CN101876125B - 电动缝纫机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动缝纫机，主要包括机头、机架及电动机，所述缝纫机采用双电机驱动，主轴和底轴分别由一个电动机驱动，通过控制器，控制两台电动机保持同步运行，从而使主轴和底轴同步旋转。本发明提供的电动缝纫机，主轴和底轴的振动不会相互影响，降低了缝纫机的机构耦合，减小了振动和噪声，从而降低了故障率。

Description

电动缝纫机

技术领域

本发明涉及一种缝纫机，尤其是一种改进了驱动结构的电动缝纫机。 

背景技术

工业用缝纫机一般采用电动机驱动，所用的电动机有异步电机、直流无刷电机和交流伺服电机等。 

目前的电动缝纫机基本采用单电机驱动，电动机通过皮带或联轴器与主轴连接驱动主轴，主轴通过同步带或者齿轮传动轴等与底轴连接，带动底轴转动。 

如图1所示为一种典型的缝纫机结构示意图。主要驱动结构包括主轴2、电动机通过联轴器带动主轴2旋转，主轴2通过同步带4带动底轴3旋转，通过主轴2和底轴3带动其他的机构运动，从而完成缝纫功能。 

由于主轴2需通过同步带4带动底轴3旋转，同步带4的受力大、变形大，容易磨损。主轴2、底轴3以及连接在主轴2和底轴3上的机构连成一个整体，使缝纫机的振动大、噪声大，振动也会影响缝纫机的缝纫质量。随着缝纫机高速、高质量的要求不断提高，以及环保的需要，振动和噪声问题急需解决。 

专利200810006028.0、200810005210.4和95108467.4针对缝纫机的振动和噪声对缝纫机进行了改进，有一定的效果。然而，由于缝纫机本身结构的限制，主轴2必然通过传动机构带动底轴3旋转，使整个缝纫机耦合为一个整体，正是由于机构耦合、关联大，使得缝纫机振动和噪声大，这是缝纫机振动和噪声的根源。 

基于上述现有技术中电动式缝纫机存在的缺陷，有必要提供一种磨损更小，缝纫质量更高的缝纫机以满足工业生产和生活的需要。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种电动缝纫机，振动小、噪声小、缝纫质量更高。 

为解决上述的技术问题，本发明提供一种电机缝纫机，包括机头，在所述机头上包括主轴和底轴，还包括两个分别驱动主轴和底轴的电动机及控制器，通过控制器控制两个电动机同步工作。 

优选地，在上述的电动缝纫机中，所述控制器也可为两个，分别用于控制两个电动机工作，并且，所述两个控制器通过数据线进行同步通讯。 

优选地，所述电机与用于控制其工作的控制器可为一体设置。 

另外，在上述的电动缝纫集中，在每一电动机的轴上还包括位置检测装置，用于检测电机轴的位置，并将该位置信息传送给相应的控制器，用于电机位置的精确控制。 

优选地，所述位置检测装置包括磁钢环、导磁环和磁感应元件，其特征在于，所述导磁环由两段或多段同半径、同圆心的弧段构成，相邻两弧段留有缝隙，所述磁感应元件置于该缝隙内，当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信号，并将该电压信号传输给相应的信号处理装置。 

优选地，所述的导磁环由两段同半径、同圆心的弧段构成，分别为1/4弧段和3/4弧段，对应的磁感应元件为2个；或者，所述的导磁环由三段同半径的弧段构成，分别为1/3弧段，对应的磁感应元件为3个；或者，所述的导磁环由四段同半径的弧段构成，分别为1/4弧段，对应的磁感应元件为4个；或者，所述的导磁环由六段同半径的弧段构成，分别为1/6弧段，对应的磁感应元件为6个。 

优选地，所述位置检测装置包括转子和将转子套在内部的定子，所述转子包括第一磁钢环、第二磁钢环； 

其中，所述第一磁钢环和第二磁钢环可以分别固定在一电机轴上； 

在所述定子上，对应于第二磁钢环，以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n，个均匀分布的磁感应元件，其中n＝0，1，2…n，所述第二磁钢环的磁极磁化顺序使得n个磁感元件输出呈格雷码格式， 相邻两个输出只有一位变化。 

另外，在所述定子上，对应于第一磁钢环，以第一磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有有m个呈一定角度分布的磁感应元件，其中，m为2或3的整数倍；所述第一磁钢环的磁极总对数与第二磁钢环的磁极总数相等，并且相邻两极的极性相反； 

当转子相对于定子发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出给一信号处理装置。 

优选地，在定子上对应于第一磁钢环的相邻两个磁感应元件之间的夹角，当m为2或4时，该夹角为90°/g；当m为3时，该夹角为120°/g；当m为6时，该夹角为60°/g，其中，g为第二磁钢环的磁极总数。 

优选地，所述位置检测装置也包括转子和将转子套在内部的定子，所述转子包括第一磁钢环、第二磁钢环； 

其中，所述第一磁钢环和第二磁钢环分别固定在电机轴上，所述第一磁钢环被均匀地磁化为N对磁极，N＜＝2n对磁极，并且相邻两极的极性相反，其中，n＝0，1，2…n；所述第二磁钢环的磁极总数为N，其磁序按照磁序算法确定； 

优选地，在所述定子上，对应于第一磁钢环，以第一磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有m个呈一定角度分布的磁感应元件，其中，m为2或3的整数倍；对应于第二磁钢环，以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n个呈一定角度分布的磁感应元件，其中，n＝0，1，2…n； 

当所述转子相对于定子发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出给一信号处理装置。 

进一步，在定子上对应于第二磁钢环的相邻两个磁感应元件之间的夹角为360°/N。 

更进一步地，在定子上对应于第一磁钢环相邻两个磁感应元件之间的夹角，当m为2或4时，每相邻两个磁感应元件之间的夹角为90°/N，当m为3时，每相邻两个磁感应元件之间的夹角为120°/N；当 m为6时，每相邻两个磁感应元件之间的夹角为60°/N。 

另外，所述位置检测装置还包括两个内置于定子内表面、分别与第一磁钢环、第一磁钢环对应的导磁环，每一所述导磁环是由多个同圆心、同半径的弧段构成，相邻两弧段留有空隙，对应于两个磁钢环的磁感应元件分别设在该空隙内。 

