CN110492690A - 一种电机用磁电编码器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机用磁电编码器，属于编码器技术领域。它解决了每台电机上的磁电编码器都需要标定和校准等技术问题。电机包括电机定子和电机轴，本磁电编码器包括编码器转子和编码器定子，编码器转子包括磁钢和套设在电机轴上的磁钢轴套，电机轴外周面设有定位平面一，磁钢轴套内壁设有定位平面二，磁钢套设在磁钢轴套上，磁钢轴套外周面设有定位平面三；磁钢内壁具有位平面四；编码器定子包括编码器罩壳和固设在编码器罩壳内的电路板，编码器罩壳内设有定位槽；电路板上固设有能嵌设在定位槽内的霍尔传感器。本发明通过改变转子和定子的安装结构，有效减小磁电编码器安装误差，使磁电编码器无需标定和校准也能正常工作。

Description

一种电机用磁电编码器

技术领域

本发明属于编码器技术领域，涉及一种电机用磁电编码器。

背景技术

磁电编码器是将电信号或数据转换成为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备；电机上会使用磁电编码器，由于编码器转子和定子在安装时存在较大误差，使得每台电机上的磁电编码器或者更换后的新的编码器都需要标定和校准。

我国专利(公告号：CN205483009U；公告日：2016-08-17)公开了一种磁电编码器误差校正装置，壳体内固设驱动电机、壳顶盖盘、四根支撑柱，所述驱动电机输出轴一端固接光电编码器，驱动电机输出轴另一端固接联轴器，所述联轴器与待标定电机输出轴一端固接，所述待标定电机输出轴另一端固接磁钢，磁钢用来产生磁电角度信号，所述待标定电机法兰盘上还固接磁电编码器支撑架，所述磁电编码器支撑架固接待标定电机磁电编码器，所述壳体盖盘与壳体固接，壳体盖盘上端设有三个紧钉螺丝，通过紧钉螺丝可以装、卸待标定电机，所述四根支撑柱与壳体固接起到支撑作用，所述四根支撑柱与底座固接。

上述专利文献公开的磁电编码器误差校正装置的设置固然能够校正因安装误差需要校准的磁电编码器，但是电机上磁电编码器误差的校正，使厂家的生产效率低，提高了生产成本；在电机需要更换新的编码器后还需要现场标定，非常麻烦。

发明内容

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种电机用磁电编码器，本发明所要解决的技术问题是：如何有效减小磁电编码器安装误差，使磁电编码器无需标定和校准也能正常工作。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种电机用磁电编码器，电机包括电机定子和设置在所述电机定子中心的电机轴，所述磁电编码器包括编码器转子和编码器定子；其特征在于，所述编码器转子包括磁钢和磁钢轴套，所述电机轴的外周面上设有定位平面一，所述磁钢轴套的内壁上设有与所述定位平面一相对应的定位平面二，所述磁钢轴套套设在所述电机轴上且所述定位平面一与所述定位平面二相贴靠，所述磁钢套设在所述磁钢轴套上，所述磁钢轴套外周面设有定位平面三；所述磁钢内壁上具有与所述定位平面三相贴靠的定位平面四；所述编码器定子包括固设在所述电机定子上的编码器罩壳和固设在所述编码器罩壳内的电路板，所述编码器罩壳内设有定位槽；所述电路板上固设有霍尔传感器且所述霍尔传感器嵌设在所述定位槽内。

其工作原理如下：本技术方案中磁钢轴套套设在电机轴的外周面上，定位平面一与定位平面二相抵靠，可以有效保障编码器转子在电机轴上有一个明确的安装角度，方便使用者安装；磁钢轴套外周面上设有定位平面三，磁钢上内壁上设有与定位平面三相抵靠的定位平面四，能防止在电机轴转动时磁钢与磁钢轴套相对运动或者编码器转子与电机轴相对运动，使磁钢充磁方向始终保持定位平面四的位置为N极，有效解决磁电编码器零位偏差的问题；电路板固接在编码器罩壳内，电路板上的霍尔传感器可以嵌设在编码器罩壳内设置的定位槽内，明确了霍尔感应器的安装位置；本磁电编码器通过优化编码器定子和转子上零部件的结构，减少了转子和定子安装误差，解决了每个磁电编码器都需要标定和校准才能正常工作的问题。

