[发明专利]一种基于光学传感器的永磁球形电机转子位置检测方法

摘要

本发明公开了一种基于光学传感器的永磁球形电机转子位置检测方法，包括永磁球形电机，半球形罩壳，基于光学传感器的硬件检测电路，ARM开发板及位置解算算法，其特征是：在所述球形电机转子输出轴上固定半球形罩壳，球形电机定子外壳上间隔90°固定放置两个光学传感器；由所述两个光学传感器检测获得运动的半球形罩壳表面的位移信息，通过对该位移信息进行位置解算，得到半球形罩壳运动的偏航角和俯仰角，解算得到半球形罩壳上P点的位置坐标，由于球形转子与半球形罩壳同轴同心且根据二者半径之间的关系，即可求得球形转子上S点的位置坐标。本发明方法基于的硬件结构相对简单，位置坐标解算算法容易实现，检测误差较小，具有较强实际应用价值。

主权项

1.一种基于光学传感器的永磁球形电机转子位置检测方法，其特征在于，本发明所述永磁球形电机包括电机底座(9)、球形电机定子外壳(8)、万向节(7)、呈两层分布在球形电机定子外壳(8)上的定子线圈(5)、嵌装在球形电机定子外壳(8)内的球形转子(4)，呈四层分布在球形转子(4)上的永磁体(6)，以及固定在球形转子(4)上的输出轴(1),所述三自由度永磁球形电机能够在最大倾斜角37.5°内做自旋、倾斜运动；其特征是：该永磁球形电机转子位置检测方法如下：在所述球形转子(4)的输出轴上固定设置半球形罩壳(2)，所述半球形罩壳(2)与球形转子(4)处在同心位置上，在所述球形电机定子外壳(8)上以Z轴为轴心，呈90°间隔的位置固定放置两个光学传感器，分别为第一光学传感器(10)和第二光学传感器(3)，对于运动的球形转子(4)，由所述两个光学传感器检测获得半球形罩壳(2)表面的位移信息，通过对该位移信息进行位置解算，得到半球形罩壳(2)运动的偏航角和俯仰角，对此偏航角和俯仰角进行解算，得到半球形罩壳(2)上P点的位置坐标，因球形转子(4)跟半球形罩壳(2)同轴同心，所以球形转子(4)和半球形罩壳(2)的偏航角和俯仰角相等，因而通过球形转子(4)半径与半球形罩壳(2)的半径之间的关系，即可求得球形转子(4)上S点的位置坐标。