在本发明中，在所述电动缝纫机中，所述的导磁环的弧段端部设有倒角。 

优选地，所述倒角为沿轴向或径向或同时沿轴向、径向切削而形成的倒角。 

另外，在所述电动缝纫机中，所述控制器包括一控制模块，该控制模块包括第一、二电机控制子模块和同步信号控制子模块； 

优选地，所述第一、二电机控制子模块分别用于控制两个电动机工作，所述同步信号控制子模块用于根据接收到的用户的角度指令，计算使两个电动机同步工作的用于发送给第一或/和二电机控制子模块的角度指令。 

优选地，所述第一、二电机控制子模块分别包括数据处理单元、电机驱动单元和电流传感器，所述数据处理单元接收用户输入的指令信号或同步信号控制子模块发送的指令信息、电流传感器采集的电机输入电流信号和位置检测模块输出的电机位置信号，经过数据处理，输出控制信号给所述电机驱动单元，所述电机驱动单元根据所述的控制信号输出合适的电压给电机，从而实现对电机的精确控制。 

优选地，所述数据处理单元包括机械环控制子单元、电流环控制子单元、PWM控制信号产生子单元和信号处理子单元； 

优选地，所述传感器信号处理子单元接收所述电流传感器检测到的电流信号，经过A/D采样后输出给所述的电流环控制子单元； 

优选地，所述机械环控制子单元根据接收用户输入的指令信号或同步信号计算子模块发送的指令信息和位置检测模块发送的电机轴的转动角度，经过运算得到电流指令，并输出给所述的电流环控制子单元； 

所述电流环控制子单元根据接收到的电流指令和电流传感器输出的电流信号，经过运算得到三相电压的占空比控制信号，并输出给所述的PWM控制信号产生子单元； 

述的PWM控制信号产生子单元； 

所述PWM控制信号产生子单元根据接收到的三相电压的占空比控制信号，生成具有一定输出顺序的六路PWM信号，分别作用于电机驱动单元。 

优选地，在上述电动缝纫机中，所述电机驱动单元包括六个功率开关管，所述开关管每两个串联成一组，三组并联连接在直流供电线路之间，每一开关管的控制端受PWM控制信号产生子单元输出的PWM信号的控制，每一组中的两个开关管分时导通。 

优选地，在上述信号处理单元中，所述信号处理子单元包括位置检测模块的信号处理电路，用于根据所述位置检测模块的电压信号得到电机轴的转动角度，具体包括：A/D转换电路，对位置检测模块中磁感应元件发送来的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；合成电路，对位置检测模块发送来的经过A/D转换的多个电压信号进行取舍，得到一基准信号D；角度获取电路，根据该基准信号D，在一角度存储表中选择一与其相对的角度作为偏移角度θ；和存储电路，用于存储处理过程中的数据和角度存储表。 

优选地，在A/D转换电路和合成电路之间还包括温度补偿电路，用于消除温度对位置检测装置发送来的电压信号的影响。所述温度补偿电路包括多个乘法器，每一所述乘法器将经过A/D转换的、位置检测装置发送来的一个电压信号与输出信号K相乘，将相乘后的结果输出给合成电路。如果位置检测装置发送来的一个电压信号为2或3的倍数，则在所述温度补偿模块之前还包括一差动放大电路。 

优选地，在上述信号处理单元中还包括一系数矫正电路，其根据合成模块的输出进行运算，得到一输出信号K。 

另外，在上述信号处理单元中，所述信号处理子单元也包括位置检测模块的信号处理电路，用于根据所述位置检测模块的电压信号得到电机轴的转动角度，具体包括：A/D转换电路，对位置检测装置发送来的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；相对偏移量θ₁计算电路，用于计算位置检测装置中对应于第一磁钢环的磁感应元件发送来的第一电压信号在所处信号周期内的相对偏移量θ₁；绝对偏 移量θ₂计算电路，根据位置检测装置中对应于第二磁钢环的磁感应元件发送来的第二电压信号，通过计算来确定第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量θ₂；角度合成及输出电路，用于将上述相对偏移量θ₁和绝对偏移量θ₂相加，合成所述第一电压信号所代表的在该时刻的旋转角度θ；存储电路，用于存储处理过程中的数据。 

优选地，在信号处理模块中，还包括信号放大模块，用于在A/D转换模块进行A/D转换之前，对来自于位置检测装置的电压信号进行放大。 

优选地，所述绝对偏移量θ₂计算电路包括第二合成单元和第二角度获取子单元，所述第二合成单元用于对对应于第二磁钢环的位置检测装置发送来的第二电压信号进行译码，得到一信号E；所述第二角度获取子单元根据该信号E在第二角度存储表中选择一与其相对的角度作为第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量θ₂。 

本申请的优点 

1.振动小、噪声小。缝纫机采用双电机驱动，主轴和底轴分别用一个电机驱动，并且两个电机始终保持同步运行，这样降低了缝纫机的机构耦合，将缝纫机分为上下两部分，主轴和底轴不再靠同步带等的传动保持同步旋转，而是通过控制器，控制两台电机保持同步运行，从而使主轴和底轴同步旋转。这样，主轴以及主轴上连接的机构为一个独立的部分，底轴以及底轴上连接的机构为一个独立的部分，两部分之间没有动力传动，主轴和底轴的振动不会相互影响，降低了振动和噪声。 

2.连接主轴和底轴的同步带等传动部件受力小、变形小，不易磨损。同步带不再起主轴和底轴间动力传递的作用，因此受力小、变形小，不易磨损。保留同步带的原因是：在缝纫的时候，有时候需要手动转动主轴使缝纫机工作，因此需要保留同步带，但只有在手动时才会起到传递力的作用。 

3.缝纫质量高。现有缝纫机主轴和底轴动力传动部件存在变形，同时振动较大，影响缝纫质量。本专利主轴和底轴分别通过两台电机带动，始终保持同步运行，同时振动小，缝纫质量高。 

