[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

本發明公開了一種電感式編碼器，包括增量編碼模塊、絕對編碼模塊和處理器，處理器基于絕對編碼模塊輸出的數字信號對增量編碼模塊輸出的電角度周期進行編碼，從而能夠在確定電機軸細分后各個部分在各自所在的電角度周期內的具體位置后，再次確定其所在電角度周期的編碼，無需電機軸旋轉經過零點，即可在全量程內確定電機軸的絕對機械位置數據。

技術領域

本發明涉及編碼器領域，特別是涉及一種電感式編碼器。

背景技術

現有技術中的電感式編碼器通常為增量式編碼器，增量式編碼器中設有增量線圈，且增量線圈的極對數為多個時，能夠將電機軸上360度的機械角度進行細分，在電機軸旋轉一圈時，增量式編碼器能夠輸出電角度周期的周期數與增量線圈的極對數相等的正弦信號和余弦信號，且通過對各個電角度周期的角度位置數據進行計算，從而能夠確定電機軸細分后各個部分在各自所在的電角度周期內的角度位置數據，然而需要電機在旋轉時過零點，才能確定各個電角度周期相對于零點的位置，從而確定電機軸上各個點的絕對機械位置數據，但是，當電機軸未旋轉經過零點時，無法確定各個電角度周期相對于零點的位置，也即無法在全量程內對電機軸上各個點的絕對機械位置數據進行確定，只能確定電機軸細分后各個部分在各自所在的電角度周期內的角度位置數據。

發明內容

本發明的目的是提供一種電感式編碼器，能夠在確定電機軸細分后各個部分在各自所在的電角度周期內的具體位置后，再次確定其所在電角度周期的編碼，無需電機軸旋轉經過零點，即可在全量程內確定電機軸的絕對機械位置數據。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種電感式編碼器，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。

優選地，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。

優選地，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，為其中一個所述霍爾開關芯片及所述處理器供電。

優選地，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。

優選地，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；