[发明专利]一种线性磁栅系统

说明书

本发明公开了一种线性磁栅系统，包括第一传感模块、第二传感模块、运算模块、位置调整模块、增量磁道及参考磁道，由于本申请中的参考磁道设置于位置调整模块上，因此可以根据用户指令调节参考磁道的位置，进而第二传感模块感应到的电平信号的位置也进行了调整，因此，在将Z信号与电平信号做逻辑运算时，通过调整位置调整模块进而调整参考磁道的位置进而调整电平信号的位置，以使运算模块将电平信号与Z信号做逻辑运算时得到稳定的零点位置，从而在出现电平信号过宽或过窄或出现磁滞现象时，也可以确定唯一的零点位置。此外，还可以通过调整参考磁道的位置以使电平信号与任意一个Z信号做逻辑运算，从而可以实现零点位置可调。

技术领域

本发明涉及直线电机领域，特别是涉及一种线性磁栅系统。

背景技术

在直线电机的运动过程中，线性编码器起到重要的反馈作用，其中，直线电机包含磁尺与线性编码器，线性编码器与磁尺有相对位移时，线性编码器实时反馈位移信息，输出ABZ信号，后端对AB信号进行解算可以得到直线电机的位移量，通过对Z信号进行处理确定零点位置进而电机可以实现零点回归动作。

具体地，请参照图1，图1为现有技术中的一种磁尺的示意图，磁尺包括增量磁道和参考磁道，增量磁道上包括多个连续且交替排列的N极和S极，参考磁道上包括若干个N极和S极，线性编码器包括磁传感模块及开关磁传感模块，请参照图2，图2为现有技术中的线性编码器与磁尺的相对示意图，其中，线性编码器中的磁传感模块(也即是图2中的增量传感)在增量磁道上移动，并输出相位差为90°的A信号和B信号，其中，A信号及B信号均为脉冲信号，并通过软件控制使其在增量磁道上的每个磁极的特定角度输出Z信号；开关磁传感模块(也即是图2中的参考传感)在参考磁道上移动，经过特定磁极位置输出高电平信号，请参照图3，图3为现有技术中的开关磁传感模块的输出波形图，其中，开关磁传感模块感应到的磁场强度达到一定值时，输出高电平信号，将此高电平信号与Z信号经过与门后输出零点位置。

综上，现有技术中通过开关磁传感模块输出的高电平信号与Z信号做逻辑运算，进而确定零点位置，且磁尺上的增量磁道与参考磁道的位置相对固定，此时，现有技术中确定零点时存在如下三个弊端：其一，磁尺充磁无法达到较高精度，尤其是参考磁道的少量磁极，可能会存在充磁误差，请参照图4，图4为现有技术中的磁尺充磁过宽时的示意图，例如，以磁极距为1mm为标准磁极距(相邻两个Z信号(Z1和Z2)之间的宽度为1mm)，参考磁道中的磁极的充磁过宽(磁极距为1.2mm)，也即是开关磁传感模块输出的高电平信号的宽度为1.2mm，由于Z信号是在每个磁极的特定角度输出Z信号，也即是每隔1mm输出一次Z信号，1.2mm1mm，此时，由于高电平的位置固定，则高电平信号与Z信号做与运算之后，可能会出现两个零点位置，也即会出现零点不唯一的情况。其二，由于开关磁传感模块电平跳转对应的磁场强度固定且磁尺磁场衰减剧烈，在进行PCB贴片与机构安装时，磁传感模块与磁尺的累计间距误差很容易导致开关磁传感模块输出的高电平宽度小于磁极宽度，若此时Z信号较为靠近开关磁传感模块输出的高电平信号的边沿，则可能会出现零点丢失的情况。请参照图5，图5为现有技术中的开关磁传感模块输出的高电平宽度过窄时的示意图。其中，相邻两个Z信号之间的距离为1mm，若由于误差导致开关磁传感模块输出的高电平信号为0.9mm，且高电平的位置固定，则可能会出现零点丢失的情况。其三，开关磁传感模块参考磁道上移动时，可能会存在磁滞现象，磁滞现象会导致直线电机在向相反方向移动时，开关磁传感模块输出的高电平位置不同。请参照图6，图6为现有技术中的开关磁传感模块存在磁滞现象的示意图。其中，相邻两个Z信号之间的距离仍为1mm，由于磁滞现象的影响，在直线电机正向移动时，确定的零点位置为A点，在电机反向移动时，确定的零点位置为B点，可见，在使用磁滞较大的传感元件时，可能会出现相反方向移动时得到零点位置不同的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种线性磁栅系统，在出现电平信号过宽或过窄或出现磁滞现象时，也可以确定唯一且稳定的零点位置。此外，还可以通过调整参考磁道的位置以使电平信号与任意一个Z信号做逻辑运算，从而可以实现零点位置可调。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种线性磁栅系统，包括：