4.故障率低。由于振动小，同步带等传动部件不易磨损，因此故障率低。 

附图说明

图1为一种典型的缝纫机机头的结构示意图； 

图2为本发明中第一实施例的电动缝纫机机头的总体结构示意图； 

图3为本发明中第一实施例的电动缝纫机的伺服控制框图； 

图4为本发明中第二实施例的电动缝纫机机头的总体结构示意图； 

图5为本发明中第三实施例的电动缝纫机的机头总体结构示意图； 

图6为本发明中第三实施例的电动缝纫机的伺服控制框图； 

图7为本发明一种位置检测装置的的立体分解图； 

图8为本发明一种位置检测装置的安装于轴上的立体图； 

图9A-图9D为本发明一种位置检测装置的导磁环的倒角设计图； 

图10为本发明位置检测装置实施例1的结构示意图； 

图11为本发明位置检测装置实施例1的信号处理装置的框图； 

图12为本发明位置检测装置实施例2的位置检测装置的结构示意图； 

图13为本发明位置检测装置实施例2的信号处理装置的框图； 

图14为本发明位置检测装置实施例3的结构示意图； 

图15为本发明位置检测装置实施例3的信号处理装置的框图； 

图16为本发明位置检测装置实施例4和实施例5的立体结构分解图； 

图17为本发明位置检测装置实施例4对应于第二磁钢环设有3个磁感应元件时得到的编码； 

图18为本发明位置检测装置实施例4对应于第二磁钢环设有3个磁感应元件时第二磁钢环的充磁顺序； 

图19为本发明位置检测装置实施例4的第一磁钢环均匀磁化为6 对极时对应2个磁感应元件的布置图； 

图20为本发明位置检测装置实施例4的信号处理装置的电路框图； 

图21为本发明位置检测装置实施例4的另一种结构的立体分解图； 

图22为本发明位置检测装置实施例5的第一磁钢环充磁磁序及与磁感应元件的位置关系图； 

图23为本发明位置检测装置实施例5中第二磁钢环的充磁磁序的算法流程图； 

图24为本发明位置检测装置实施例5的第二磁钢环充磁磁序及与磁感应元件的位置关系图； 

图25为本发明位置检测装置实施例5对应于第二磁钢环的磁感应元件与导磁环、定子的分布图。 

具体实施方式：

下面参照附图详细说明本发明的实施例。 

实施例一： 

参照图2为本发明中第一实施例的电动缝纫机的总体结构示意图，所述电动缝纫机与现有缝纫机一样，有主轴2、底轴3，主轴2与底轴3之间通过同步带4等传动部件连接，伺服电机9a通过联轴器6a与主轴2相连。与现有电机不一样的地方在于，底轴3由一个伺服电机9b驱动，伺服电机9b通过联轴器6b与底轴3相连，这样构成了双电机缝纫机。伺服电机9a与伺服控制器11a之间能过线缆12a连接，该线缆包括三相动力线和位置检测模块的信号线，由伺服控制器11a控制伺服电机9a的运行。伺服电机9b与伺服控制器11b之间通过线缆12b连接，该线缆包括三相动力线和编码器信号线，由伺服控制器11b控制伺服电机9b的运行。伺服控制器11a和伺服控制器11b之间通过数据线13连接，用于通讯，保持两者之间的同步，使伺服电机9a和伺服电机9b始终保持同步运行。在本发明中，同步带4不再起从主轴2到底轴3的动力传递的作用，只是随着主轴2和底轴3的转动而转动， 保留同步带的原因是在缝纫的时候，有时候需要手动转动主轴2使缝纫机工作。 

如图3所示为本实施例一的伺服控制框图。双电机缝纫机包含两个交流伺服系统，两个交流伺服系统的伺服控制器之间通过数据线连接，用于数据通讯。交流伺服系统由伺服控制器、交流伺服电机和位置检测装置组成。伺服控制器11a接收设定指令，根据设定指令得到角度指令1，作为伺服控制器11a机械环的输入，同时伺服控制器11a根据角度指令1，计算出角度指令2，并将该角度指令2通过数据线传递给伺服控制器11b，作为伺服控制器11b机械环的输入。 

其中，角度指令1和角度指令2都是由伺服控制器11a给出，保证了两个交流伺服控制器角度指令同步，伺服控制器11a需要由角度指令1和同步带的传动比进行计算，以计算出主轴2与底轴3同步转动需要的角度指令2。 

然后交流伺服控制器11a，11b分别对两个交流伺服电机进行位置控制，控制精度高，响应快，从而实现双电机缝纫机同步控制。 

在具体实施时，每一伺服控制器中的控制模块实施为一MCU，其中，该MCU的内部有CPU、A/D转换模块、同步通讯口和PWM信号产生模块等，A/D转换模块将电流传感器输入到MCU的模拟信号转换为数字信号，从而得到电流反馈。在第一个系统中，位置检测模块将交流伺服电机角度位置信息通过同步口通讯传递给MCU。伺服控制器接收输入的角度指令，将其作为机械环的输入。MCU中的CPU根据电流反馈和角度反馈运行控制程序。控制程序主要包含机械环和电流环，机械环根据角度指令和角度反馈，计算出电流指令，电流环根据电流指令和电流反馈，计算出三相电压占空比。PWM信号产生模块根据三相电压占空比，产生PWM信号，传递给IPM。IPM根据PWM信号，产生三相电压给交流伺服电机。CPU在根据电流反馈和角度反馈运行控制程序时，根据第一角度指令和主轴与底轴之间的传动比计算第二角度指令，并将其发送给第二个系统中的伺服控制器。 

在第二个系统中，伺服控制器接收第一个系统中的伺服控制器发送来的第二角度指令，由MCU中的CPU根据电流反馈和角度反馈运 行控制程序。由于第二个系统中伺服控制器的内部结构与第一个系统中的伺服控制器相同，在此不再重说明。 

实施例二： 

参见图4为本发明第二实施例的电动缝纫机的总体结构示意图，在本实施例中，大部分结构与实施例一相同，相同的结构在此不再赘述。不同的是，伺服电机与用于控制其工作的伺服控制器一体化设置，通过一体化设置，缩短了位置检测装置信号的传输路径，降低了信号干扰，因此，提高了控制的可靠性。基于本实施例的位置检测装置的信号处理方法与实施例一的方法相同。 

实施例三： 

参见图5为本发明第三实施例的电动缝纫机的总体结构示意图，在本实施例中，大部分结构与实施例一相同，相同的结构在此不再赘述。不同的是，本实施例中使用单控制器操控两台伺服电机。 