在上述的电机用磁电编码器中，所述编码器罩壳与所述电机定子的端部相套接，所述编码器罩壳的内壁上设有若干个向内凸出的定位筋，所述定位筋的端面抵接在所述电机定子的外周面上，所述电机轴的轴线与所述编码器罩壳的中心轴线相重合。当编码器罩壳安装在电机定子上时，定位筋能减少编码器定子的安装误差；在电机轴转动时，定位筋可以抵紧在电机定子，使编码器定子不会相对于电机定子晃动。

在上述的电机用磁电编码器中，所述定位平面二和所述定位平面三分别位于所述磁钢轴套上同一方位的外侧面和内壁上。使磁钢轴套上这个方位的重量没有明显变化，使电机轴上套设有磁钢轴套的位置受力较为均匀。

在上述的电机用磁电编码器中，所述编码器罩壳呈圆柱体型且一端为广口，所述编码器罩壳的另一端中心开有通孔一且该端内侧面上设有若干个沿所述通孔一分布的霍尔定位座，所述定位槽开设在所述霍尔定位座上，所述电路板固设在所述编码器罩壳内端面上，每个所述定位槽内的霍尔感应器均与所述电路板相焊接。编码器罩壳上设置的若干个霍尔定位座和位于霍尔定位座的霍尔传感器，可以提高编码器定子识别磁钢旋转位置的灵敏度。

在上述的电机用磁电编码器中，所述电路板的中心开有通孔二，所述电机轴穿设在所述通孔二内，所述电机轴的外周面与所述通孔二的孔壁之间具有间隙，所述磁钢轴套和磁钢位于所述电机轴的外周面与所述通孔二的孔壁之间。电路板的构造，便于磁电编码器上转子和编码器定子相互作用，使磁电编码器能够正常工作。

在上述的电机用磁电编码器中，所述霍尔传感器的数量为六个且沿所述通孔二的周向均匀间隔分布，所述霍尔定位座为六个，六个所述霍尔定位座均匀间隔分布，所述霍尔定位座与所述霍尔传感器一一对应设置，每个所述霍尔定位座上开设有一个所述定位槽。六个霍尔定位座沿通孔一周向均匀间隔分布在编码器罩壳内端面上，便于位于霍尔安装座上定位槽内的霍尔感应器感应磁钢旋转角度的变化。

在上述的电机用磁电编码器中，所述定位筋的外端面呈弧形面，所述定位筋的数量为七个且沿编码器罩壳的周向间隔分布。提高编码器罩壳与电机定子的同心度，减少编码器定子的安装误差。

在上述的电机用磁电编码器中，所述编码器罩壳的外周面上间隔分布有若干个安装凸起，每个所述安装凸起上均开设有安装孔，所述电机定子的外周面上设有与所述安装凸起相对应的连接部，每个所述安装凸起的安装孔内插设有固定螺钉且所述固定螺钉连接在对应的所述连接部上。通过固定螺钉将编码器罩壳固定在电机定子上，防止编码器工作过程中从电机定子上脱落，影响磁电编码器正常工作。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明中电机轴外周面上定位平面一和磁钢轴套内壁上定位平面二的设置，磁钢轴套外周面上定位平面三和磁钢内壁上定位平面四的设置，减小了编码器转子的安装误差，解决了磁电编码器零位偏差；编码器罩壳上设有用于嵌设霍尔传感器的定位槽，明确了霍尔传感器的安装位置，减小了编码器定子的安装误差，使磁电编码器无需标定和校准也能正常工作。

