[發明專利]編碼器、電機及自動化設備

在審

• 申請號: 202111123129.8
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113720363A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 藍維隆;左思
• 申請（專利權）人: 深圳市靈犀自動化技術有限公司;深圳市雷賽智能控制股份有限公司
• 主分類號: G01D5/38
• 分類號: G01D5/38;H02K11/215;H02K11/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 譚玲玲

本發明提供了一種編碼器、電機及自動化設備，編碼器包括電路板，電路板包括：至少一個磁感模塊，磁感模塊用于感應編碼器的磁信號的變化以生成磁編碼信號，以獲得當前時刻的第一絕對位置；至少一個光感模塊，光感模塊用于感應編碼器的光信號的變化以生成光編碼信號，以獲得當前時刻的相對位置；電路板上還包括與光感模塊和磁感模塊連接的信號處理單元，信號處理單元用于接收并處理磁編碼信號和光編碼信號，以獲得編碼器的當前時刻的第二絕對位置，以解決現有技術中的光磁混合編碼器的測量位置信息的過程較為復雜的問題。

技術領域

本發明涉及編碼器技術領域，具體而言，涉及一種編碼器、電機及自動化設備。

背景技術

光電編碼器是包括光電碼盤，光電碼盤的中心套設在轉軸上，光電碼盤上設置有環形的明暗相間的刻線，光電編碼器還包括具有光發射器件和光接收器件，以通過光接收器件來讀取光發射器件所發出的光信號并將其轉化為電信號，主要用來測量位移或角度，其結構簡單、精度較高，但是抗干擾能力較弱。另外，由于光電編碼器是通過碼盤上刻線來計算精度的，因此，精度越高，碼盤就會越大，編碼器總體積也就越大。

磁電編碼器則是采用磁電式設計，利用磁器件代替碼盤，并設置磁感應器件，利用磁場的變化來產生和提供轉子的絕對位置，彌補了光電編碼器的上述缺陷，具有抗震、耐腐蝕、耐污染、性能可靠高且結構簡單等優點，但是精度較差。

為了滿足編碼器使用中高精度和抗干擾的需求，目前存在一種光磁混合編碼器，包括光編碼組件和磁編碼組件，以及用于輸出光編碼組件和磁編碼組件的編碼信號的線路板；其中，磁編碼組件包括設置在轉軸端部中心位置的圓形磁鋼、設置在線路板上且正對圓形磁鋼邊緣位置以用于感應磁鋼邊緣位置的磁場變化的第一磁感芯片以及設置在電路板上且正對圓形磁鋼中心位置以用于感應磁鋼中心位置的磁場變化的第二磁感芯片，通過結合兩種感應芯片所感應到的信號，可解算出更為準確的絕對位置信息，從而提高編碼器的測量精度，滿足混合編碼器的高精度高穩定性的需求。

但是，上述光磁混合編碼器的通過兩種磁感性芯片來測量位置信息的過程較為復雜。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種編碼器、電機及自動化設備，以解決現有技術中的光磁混合編碼器的測量位置信息的過程較為復雜的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種編碼器，包括電路板，電路板包括：至少一個磁感模塊，磁感模塊用于感應編碼器的磁信號的變化以生成磁編碼信號，以獲得當前時刻的第一絕對位置；至少一個光感模塊，光感模塊用于感應編碼器的光信號的變化以生成光編碼信號，以獲得當前時刻的相對位置；電路板上還包括與光感模塊和磁感模塊連接的信號處理單元，信號處理單元用于接收并處理磁編碼信號和光編碼信號，以獲得編碼器的當前時刻的第二絕對位置。

進一步地，磁編碼信號包括至少一個第一正余弦信號組，在一個機械周期內，其中第一正余弦信號組包括M個周期的第一正弦信號和M個周期的第一余弦信號，其中，M≥1，M為整數；或者，磁編碼信號包括至少一個周期的數字信號；或者，磁編碼信號包括至少一個隨角度位置周期變化的PWM信號；或者，磁編碼信號包括至少一個周期的三角波信號；或者，磁編碼信號包括至少四個周期的梯形波信號。

進一步地，光感模塊輸出的光編碼信號包括至少一個方波信號組，在一個機械周期內，方波信號組包括K個周期的第一方波信號和K個周期的第二方波信號，其中，K≥1，K為整數；或者，光感模塊輸出的光編碼信號包括至少一個第二正余弦信號組，在一個機械周期內，第二正余弦信號組包括N個周期的第二正弦信號和N個周期的第二余弦信號，其中，N≥1，N整數。

進一步地，各個方波信號組中的第一方波信號和第二方波信號在同一時刻的相位差為90度。