参见图6为本发明中第三实施例的电动缝纫机的伺服控制框图。在该控制器内包括MCU和两个IPM(智能功率模块)，在MCU的内部有两个电机运行控制模块，分别为机械环、电流环和PWM信号产生模块。MCU根据反馈的电流和角度信号，运行控制程序，产生两组PWM信号，分别控制两个IPM。两个IPM将分别将三相电压加给两个交流伺服电机，从而实现对两个交流伺服电机的同步控制。 

其中，根据角度指令1计算角度指令2的方法与实施例一相同。 

在上述三个实施例中，位置检测装置直接输出电机的角度信号，因此，伺服控制器通过同步口接收该角度信号即可，在本发明中，位置检测装置也可以只输出电压信号，对该电压信号的处理可以由伺服控制器中的MCU来完成，根据本发明以上的三种实施例，通过以下详细描述本发明的位置检测装置及其信号处理装置与方法。 

图7是表示本发明的一种位置检测装置的立体结构分解图。如图7所示，本发明的位置检测装置由磁感应元件板102、磁钢环103、导磁环104、骨架105组成；磁感应元件板102由PCB板和磁感应元件106组成，，磁感应元件板102上还装有接插件108。 

磁钢环103装在轴107上，导磁环104固定在骨架105上，骨架105固定在电机的合适位置。当轴107转动时，磁钢环103转动，产生正弦磁场，而导磁环104起聚磁作用，磁钢环103产生的磁通通过导磁环104。PCB板上固定的磁感应元件106把通过导磁环104的磁场转换成电压信号并输出，该电压信号直接进入主控板芯片。由主控板上芯片对电压信号进行处理，最后得到位角位移。 

其中，在制作所述的位置检测装置时，导磁环104设置在骨架成型模具上，在所述骨架一体成型时与骨架105固定在一起。 

图8是本发明的位置检测装置安装于轴上的总体的立体图。导磁环104安装于骨架105上，磁钢环103安装轴107上，导磁环104与磁钢环103可以相对转动。本发明通过合理安排各部件的布局，可以减少位置检测装置的尺寸。 

图9A到图9D以由1/4弧段和3/4弧段构成的导磁环为例，图示了本发明的导磁环的倒角设计。如图9A到图9D所示，导磁环由两段或多段同半径、同圆心的弧段构成，图9A所示的导磁环没有设计倒角，图9B到图9D所示的弧段端部设有倒角，所述倒角为沿轴向(图9B)或径向(图9C)或同时沿轴向、径向(图9D)切削而形成的倒角，151、154表示轴向切面，152、153表示径向切面。相邻两弧段间留有缝隙，磁感应元件置于该缝隙内，当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信号，并将该电压信号传输给相应的控制器。 

根据磁密公式 $B=\frac{\mathrm{\Φ}}{S}$ 可以知道，当φ一定时候，可以通过减少S，增加B。 

因为永磁体产生的磁通是一定的，在导磁环中S较大，所以B比较小，因此可以减少因为磁场交变而导致的发热。而通过减少导磁环端部面积能够增大端部的磁场强度，使得磁感应元件的输出信号增强。这样的信号拾取结构制造工艺简单，拾取的信号噪声小，生产成本低，可靠性高，而且尺寸小。 

以下通过实施例详细描述本发明的位置检测装置及其信号处理装置与方法。 

位置检测装置的实施例1

根据本位置检测装置的第一实施例，提供了设有两个磁感应元件的位置检测装置。 

图10是本发明位置检测装置第1实施例的结构示意图。如图10所示，导磁环由两段同半径的弧段构成，分别为1/4弧段111和3/4弧段112，位置A和B相距角度为90°，并开有狭缝，分别以109和110表示的两个磁感应元件H_1a、H_2a放置于A和B处的狭缝中，采用此结构有利于减少磁场泄露，提高磁感应元件感应的磁通量，并且由于磁表面感应的磁通是磁场的积分，因此有利用降低信号噪声以和信号中的高次谐波。在电机轴上，由两段同半径的弧段111、112构成的导磁环与磁钢环113同心安装。 

图11是本发明第一实施例的信号处理装置的框图，磁感应元件H_1a和H_2a的输出信号接MCU的内置A/D转换器模拟输入口，经模数转换后得到输出信号接乘法器20a、21a，系数矫正器5a的输出信号K接乘法器20a、21a的输入端，乘法器20a、21a的输出信号接合成器3a的输入端，合成器3a输出信号D和R，系数矫正器5a接收合成器3a输出的信号D和R，通过运算得到信号K，通过使磁感应元件H_1a和H_2a的信号与该信号K进行相乘，以此来进行温度补偿，消除温度对信号的影响。存储器40a中存储有一角度存储表，MCU根据信号D在角度存储表中选择与其相对的角度作为偏移角度θ。 

位置检测装置的实施例2

根据本发明位置检测装置的实施例2，提供了设有四个磁感应元件的位置检测装置。 

图12是本发明位置检测装置的实施例2的结构示意图。如图12所示，导磁环由四段同半径的1/4弧段118、119、120和121构成，A，B，C，D四个位置角度依次相隔为90°，并且都有一狭缝。分别以114、115、116和117表示的4个磁感应元件H_1b、H_2b、H_3b、H_4b分别放置于狭缝A、B、C和D处，采用此结构有利于减少磁场泄露，提高磁感应元件感应的磁通量，并且由于磁表面感应的磁通是磁场的积分，因此有利用降低信号噪声以和信号中的高次谐波。四段同半径的1/4弧段 118、119、120和121构成的导磁环和磁钢环122同心安装。 

图13是本发明第二实施例的信号处理装置的框图。 

信号处理装置与处理方法与实施例1相类似，不同在于，由于本实施例2中有4个互成90度的磁感应元件，因此，在信号处理装置上增加了减法器，即数字差分模块，通过该减法器模块抑制温度和零点漂移，以此来提高数据精度，最终输出给合成器的信号仍为2个，处理过程及方法与实施例1相同。因此，在此不再赘述。 