2、本发明中编码器罩壳内壁上定位筋的设置，减少编码器定子的安装误差，提高编码器罩壳与电机定子安装的同心度。

附图说明

图1是本电机用磁电编码器的立体结构示意图。

图2是本电机用磁电编码器的爆炸图。

图3是本电机用磁电编码器中编码器转子的主视图。

图4是本电机用磁电编码器中磁钢的主视图。

图5是本电机用磁电编码器中磁钢轴套的主视图。

图6是本电机用磁电编码器中编码器罩壳的左视图。

图中，1、电机定子；11、连接部；2、电机轴；21、定位平面一；3、编码器转子；31、磁钢；31a、定位平面四；32、磁钢轴套；32a、定位平面二；32b、定位平面三；4、编码器定子；41、编码器罩壳；41a、定位筋；41b、广口；41c、通孔一；42、电路板；42a、通孔二；43、霍尔定位座；5、定位槽；6、霍尔传感器；7、安装凸起；71、安装孔；8、固定螺钉。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图6所示，本实施例中的电机包括电机定子1和设置在电机定子1中心的电机轴2，磁电编码器包括编码器转子3和编码器定子4，编码器转子3包括磁钢31和套设在电机轴2上的磁钢轴套32，编码器定子4包括与电机定子1固接的编码器罩壳41和固设在编码器罩壳41内的电路板42；电机轴2的外周面上设有定位平面一21，磁钢轴套32的内壁上设有与定位平面一21相对应的定位平面二32a，定位平面一21和定位平面二32a相贴靠，磁钢31套设在磁钢轴套32上，磁钢轴套32的外周面上设有定位平面三32b，定位平面二32a和定位平面三32b分别位于磁钢轴套32上的同一方位的外周面和内壁上，磁钢31的内壁上设有与定位平面三32b相贴靠的定位平面四31a；编码器罩壳41内设有定位槽5，电路板42上固设有能嵌设在定位槽5内的霍尔传感器6。

进一步的，如图1、图2和图6所示，编码器罩壳41呈圆柱体型设置，编码器罩壳41的一端为广口41b且另一端中心开有通孔一41c，编码器罩壳41上广口41b端的内壁上设有若干个向内凸出的定位筋41a，编码器罩壳41与电机定子1的端部相套接且定位筋41a的端面抵接在电机定子1的外周面上，使电机轴2的轴心与编码器罩壳41的中心轴线重合；编码器上设有通孔一41c的一端内侧面上设有若干个沿通孔一41c分布的霍尔定位座43，定位槽5位于霍尔定位座43上，电路板42固设编码器罩壳41的内端面上，电路板42的一侧焊接有若干个霍尔传感器6，每个霍尔传感器6均嵌设在相应的定位槽5内；电路板42的中心设有通孔二42a，电机轴2穿设在通孔二42a内，电机轴2的外周面与通孔二42a之间具有间隙，磁钢31和磁钢轴套32位于电机轴2的外周面和通孔二42a的孔壁之间。

进一步的，如图6所示，霍尔传感器6的数量为六个，霍尔定位座43也是六个，每个霍尔定位座43上都开有定位槽5，六个霍尔传感器6沿通孔二42a的周向均匀分布，六个霍尔定位座43沿通孔一41c均匀周向分布，每个定位槽5内均嵌设有一个霍尔传感器6；定位筋41a的数量是七个且沿编码器罩壳41的内壁周向间隔分布，每个定位筋41a的外端面均呈弧形面。

进一步的，如图1、图2和图6所示，编码器罩壳41的外周面上间隔分布有若干个安装凸起7，每个安装凸起7上均开有安装孔71，电机定子1的外周面上设有若干个与安装凸起7相对应的连接部11，每个安装孔71内均设有固定螺钉8，每个固定螺钉8的端部均螺接在相对应的连接部11内。

