[发明专利]磁鼓及具有其的磁编码器

说明书

本公开提供一种磁鼓及具有其的磁编码器，其中磁鼓，包括永磁体磁环本体，所述永磁体磁环本体包括内环壁、外环壁，所述内环壁为单一的第一极性，所述外环壁为单一的第二极性，所述第一极性与所述第二极性相反，所述内环壁与所述外环壁同轴设置，所述内环壁、外环壁中的一个上环绕所述永磁体磁环本体的轴线均匀设有多个凸出部，任意相邻的两个所述凸出部之间形成凹陷部。根据本公开，避免了现有技术中相邻的磁极之间磁力线形成闭合回路的情况发生，提高了磁信号的强度，检测面不存在无磁区使磁阻传感器接收的磁信号更加清晰明确，能够大幅提高磁编码器的输出信号的质量。

技术领域

本公开属于磁编码器设计技术领域，具体涉及一种磁鼓及具有其的磁编码器。

背景技术

磁编码器是一种以磁阻传感器、磁鼓、信号处理电路为主要组成部分构成的角度或者位移测量装置。磁编码器因为有体积小、精密度高、分辨度高、无接触无磨损、高抗震、安装简单、使用寿命长、接口形式多等众多优点，因而在机电等行业得到广泛应用。

磁鼓上磁极的个数决定着磁编码器的分辨率，磁鼓上磁极的均匀性决定着磁编码器输出信号的质量，磁鼓上磁极的磁场强度和作用距离决定着磁编码器的结构和体积。总之，磁鼓对磁编码器的各向性能参数有着及其重要的影响，而磁鼓的很多性能又与其圆周上的磁信号源的结构密不可分。

如图1所示，磁编码器的磁鼓主要由作为磁信号源的永磁体环a、支撑环b和旋转轴c等部分组成，如果将磁鼓外圆周面的永磁体环展开，其表面磁极的排列方式如图2所示出，而磁鼓外圆周面永磁体展开图的剖面磁极结构如图3所示，具有这种结构的磁鼓的特点是：磁信号源来自于磁鼓圆周上间隔分布的永磁体的N极和S极。这种结构的磁鼓的不足之处是：第一，随着磁极个数的增加，磁力线在相邻磁极之间形成闭合回路的比例大幅度增加，致使磁场的作用距离迅速减小，磁阻传感器接收到的磁信号变弱，使磁编码器的输出信号质量降低，而磁鼓上磁极的个数对磁编码器的分辨率有着重要影响；第二，磁鼓上N极和S极之间存在一个无磁区，无磁区均匀性、宽度、形状直接决定着磁信号的均匀性、宽度和形状，进而决定着磁编码器输出信号的质量。目前磁鼓的磁信号源的均匀性只能通过充磁的方法进行控制，高质量磁鼓制作工艺很复杂，一致性难以保证。本公开的目的就是为了克服目前普遍应用的磁鼓上的磁信号源存在的前述不足。

公开内容

因此，本公开提供一种磁鼓及具有其的磁编码器，以克服相关技术中采用径向充磁磁环作为磁编码器的磁信号源存在输出信号质量较低的不足。

为了解决上述问题，本公开提供一种磁鼓，包括永磁体磁环本体，所述永磁体磁环本体包括内环壁、外环壁，所述内环壁为单一的第一极性，所述外环壁为单一的第二极性，所述第一极性与所述第二极性相反，所述内环壁与所述外环壁同轴设置，所述内环壁、外环壁中的一个上环绕所述永磁体磁环本体的轴线均匀设有多个凸出部，任意相邻的两个所述凸出部之间形成凹陷部。

在一些实施方式中，所述凹陷部的径向开口的最大周向宽度为L，所述凸出部的径向高度为H，L0.1H。

在一些实施方式中，L0.5H。

在一些实施方式中，所述磁鼓还包括支撑环，所述支撑环的外侧环壁连接所述永磁体磁环本体，所述支撑环的内侧环壁连接旋转轴。

在一些实施方式中，在所述永磁体磁环本体的任一径向平面上投影，所述凸出部的形状为矩形、等腰梯形、等腰三角形、圆弧形中的一种。

在一些实施方式中，所述永磁体磁环本体为辐射取向磁环或者单极充磁特征的各向同性磁环。

在一些实施方式中，所述辐射取向磁环采用钕铁硼、钐钴、铝镍钴、铁氧体永磁体中的至少一种制作形成；和/或，所述单极充磁特征的各向同性磁环采用钕铁硼、钐钴永磁体中的至少一种制作形成。

本公开还提供一种磁编码器，包括上述的磁鼓。