[發明專利]一種電感式編碼器

有效

• 申請號: 202110254639.2
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113028975B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 夏一帆;鄒前閏;危超
• 申請（專利權）人: 浙江禾川科技股份有限公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30;G01B7/00;G01D5/20;G01D5/14;H02K11/21;H02K11/215
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉菲

1.一種電感式編碼器，其特征在于，包括：

增量編碼模塊，用于在電機軸每旋轉預設角度時輸出一個電角度周期的角度位置數據，且所述電機軸每旋轉一周時輸出的所述角度位置數據的所述電角度周期數與自身所設的增量線圈的極對數相等；

絕對編碼模塊，用于在所述電機軸每旋轉所述預設角度時輸出與所述增量編碼模塊輸出的所述角度位置數據的所述電角度周期對應的數字信號；

所述電機軸每旋轉一周時所述絕對編碼模塊輸出的多個所述數字信號與所述增量編碼模塊輸出的角度位置數據的各個所述電角度周期一一對應；

第一輸入端與所述增量編碼模塊的輸出端連接，第二輸入端與所述絕對編碼模塊的輸出端連接的處理器，用于基于所述數字信號對所述增量編碼模塊輸出的所述角度位置數據的各個所述電角度周期進行編碼，從而基于編碼后的所述電角度周期及其對應的所述角度位置數據確定所述電機軸的絕對機械位置數據。

2.如權利要求1所述的電感式編碼器，其特征在于，還包括：

輸出端與所述增量編碼模塊的電源輸入端、所述絕對編碼模塊的電源輸入端連接及所述處理器的電源輸入端連接的電源，用于為所述增量編碼模塊、所述絕對編碼模塊及所述處理器供電。

3.如權利要求2所述的電感式編碼器，其特征在于，所述電源包括外部電源和電池；

所述外部電源用于在所述電機工作時為所述增量編碼模塊、所述絕對編碼模塊及所述處理器供電，并在所述電機停止工作時斷電；

所述電池用于在所述外部電源斷電時，為其中一個霍爾開關芯片及所述處理器供電；其中：

所述絕對編碼模塊包括：和所述增量線圈對應設置的多個霍爾開關芯片，用于在所述電機軸每旋轉所述預設角度時輸出與所述增量編碼模塊輸出的角度位置數據的所述電角度周期對應的數字信號。

4.如權利要求3所述的電感式編碼器，其特征在于，所述處理器還用于判斷當前是否由所述電池供電，在判定由所述電池供電時將且僅將由所述電池供電的所述霍爾開關芯片與自身連接的端口導通，并在接收到所述霍爾開關芯片輸出的數字信號跳變時進行計數，從而計算電機軸旋轉的圈數。

5.如權利要求1-4任一項所述的電感式編碼器，其特征在于，所述增量編碼模塊包括：

通過電容和所述處理器連接的激勵線圈，用于和所述電容諧振，以在自身線圈內部形成諧振磁場；

輸出端與低通濾波器連接的多極對的所述增量線圈，用于在感應到所述諧振磁場后輸出諧振感應電動勢；

每一極對的所述增量線圈均包括超前增量線圈和滯后增量線圈，所述滯后增量線圈放置時滯后所述超前增量線圈四分之一個所述電角度周期；

設置于所述電機軸與所述增量線圈之間且與所述電機軸剛性連接的導電金屬，用于在跟隨所述電機軸旋轉，并在經過所述增量線圈時改變所述增量線圈輸出的所述諧振感應電動勢的幅值，以使各極對的所述增量線圈中的所述滯后增量線圈輸出的所述諧振感應電動勢的幅值按照正弦曲線的波形進行波動；所述超前增量線圈輸出的所述諧振感應電動勢的幅值按照余弦曲線的波形進行波動；

依次連接的所述低通濾波器、模數轉換器及細分單元，所述低通濾波器的輸出端與所述處理器連接；

所述低通濾波器用于將所述增量線圈輸出的幅值按照正弦曲線的波形進行波動的所述諧振感應電動勢以及幅值按照余弦曲線的波形進行波動的所述諧振感應電動勢進行解調濾波處理；

所述模數轉換器用于將解調濾波后的所述諧振感應電動勢轉換成相應的數字量的正弦信號和余弦信號；

所述細分單元用于將所述數字量的正弦信號和余弦信號進行細分解碼，以在所述電機軸每旋轉預設角度時輸出一個電角度周期的角度位置數據，且所述電機軸每旋轉一周時輸出的電角度周期的周期數與自身所設的增量線圈的極對數相等。