电机轴2上定位平面一21和磁钢轴套32上定位平面二32a的设置，可以确定磁电编码器转子3安装角度，方便使用者安装；磁钢轴套32上定位平面三32b和磁钢31上定位平面四31a的设置，能防止磁电编码器与电机轴2相对运动，确定磁钢31安装角度，使磁钢31充磁方向始终保持定位平面四31a的位置为N极，有效解决了磁电编码器零位偏差；编码器罩壳41内设置的六个定位槽5可使位于电路板42上的霍尔传感器6嵌设在定位槽5内，并将电路板42固定在编码器罩壳41内，可以有效减小霍尔传感器6的安装误差，编码器罩壳41内壁上定位筋41a的设置能减少编码器定子4的安装误差，提高编码器罩壳41和电机定子1的同心度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种电机用磁电编码器，电机包括电机定子(1)和设置在所述电机定子(1)中心的电机轴(2)，所述磁电编码器包括编码器转子(3)和编码器定子(4)；其特征在于，所述编码器转子(3)包括磁钢(31)和磁钢轴套(32)，所述电机轴(2)的外周面上设有定位平面一(21)，所述磁钢轴套(32)的内壁上设有与所述定位平面一(21)相对应的定位平面二(32a)，所述磁钢轴套(32)套设在所述电机轴(2)上且所述定位平面一(21)与所述定位平面二(32a)相贴靠，所述磁钢(31)套设在所述磁钢轴套(32)上，所述磁钢轴套(32)外周面设有定位平面三(32b)；所述磁钢(31)内壁上具有与所述定位平面三(32b)相贴靠的定位平面四(31a)；所述编码器定子(4)包括固设在所述电机定子(1)上的编码器罩壳(41)和固设在所述编码器罩壳(41)内的电路板(42)，所述编码器罩壳(41)内设有定位槽(5)；所述电路板(42)上固设有霍尔传感器(6)且所述霍尔传感器(6)嵌设在所述定位槽(5)内。

2.根据权利要求1所述的电机用磁电编码器，其特征在于，所述编码器罩壳(41)与所述电机定子(1)的端部相套接，所述编码器罩壳(41)的内壁上设有若干个向内凸出的定位筋(41a)，所述定位筋(41a)的端面抵接在所述电机定子(1)的外周面上，所述电机轴(2)的轴线与所述编码器罩壳(41)的中心轴线相重合。

3.根据权利要求2所述的电机用磁电编码器，其特征在于，所述定位平面二(32a)和所述定位平面三(32b)分别位于所述磁钢轴套(32)上同一方位的外侧面和内壁上。

4.根据权利要求1或2或3所述的电机用磁电编码器，其特征在于，所述编码器罩壳(41)呈圆柱体型且一端为广口(41b)，所述编码器罩壳(41)的另一端中心开有通孔一(41c)且该端内侧面上设有若干个沿所述通孔一(41c)分布的霍尔定位座(43)，所述定位槽(5)开设在所述霍尔定位座(43)上，所述电路板(42)固设在所述编码器罩壳(41)内端面上，每个所述定位槽(5)内的霍尔传感器(6)均与所述电路板(42)相焊接。

5.根据权利要求4所述的电机用磁电编码器，其特征在于，所述电路板(42)的中心开有通孔二(42a)，所述电机轴(2)穿设在所述通孔二(42a)内，所述电机轴(2)的外周面与所述通孔二(42a)的孔壁之间具有间隙，所述磁钢轴套(32)和磁钢(31)位于所述电机轴(2)的外周面与所述通孔二(42a)的孔壁之间。

6.根据权利要求5所述的电机用磁电编码器，其特征在于，所述霍尔传感器(6)的数量为六个且沿所述通孔二(42a)的周向均匀间隔分布，所述霍尔定位座(43)为六个，六个所述霍尔定位座(43)均匀间隔分布，所述霍尔定位座(43)与所述霍尔传感器(6)一一对应设置，每个所述霍尔定位座(43)上开设有一个所述定位槽(5)。

7.根据权利要求2所述的电机用磁电编码器，其特征在于，所述定位筋(41a)的外端面呈弧形面，所述定位筋(41a)的数量为七个且沿编码器罩壳(41)的周向间隔分布。

8.根据权利要求7所述的电机用磁电编码器，其特征在于，所述编码器罩壳(41)的外周面上间隔分布有若干个安装凸起(5)，每个所述安装凸起(7)上均开设有安装孔(71)，所述电机定子(1)的外周面上设有与所述安装凸起(7)相对应的连接部(11)，每个所述安装凸起(7)的安装孔(71)内插设有固定螺钉(8)且所述固定螺钉(8)连接在对应的所述连接部(11)上。