[实用新型]磁鼓及具有其的磁编码器

说明书

本实用新型提供一种磁鼓及具有其的磁编码器，其中磁鼓，包括支撑环，所述支撑环的外侧环壁上构造有多个凹槽，多个所述凹槽沿所述支撑环的周向均匀间隔设置，每个所述凹槽内皆装设有一片磁片，任意相邻的两个所述凹槽内的磁片的磁极相反。根据本实用新型，一方面，任意两个相邻的磁极之间的无磁区的大小尺寸能够被通过加工精度的提高予以保证，从而能够有效克服磁环充磁过程中容易导致的N极和S极之间的无磁区模糊、变形和宽度不一致的缺陷，极大提高磁鼓的磁信号源质量，保证磁编码器的精度；另一方面，磁片单体可以通过全检测的方法保证安装在磁鼓外周壁上的所有磁极的磁场强度都在一个范围之内，这就保证了磁极磁场强度的均匀性。

技术领域

本实用新型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，因而广泛应用于工业控制、机械制造、船舶、纺织、印刷、航空、航天、雷达、通讯、军工等领域。

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项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。

现有技术中，如图2a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，目前普遍使用的磁鼓上的磁体都是圆环形，且磁环表面被充磁成多对磁极，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2b所示，磁鼓外圆周面永磁体展开图的剖面磁极结构图2c所示，其中，N极和S极之间的区域称为无磁区。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，永磁体是一个完整的环形构造。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，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。下面是目前普遍采用的通过对整体永磁体磁环充磁后形成的N/S极作为磁信号源磁鼓中容易出现几种缺陷形式：

第一种，N/S磁极间的无磁区边界模糊，如图2d所示；

第二种，N/S磁极间的无磁区边界变形，如图2e所示；

第三种，因为磁体中存在的局部缺陷导致位于该区域的磁信号突然减小甚至消失，如图2f所示。

本实用新型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之处。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种磁鼓及具有其的磁编码器，以克服相关技术中磁鼓的永磁体环无磁区位置的模糊、变形或者宽度不一致等缺陷导致磁鼓磁信号源质量较低、编码器精度较低的不足。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种磁鼓，包括支撑环，所述支撑环的外侧环壁上构造有多个凹槽，多个所述凹槽沿所述支撑环的周向均匀间隔设置，每个所述凹槽内皆装设有一片磁片，任意相邻的两个所述凹槽内的磁片的磁极相反。

优选地，所述凹槽采用机加工方式制作形成。

优选地，所述凹槽采用CNC加工方式制作形成。

优选地，所述磁片粘贴固定于所述凹槽内；或者，所述磁片通过注塑的方式包裹固定于所述凹槽内。

优选地，所述磁片背离所述支撑环的一侧套装有保护套环。