位置检测装置的实施例3

根据本位置检测装置的实施例3，提供了设有三个磁感应元件的位置检测装置。 

图14是本发明第三实施例的位置检测装置的结构示意图。如图14所示，导磁环由三段同半径的1/3弧段126、127和128构成，A，B，C三个位置依次相距120°，并且开有一狭缝，分别以123、124和125表示的3个传感器H_1c、H_2c、H_3c分别放置狭缝处，采用此结构有利于减少磁场泄露，提高传感器感应的磁通量，并且由于传感器表面感应的磁通是磁场的积分，因此有利用降低信号噪声以和信号中的高次谐波。三段同半径的1/3弧段126、127和128构成的导磁环和磁钢环129同心安装。 

图15是本发明第三实施例的信号处理装置的框图。 

与实施例1不同的是，磁感应元件有三个，输出给合成器的信号为三个，合成器在处理信号时与实施例1不同，其余与实施例1相同。在这里，仅说明合成器如何处理信号。 

在本实施例中，对信号的处理，即合成器3c对信号的处理原则是：先判断三个信号的符合位，并比较符合位相同的信号的数值的大小，数值小的用于输出的信号D，信号D的结构为{第一个信号的符合位，第二个信号的符合位，第三个信号的符合位，较小数值的信号的数值位}。以本实施例为例： 

约定： 

当数据X为有符号数时，数据X的第0位(二进制左起第1位)为符号位，X_0＝1表示数据X为负，X_0＝0表示数据X为正。 

X_D表示数据X的数值位(数据的绝对值)，即去除符号位剩下数据位。 

如果{A_0；B_0；C_0}＝010并且A_D＞＝C_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；C_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝010并且A_D＜C_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；A_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝101并且A_D＞＝C_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；C_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝101并且A_D＜C_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；A_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝011并且B_D＞＝C_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；C_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝011并且B_D＜C_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；B_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝100并且B_D＞＝C_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；C_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝100并且B_D＜C_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；B_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝001并且B_D＞＝A_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；A_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝001并且B_D＜A_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；B_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝110并且B_D＞＝A_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；A_D} 

如果{A_0；B_0；C_0}＝110并且B_D＜A_D 

D＝{A_0；B_0；C_0；B_D} 

$\mathrm{\α}=A-B\×\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{3}\right)-C\×\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{3}\right)$

$\mathrm{\β}=B\×\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{3}\right)-C\×\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{3}\right)$

$R=\sqrt{{\mathrm{\α}}^2+{\mathrm{\β}}^2}$

位置检测装置实施例4

参照附图，图16是本发明的位置检测装置实施例4的立体结构分解图。该位置检测装置包括转子和将转子套在内部的定子，转子包括第一磁钢环201a和第二磁钢环201b以及第一导磁环205a和第二导磁环205b，第一磁钢环201a和第二磁钢环201b分别固定在电机轴200上，其中定子为支架203。 

如图16，第一导磁环205a和第二导磁环205b分别由多个同圆心、同半径的弧段构成，相邻两个弧段之间留有空隙，对应于两个磁钢环的磁感应元件204分别设在该空隙内。 

对应于第二磁钢环201b，以第二磁钢环201b的中心为圆心的同一圆周上设有n(n＝1，2…n)个均匀分布的磁感应元件，第二磁钢环的磁极磁化顺序使得n个磁感应原件输出呈格雷码形式。磁极的极性为格雷码的首位为“0”对应于“N/S”极，首位为“1”对应于“S/N”极。 

第一磁钢环201a均匀的磁化为g(g的取值等于第二磁钢环中的磁极总数)对极(N极和S极交替排列)，当第二磁钢环中的磁极总数为6时，第一磁钢环201a的极对数为6对。以第一磁钢环201a的中心为圆心的同一圆周上，设置有m个磁感应元件，如2个，当转子相对于定子发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转变 为电压信号，并将该电压信号输出给一信号处理装置。 

定义第一磁钢环中相邻一对“N-S”为一个信号周期，因此，任一“N-S”对应的机械角度为360°/g(g为“N-S”个数)，假定转子在t时刻旋转角度θ位于第n^th信号周期内，则此时刻角位移θ可认为由两部分构成：1.在第n^th信号周期内的相对偏移量，磁感应元件H₁和H₂感应第一磁钢环的磁场来确定在此“N-S”信号周期内的偏移量θ₁(值大于0小于360°/g)；2.第n^th信号周期首位置的绝对偏移量θ₂，用传感器感应第二磁钢环的磁场来确定此时转子究竟是处于哪一个“N-S”来得到θ₂。 

基于该位置检测装置及原理的信号处理装置包括：A/D转换模块、相对偏移量θ₁计算模块、绝对偏移量θ₂计算模块和存储模块。其信号处理流程如图8-11所示，对位置检测装置中第一磁钢环和第二磁钢环发送来的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；由相对偏移量θ₁计算模块对位置检测装置发送来的对应于第一磁钢环的第一电压信号进行角度θ₁求解，计算对应于第一磁钢环的信号在所处信号周期内的相对偏移量θ₁；由绝对偏移量θ₂计算模块对位置检测装置发送来的对应于第二磁钢环的第一电压信号进行角度θ₂求解，来确定第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量θ₂；通过角度合成及输出模块，如加法器用于将上述相对偏移量θ₁和绝对偏移量θ₂相加，合成所述第一电压信号所代表的在该时刻的旋转角度θ。上述方案是在电压信号非常好的情况下的方案，但是，如果信号不好，则可以在前述方案的基础上增加的信号放大模块，具体如放大器，用于在A/D转换模块进行A/D转换之前，对来自于位置检测装置的电压信号进行放大。再有，在进行角度θ₁求解之前，还包括温度补偿的过程，温度补偿的具体过程为，先进行系数矫正，而后再将A/D转换器输出的信号与系数矫正的输出通过乘法器进行相乘的具体方式来进行温度补偿。当然，温度补偿的具体方式还有很多种，在此就不一一介绍。 

相对偏移量θ₁计算模块包括信号合成单元、第一角度获取单元和温度补偿单元，信号合成单元对不同位置检测装置发送来的经过A/D转换的电压信号进行处理，得到一基准信号D；所述第一角度获取单 元根据该基准信号D，在第一标准角度表中选择一与其相对的角度作为偏移角度θ₁；其中，在得到基准信号D之前，先对输入给信号合成单元的信号由温度补偿单元进行温度补偿，再将温度补偿后的信号进行处理得到信号D。这里所述的处理将在后面详细说明。绝对偏移量θ₂计算模块包括第二合成器和所述第二角度获取单元，用于对对应于第二磁钢环的位置检测装置发送来的第二电压信号进行合成，得到轴转过信号周期数，从而确定第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量θ₂，具体实现方式是所述第二合成器对对应于第二磁钢环的位置检测装置发送来的第二电压信号进行合成，得到一信号E；所述第二角度获取单元根据该信号E在第二标准角度表中选择一与其相对的角度作为第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量θ₂。 

