁码盘的内孔；所述信号处理板安装在电机法兰上；所述磁传感器布置在所述信号处理板上靠近所述齿形码盘的一侧；所述恒磁磁源安装在所述信号处理板的中心开孔内；其中，所述恒磁磁源用于产生稳定磁场；所述磁传感器用于在所述空心电机轴旋转时，感应由齿轮导磁码盘的齿形导致的磁通密度变化，产生对应的电压信号输出给信号处理板；所述信号处理板用于将磁传感器输出的电压信号转换为数字信号，计算齿轮导磁码盘的旋转角度值。

6.根据权利要求5所述的空心旋转增量式位置检测系统，其特征在于，所述信号处理板具体用于将所述磁传感器输出的电压信号转换为数字信号，然后将波形校正为正弦波形，对正弦波形求出旋转角，计算出单齿周期内的对应旋转位置。

7.根据权利要求6所述的空心旋转增量式位置检测系统，其特征在于，所述将波形校正为正弦波形，对正弦波形求出旋转角，具体包括：以齿形函数为基准函数，根据电压实际采集信号和实际旋转角度值拟合出对应的周期性补偿数据；利用所述补偿数据与基准函数对采样数据进行校正，获得正弦数据值，求反正弦得到齿周期内的旋转角度值；其中，一个齿形周期产生一个电压值变化周期。

8.根据权利要求6所述的空心旋转增量式位置检测系统，其特征在于，所述磁性编码器将断电或上电以前记录的位置作为零位或基准位，根据该零位或基准位，确定齿轮导磁码盘在一周内的绝对位置。

9.根据权利要求6所述的空心旋转增量式位置检测系统，其特征在于，还包括零位传感器，作为零位或基准位，磁性编码器收到所述零位传感器信号时确定齿轮导磁码盘在一周内的绝对位置。

10.一种空心旋转增量式位置检测方法，其特征在于，该方法采用权利要求6至9任一项所述的空心旋转增量式位置检测系统完成位置检测。