[發明專利]一種編碼器

有效

• 申請號: 202110255378.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113028962B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 夏一帆
• 申請（專利權）人: 浙江禾川科技股份有限公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/30;G01D5/20;H02K11/225
• 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

本發明公開了一種編碼器，包括處理器及平行放置且中空的增量編碼軌道PCB、導電金屬PCB和絕對編碼軌道PCB，增量編碼軌道PCB上設置的多極對的增量線圈能夠輸出相應周期的增量復合電壓信號波形，絕對編碼軌道PCB上設置的單極對的絕對線圈能夠輸出相應周期的絕對復合電壓信號波形，處理器通過對增量復合電壓信號波形的周期進行編碼，從而確定電機軸的絕對機械位置數據，且由于增量編碼軌道PCB和絕對編碼軌道PCB之間的距離不小于最小預設距離，因此，絕對線圈對增量線圈的影響較小，編碼器的精度較高，且成本較低。

技術領域

本發明涉及編碼器領域，特別是涉及一種編碼器。

背景技術

隨著工業自動化的發展越來越快，各行業對中空編碼器的需求越來越大。當前工業自動化行業中的中空編碼器主要采用光電式編碼器或多對極式磁電編碼器。而光電式編碼器的應用環境需求要求極其嚴格，很難適用在高灰塵，高振動及高污染的應用環境，并且光電式編碼器的成本極高，極大的限制了中空編碼器的發展。而多對極式磁電編碼器采用的磁感方案使用到的磁場極弱，且易受到外界電磁場的干擾，雖然相比于光電式編碼器的成本較低，但是其輸出的位置信息精度卻同樣很低。

現有技術中存在由電感式編碼器實現的中空編碼器，對環境的要求并不高，但是，當電感式編碼器的增量編碼部分中增量線圈的極對數較少時，其精度較低，增量線圈的極對數較多時，由于現有技術中的增量編碼部分的線圈和絕對編碼部分的線圈設置于同一PCB(Printed?Circuit?Boards，印制電路板)上，走線難度會增加，且絕對編碼部分的線圈會對增量編碼部分的線圈產生影響，這會使增量編碼部分產生干擾諧波，從而導致仿真難度的增加和偏差補正難度的增加，編碼器的精度也較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種編碼器，由于增量編碼軌道PCB和絕對編碼軌道PCB之間的距離不小于最小預設距離，因此，絕對線圈對增量線圈的影響較小，編碼器的精度較高，且成本較低。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種編碼器，包括處理器及平行放置且中空的增量線圈印制電路板PCB、導電金屬PCB和絕對編碼軌道PCB，且所述增量編碼軌道PCB和絕對編碼軌道PCB之間的距離不小于最小預設距離；

所述導電金屬PCB用于跟隨電機軸的轉動而轉動；

所述增量編碼軌道PCB上設有多極增量線圈，用于在所述導電金屬PCB轉動時，輸出相應周期的增量復合電壓信號波形，且所述導電金屬每轉一圈，所述增量線圈輸出的所述增量復合電壓信號波形的周期數和所述增量線圈的極對數相等；

所述絕對編碼軌道PCB上設有單極絕對線圈，用于在所述導電金屬PCB轉動時，輸出相應周期的絕對復合電壓信號波形，且所述導電金屬每轉一圈，所述絕對線圈輸出一個周期的所述絕對復合電壓信號波形；

所述處理器的第一信號輸入端與所述增量線圈的輸出端連接，第二信號輸入端與所述絕對線圈的輸出端連接，用于基于所述絕對線圈輸出的絕對復合電壓信號波形對所述增量線圈輸出的增量復合電壓信號波形的周期進行編碼，以基于編碼后的增量線圈輸出的復合電壓信號波形確定所述電機軸的絕對機械位置數據。

優選地，所述導電金屬PCB的第一面設有和所述增量線圈的極對數對應的增量導電金屬，且所述增量導電金屬在旋轉時總覆蓋各個極對的增量線圈的一半；

所述導電金屬的第二面設有和所述絕對線圈對應的絕對導電金屬，且所述絕對導電金屬在旋轉時總覆蓋所述絕對線圈的一半；

所述絕對導電金屬的外徑不大于所述增量導電金屬的內徑。

優選地，所述增量編碼軌道PCB設置于靠近所述電機軸的一側，所述導電金屬PCB設置于所述增量編碼軌道PCB和所述絕對編碼軌道PCB之間。

優選地，所述絕對編碼軌道PCB設置于靠近所述電機軸的一側，所述導電金屬PCB設置于所述增量編碼軌道PCB和所述絕對編碼軌道PCB之間。