在实施例4中，对应于第二磁钢环设有3磁感应元件，对应于第一磁钢环设有2磁感应元件。 

由于第二磁钢环的磁极磁化顺序使得n个磁感应原件输出呈格雷码形式。磁极的极性为格雷码的首位为“0”对应于“N/S”极，首位为“1”对应于“S/N”极。因此，在本实施例中，由于n为3时，得到如图17所示的编码，得到6个码，即得到6个极，充磁顺序如图18所示，各磁感应元件均布周围进行读数。 

由于第二磁钢环的磁极总数为6，因此，第一磁钢环被均匀的磁化为6对极，其与2个磁感应元件的布置图及磁序如图19所示。 

图20示出了本实施例中对应于第一磁钢环设有2个磁感应元件、第二磁钢环设有3个磁感应元件时信号处理装置的电路框图。传感器1_1a和1_2a的输出信号接放大器2_1a、2_2a进行放大，然后接A/D转换器3_1a、3_2a，经模数转换后得到输出信号接乘法器4_1a、5_1a，系数矫正器10_1a输出信号接乘法器4_1a、5_1a的输入端，乘法器4_1a、5_1a的输出信号A、B接第一合成器6_1a的输入端，第一合成器6_1a对信号A、B进行处理，得到信号D、R，根据信号D从存储器8_1a中存储的标准角度表中选择一与其相对的角度作为偏移角度θ₁。其中，第一合成器6_1a的输出信号R输送给系数矫正器10_1a，系数矫正器10_1a根据信号R和从存储器9_1a中查表得到信号R₀得到信号K，该 信号K作为乘法器4_1a、5_1a的另一输入端，与从放大器2_1a、2_2a输出的信号C1、C2分虽相乘得到信号A、B作为第一合成器6_1a的输入。 

传感器1_3a、1_4a、…1_n的输出信号分别接放大器2_3a、2_4a、…2_na进行放大，然后接A/D转换器3_3a、3_4a、…3_na进行模数转换后通过第二合成器7_1a进行合成，得到一信号E；根据该信号E在存储器11_1a中的第二标准角度表中选择一与其相对的角度作为第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量θ₂，θ₁和θ₂通过加法器12_1a得到测量的绝对角位移输出θ。 

其中，第二合成器7_1a的功能是，通过对传感器1_3a、1_4a、…1_na的信号进行合成，得到此时刻转子处于哪一个“N-S”信号周期内。 

第二合成器7_1a的处理是：当数据X为有符号数时，数据X的第0位(二进制左起第1位)为符号位，X_0＝1表示数据X为负，X_0＝0表示数据X为正。也即当感应的磁场为N时，输出为X_0＝0，否则为X_0＝1。 

则对于本实施例，E＝{C3_0；C4_0；Cn_0}。 

其中，第一合成器6对信号的处理是：比较两个信号的数值的大小，数值小的用于输出的信号D，信号D的结构为{第一个信号的符合位，第二个信号的符合位，较小数值的信号的数值位}。具体如下： 

这里约定(后文各合成器均使用该约定)，当数据X为有符号数时，数据X的第0位(二进制左起第1位)为符号位，X_0＝1表示数据X为负，X_0＝0表示数据X为正。X_D表示数据X的数值位(数据的绝对值)，即去除符号位剩下的数据位。 

如果A_D＞＝B_D 

D＝{A_0；B_0；B_D} 

$R=\sqrt{A^2+B^2};$

否则： 

D＝{A_0；B_0；A_D} 

$R=\sqrt{A^2+B^2};$

信号K一般是通过将信号R₀和R进行除法运算得到。 

对于第一、二标准角度表，在存储器中存储了两个表，每个表对应于一系列的码，每一个码对应于一个角度。该表是通过标定得到的，标定方法是，利用本施例的检测装置和一高精度位置检测模块，将本施例中的磁感应元件输出的信号和该高精度位置检测模块输出的角度进行一一对应，以此建立出一磁感应元件输出的信号与角度之间的关系表。也就是，对应于信号D存储了一个第一标准角度表，每一个信号D代表一个相对偏移量θ₁。对应于信号E，存储了一个第二标准角度表，每一个信号E代表一个绝对偏移量θ₂。 

图21是本发明位置检测装置的实施例4的位置检测装置的另一种结构的立体分解图。该位置检测装置包括转子和将转子套在内部的定子，转子包括第一磁钢环201a和第二磁钢环201b，第一磁钢环201a和第二磁钢环201b分别固定在电机轴200上，其中定子为支架203。磁感应元件204直接表贴在支架203的内表面。 

上述实施例4是在n＝2的情况下，m值变化的实施例，本位置检测装置不限于此，第二磁钢环上的磁感应元件n可以是任意整数(n＝0，1，2…n)，当n＝4时，其磁化顺序及算法流程与上述位置检测装置的实施例2相同；当n＝3时，其磁化顺序及算法流程与上述位置检测装置的实施例3相同。 

位置检测装置的实施例5

在本实施例中，结构与实施例4基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于，所述第一磁钢环被均匀地磁化为N对磁极，其中，N＜＝2ⁿ(n＝0，1，2…n)，并且相邻两极的极性相反；所述第二磁钢环的磁极总数为N，其磁序按照如图23所示的磁序算法确定；对应于第一磁钢环，以第一磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有m(m为2或3的整数倍)个呈一定角度分布的磁感应元件；对应于第二磁钢环，以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n(n＝0，1，2…n)个呈一定角度分布的磁感应元件。如图22、24为例，图22为本发明位置检测装置的实施例5的第一磁钢环充磁磁序及与磁感应元件的位置关系图，图24为检测装置的实施例5的第二磁钢环充磁磁序及与磁感应元件的位置关系图。根据对应第二磁钢环的磁感应元件的个数，在本实施例 中，n＝3，可以确定第一磁钢环的极对数，最大为n³＝8，当然也可以小于8，在本实施例为8，第一磁钢环的总极数为8，其磁序由图23所示的算法确定。 

