[發明專利]磁式編碼器的磁環、磁環充磁與讀取裝置以及磁式編碼器

在審

• 申請號: 201710744037.9
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107504984A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 楊慶研
• 申請（專利權）人: 上海嶺先機器人科技股份有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 顧正超

技術領域

本發明屬于編碼器節技術領域，涉及一種磁式編碼器的磁環、磁環充磁與讀取裝置以及磁式編碼器。

背景技術

磁式編碼器用于檢測伺服電機等的旋轉軸的旋轉位置。現有技術中的專利文獻(申請號為CN200780052743.1)中揭示了這樣的磁式編碼器，在專利中所述的位置檢測裝置中，采用霍爾元件，使其隨著磁化成多極的磁環的旋轉檢測出正弦波信號，通過信號處理得到角度的絕對值。

在該專利申請中，由于要檢測磁環的磁通量分布，所以磁環的旋轉擺振引起的磁通密度的變動會產生較大測量誤差，降低了檢測角度的精度。

另外，對磁環特別是多極磁環的充磁精度也會影響檢測角度的精度，而且大面積高精度的充磁需要較為復雜的設備。這就造成現有的大直徑，中空型磁式編碼器的成本非常的高。

此外，在機器人應用領域中，在設計時，機器人的多個功能都需要應用到轉角信息，并且各個功能對轉角信息的傳輸形式和頻度又都不同。現有技術中編碼器一般僅采用一個SSI接口輸出轉角信號，當需要應用其他頻段的轉角信號時，一般需要對SSI接口輸出的轉角信號進行處理轉換，得到所需要的信號形式，步驟較為繁瑣。

發明內容

本發明的目的之一在于，提供一種磁式編碼器的磁環，旨在解決現有技術中磁式編碼器檢測角度精度較低的問題。

本發明的另一目的在于，提供一種與磁環相匹配的磁環充磁與讀取裝置，解決現有技術中大面積高精度的充磁需要較為復雜的設備的問題。

本發明的又一目的在于，提供一種磁式編碼器，解決現有技術中轉角信號輸出形式單一的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種磁式編碼器的磁環，所述磁環為中空結構，所述磁環具有至少1個磁道，所述磁道用于記錄二進制數據。

進一步的，所述磁環具有N個磁道，從所述磁環的中空結構沿所述磁環的徑向至所述磁環的外圍，N個所述磁道分別為第1磁道、第2磁道、…、第N磁道，所述第1磁道用于記錄2¹個二進制數據，所述第2磁道用于記錄2²個二進制數據，……，所述第N磁道用于記錄2^N個二進制數據。

進一步的，所述磁環包括帶基和覆蓋所述帶基表面的磁性層，所述磁性層采用磁性材料制成。

進一步的，在所述帶基上涂覆磁性材料形成所述磁性層，或所述磁性材料在所述帶基上蒸發沉積形成所述磁性層。

一種磁環充磁與讀取裝置，對如上所述的磁環進行充磁與讀取，包括磁環固定座、讀寫頭、基座以及電機，所述電機固定在所述基座上，且所述電機轉動時其轉角角度值能夠精確確定，所述電機的輸出端與所述磁環固定座連接并用于帶動所述磁環固定座轉動；所述磁環固定座用于與磁環固定以帶動所述磁環轉動；所述讀寫頭的數量與所述磁環的磁道數相等且一一對應，每個所述讀寫頭均固定于所述基座上，所述磁環能夠相對于所述讀寫頭轉動，每個所述讀寫頭用于與所述磁環的對應的一個磁道接觸以對磁道寫入或讀取二進制數據。

進一步的，所述磁環固定座與所述磁環接觸的表面采用彈性材料制成。

進一步的，所述充磁與讀取裝置還包括壓緊裝置，所述讀寫頭固定于所述壓緊裝置上，所述壓緊裝置與所述基座固定，所述壓緊裝置通過所述讀寫頭將所述磁環壓緊在所述磁環固定座上，且所述磁環能夠相對于所述讀寫頭轉動。

進一步的，所述充磁與讀取裝置還包括減速器，所述電機通過所述減速器與所述磁環固定座連接。

一種磁式編碼器，包括如上所述的磁環。

進一步的，所述磁式編碼器包括至少兩個輸出信號頻率不同的數據接口。

與現有技術相比，本發明提供了一種磁式編碼器的磁環，通過設置多個可以記錄二進制數據的磁道來表征轉角角度，可以有效的避免現有技術中采用霍爾元件時由于磁通密度變動引起的測量誤差，提高了檢測精度。

本發明還提供了一種與磁環相配套的磁環充磁與讀取裝置，可以完成對磁環所有磁道的充磁操作，滿足了大面積高精度的充磁需求，且裝置的成本較低，充磁操作簡單。

此外，本申請還提供了一種包括至少兩個輸出信號頻率不同的數據接口的磁式編碼器，解決了現有技術中編碼器的轉角信號輸出形式單一的問題，可方便機器人對同一個轉角信號同時進行多種不同用途的處理使用。

附圖說明

圖1是本發明一實施例提供的一種磁式編碼器的磁環的示意圖；

圖2是本發明一實施例提供的一種磁環充磁與讀取裝置的示意圖；