如图22、24所示，对应于第一磁钢环201a的第一列磁感应元件204为2个，即m＝2，用H₁和H₂表示，这两个磁感应元件H₁和H₂分别放置于对应导磁环205a的两个夹缝中。对应于第二磁钢环201b的第二列磁感应元件204为3个，即n＝3，用H₃、H₄和H₅表示。取磁极数N＝8，这样，对应于第二磁钢环201b的相邻两个磁感应元件204之间的夹角为360°/8。对应于第一磁钢环201a的相邻两个磁感应元件308之间的夹角为90°/8。 

图23所示的算法如下： 

首先进行初始化a[0]＝“0……0”；然后将当前编码入编码集，即编码集中有“0……0”；接着检验入编码集的集合元素是否达到2ⁿ，如果是则程序结束，反之将当前编码左移一位，后面补0；然后检验当前编码是否已入编码集，如果未入编码集则将当前编码入编码集继续进行上述步骤，如果已入编码集则将当前码末位去0补1；接着检验当前编码是否已入编码集，如果未入编码集则将当前编码入编码集继续进行上述步骤，如果已入编码集则检验当前码是否为“0……0”，是则结束，否则将当前编码的直接前去码末位去0补1；接着检验当前编码是否已入编码集，如果未入编码集则将当前编码入编码集继续进行上述步骤，如果已入编码集则检验当前码是否为“0……0”，然后继续进行下面的程序。其中0磁化为“N/S”，1磁化为“S/N”。这样得到了图24所示的磁钢环201b充磁结构图以及H₃、H₄和H₅的排布顺序。 

上述实施例4是在n＝2的情况下，m值变化的实施例，本位置检测装置不限于此，第二磁钢环上的磁感应元件n可以是任意整数(n＝0，1，2…n)，如图25所示，分别为当n＝3、4、5时的第二磁钢环、导磁环和磁感应元件的分布分。其各自的磁化顺序及算法流程分别与图23、24类似，在此省略对它们的详细说明。 

上述的位置检测装置采用磁电式，由于元件放置方式及信号处理方式使得磁场分布均匀，泄露小，原始信号质量好、幅值大、信号噪 声小，提高了检测精度，在其信号处理上，减少了因为模拟器件导致的温度和零点漂移，且磁感应元件可直接固定在电路板上，无需转接件，提高了电路的可靠性和稳定性。 

本发明通过使用上述检测精度更高的位置检测装置，使得本发明能更加精确地实现同步控制，因而减小了缝纫机的振动和噪音。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (25)

1.一种电动缝纫机，包括机头，在所述机头上包括主轴和底轴，其特征在于，还包括控制器及两个分别驱动主轴和底轴的电动机，由控制器控制两个电动机同步工作；

在每一电动机的轴上还包括位置检测装置，用于检测电机轴的位置，并将该位置信息传送给相应的控制器，用于电机位置的精确控制；

所述位置检测装置包括磁钢环、导磁环和磁感应元件，所述导磁环由两段或多段同半径、同圆心的弧段构成，相邻两弧段留有缝隙，所述磁感应元件置于该缝隙内，所述磁钢环固定在电机轴上，所述导磁环和磁感应元件固定在电动机本体上，当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信号，并将该电压信号传输给相应的信号处理装置；

所述的导磁环由两段同半径、同圆心的弧段构成，分别为1/4弧段和3/4弧段，对应的磁感应元件为2个；或者，所述的导磁环由三段同半径的弧段构成，分别为1/3弧段，对应的磁感应元件为3个；或者，所述的导磁环由四段同半径的弧段构成，分别为1/4弧段，对应的磁感应元件为4个；或者，所述的导磁环由六段同半径的弧段构成，分别为1/6弧段，对应的磁感应元件为6个。

2.根据权利要求1所述的电动缝纫机，其特征在于，所述控制器为两个，分别用于控制两个电动机工作，并且，所述两个控制器通过数据线进行同步通讯。

3.根据权利要求2所述的电动缝纫机，其特征在于，所述电机与用于控制其工作的控制器一体设置。

4.根据权利要求1所述的电动缝纫机，其特征在于，所述位置检测装置包括固定在电动机轴上的转子和将转子套在内部、固定在电动机本体上的定子，所述转子包括第一磁钢环、第二磁钢环；

其中，所述第一磁钢环和第二磁钢环分别固定在同一电机轴上；

在定子上，对应于第二磁钢环，以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n个均匀分布的磁感应元件，其中，n=1，2…n，所述第二磁钢环的磁极磁化顺序使得n个磁感应元件输出呈格雷码格式，相邻两个输出只有一位变化；

在定子上，对应于第一磁钢环，以第一磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有有m个呈一定角度分布的磁感应元件，其中，m为2或3的整数倍；所述第一磁钢环的磁极总对数与第二磁钢环的磁极总数相等，并且相邻两极的极性相反；

当转子相对于定子发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出给一信号处理装置。

5.如权利要求4所述的电动缝纫机，其特征在于，在定子上对应于第一磁钢环的相邻两个磁感应元件之间的夹角，当m为2或4时，该夹角为90°/g；当m为3时，该夹角为120°/g；当m为6时，该夹角为60°/g，其中，g为第二磁钢环的磁极总数。

6.如权利要求1所述的电动缝纫机，其特征在于，所述位置检测装置包括固定在电动机轴上的转子和将转子套在内部、固定在电动机本体上的定子，所述转子包括第一磁钢环、第二磁钢环；

其中，所述第一磁钢环和第二磁钢环分别固定在同一电机轴上，所述第一磁钢环被均匀地磁化为N对磁极，在这里，N<=2ⁿ，其中，n=0，1，2…n，并且相邻两极的极性相反；所述第二磁钢环的磁极总数为N，其磁序按照特定磁序算法确定；

在定子上，对应于第一磁钢环，以第一磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有m个呈一定角度分布的磁感应元件，在这里，m为2或3的整数倍；对应于第二磁钢环，以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n个呈一定角度分布的磁感应元件；

当转子相对于定子发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出给一信号处理装置。

7.如权利要求6所述的电动缝纫机，其特征在于，在定子上对应于第二磁钢环的相邻两个磁感应元件之间的夹角为360°/2ⁿ。

8.如权利要求6所述的电动缝纫机，其特征在于，在定子上对应于第一磁钢环相邻两个磁感应元件之间的夹角，当m为2或4时，每相邻两个磁感应元件之间的夹角为90o/2ⁿ，当m为3时，每相邻两个磁感应元件之间的夹角为120o/2ⁿ；当m为6时，每相邻两个磁感应元件之间的夹角为60o/2ⁿ。

9.如权利要求4或6所述的电动缝纫机，其特征在于，所述位置检测装置还包括两个内置于定子内表面、分别与第一磁钢环、第一磁钢环对应的导磁环，每一所述导磁环是由多个同圆心、同半径的弧段构成，相邻两弧段留有空隙，对应于两个磁钢环的磁感应元件分别设在该空隙内。

10.如权利要求1所述的电动缝纫机，其特征在于，所述的导磁环的弧段端部设有倒角。

11.如权利要求10所述的电动缝纫机，其特征在于，所述倒角为沿轴向或径向或同时沿轴向、径向切削而形成的倒角。

12.如权利要求1所述的电动缝纫机，其特征在于，所述控制器包括一控制模块，该控制模块包括第一、二电机控制子模块和同步信号控制子模块；

其中，所述第一、二电机控制子模块分别用于控制两个电动机工作，所述同步信号控制子模块用于根据接收到的用户的角度指令，计算使两个电动机同步工作的用于发送给第一或/和二电机控制子模块的角度指令。

13.如权利要求9所述的电动缝纫机，其特征在于，所述的导磁环的弧段端部设有倒角。

14.如权利要求13所述的电动缝纫机，其特征在于，所述倒角为沿轴向或径向或同时沿轴向、径向切削而形成的倒角。

15.如权利要求12所述的电动缝纫机，其特征在于，所述第一、二电机控制子模块分别包括数据处理单元、电机驱动单元和电流传感器，所述数据处理单元接收用户输入的指令信号或同步信号控制子模块发送的指令信息、电流传感器采集的电机电流信号和位置检测模块输出的电机位置信号，经过数据处理，输出控制信号给所述电机驱动单元，所述电机驱动单元根据所述的控制信号输出合适的电压给电动机，从而实现对电动机的精确控制。

16.如权利要求15所述的电动缝纫机，其特征在于，所述数据处理单元包括机械环控制子单元、电流环控制子单元、PWM控制信号产生子单元和信号处理子单元；

所述传感器信号处理子单元接收所述电流传感器检测到的电流信号，经过A/D采样后输出给所述的电流环控制子单元；

所述机械环控制子单元根据接收用户输入的指令信号或同步信号计算子模块发送的指令信息和位置检测模块发送的代表电机轴的位置信息，经过运算得到电流指令，并输出给所述的电流环控制子单元；

所述电流环控制子单元根据接收到的电流指令和电流传感器输出的电流信号，经过运算得到三相电压的占空比控制信号，并输出给所述的PWM控制信号产生子单元；

所述PWM控制信号产生子单元根据接收到的三相电压的占空比控制信号，生成具有一定输出顺序的六路PWM信号，分别作用于电机驱动单元。

17.如权利要求15所述的电动缝纫机，其特征在于，所述电机驱动单元包括六个功率开关管，所述开关管每两个串联成一组，三组并联连接在直流供电线路之间，每一开关管的控制端受PWM控制信号产生子单元输出的PWM信号的控制，每一组中的两个开关管分时导通。

18.如权利要求16所述的电动缝纫机，其特征在于，所述信号处理子单元还包括位置检测模块的信号处理电路，用于根据所述位置检测模块的电压信号得到电机轴的转动角度，具体包括：

A/D转换电路，对位置检测模块中磁感应元件发送来的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；

合成电路，对位置检测模块发送来的经过A/D转换的多个电压信号进行取舍，得到一基准信号D；

角度获取电路，根据该基准信号D，在一角度存储表中选择一与其相对的角度作为偏移角度θ；和

存储电路，用于存储处理过程中的数据和角度存储表。

19.如权利要求18所述的电动缝纫机，其特征在于，在A/D转换电路和合成电路之间还包括温度补偿电路，用于消除温度对位置检测装置发送来的电压信号的影响。

20.如权利要求19所述的电动缝纫机，其特征在于，合成电路的输出还包括一输出信号R,所述温度补偿电路包括系数矫正电路和乘法器，每一所述乘法器将经过A/D转换的、位置检测装置发送来的一个电压信号与输出信号K相乘，将相乘后的结果输出给合成电路。

21.如权利要求20所述的电动缝纫机，其特征在于，所述温度补偿电路包括多个乘法器。

22.如权利要求19所述的电动缝纫机，其特征在于，如果位置检测装置发送来的一个电压信号为2或3的倍数，则在所述温度补偿模块之前还包括一差动放大电路。

23.如权利要求16所述的电动缝纫机，其特征在于，所述信号处理子单元包括位置检测模块的信号处理电路，用于根据所述位置检测模块的电压信号得到电机轴的转动角度，具体包括：

A/D转换电路，对位置检测装置发送来的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；

相对偏移量θ₁计算电路，用于计算位置检测装置中对应于第一磁钢环的磁感应元件发送来的第一电压信号在所处信号周期内的相对偏移量θ₁；

绝对偏移量θ₂计算电路，根据位置检测装置中对应于第二磁钢环的磁感应元件发送来的第二电压信号，通过计算来确定第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量θ₂；

角度合成及输出电路，用于将上述相对偏移量θ₁和绝对偏移量θ₂相加，合成所述第一电压信号所代表的旋转角度θ；

存储电路，用于存储处理过程中的数据。

24.根据权利要求23所述的电动缝纫机，其特征在于，还包括：

信号放大模块，用于在A/D转换模块进行A/D转换之前，对来自于位置检测装置的电压信号进行放大。

25.根据权利要求23所述的电动缝纫机，其特征在于，所述绝对偏移量θ2计算电路包括第二合成单元和第二角度获取子单元，所述第二合成单元用于对位置检测装置发送来的对应于第二磁钢环的第二电压信号进行合成，得到一号E；所述第二角度获取子单元根据该信号E在第二角度存储表中选择一与其相对的角度作为第一电压信号所处的信号周期首位置的绝对偏移量θ2。

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