CN218301160U - 一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置。一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，包括电机转子、第一编码器和第二编码器，电机转子连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第一编码器用于获取电机转子的角度位置，第二编码器用于获取第二齿轮的角度位置。本实用新型的有益效果是：可以通过第一编码器和第二编码器测得的数据，获得减速器输出轴的角度位置。

Description

一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置。

背景技术

为了得知电机转子的角度位置，通常在电机转子处设置角度编码器。但是电机的动力通常通过减速器输出，而仅测量电机转子，难以获得减速器输出轴的角度位置。并且由于机器人等复杂装置上空间较小，直接在减速器输出轴处设置角度编码器也存在困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：

一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，包括电机转子、第一编码器和第二编码器，电机转子连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第一编码器用于获取电机转子的角度位置，第二编码器用于获取第二齿轮的角度位置。

根据上述技术方案，优选地，电机具有转子、定子和机架，定子固定安装在机架上，转子与机架转动连接，转子为转轴，转轴的一端连接减速器，转轴的另一端连接第一齿轮，转轴能够带动第一齿轮转动。

根据上述技术方案，优选地，转轴与第一齿轮之间通过键连接或多边形孔连接。

根据上述技术方案，优选地，减速器内部设有一组或多组齿轮，减速器的输入轴连接电机的转子，减速器还设有对外输出动力的输出轴。

根据上述技术方案，优选地，第一编码器为磁感应编码器，其包括第一磁铁和第一传感器，第一传感器安装在电机的机架上，第一磁铁安装在转子端部的中心，且第一传感器的中心与转子端部的中心对齐，第一磁铁和第一传感器之间具有间隙。

根据上述技术方案，优选地，第二编码器为磁感应编码器，其包括第二磁铁和第二传感器，第二传感器安装在电机的机架上，第二磁铁安装在第二齿轮的中心，且第二传感器的中心与第二齿轮的中心对齐，第二磁铁和第二传感器之间具有间隙。

根据上述技术方案，优选地，第二齿轮与电机的机架通过轴承连接，轴承外圈连接第二齿轮，轴承内圈通过螺钉固定连接电机的机架。

本实用新型的有益效果是：可以通过第一编码器和第二编码器测得的数据，获得减速器输出轴的角度位置。

附图说明

图1示出了本实用新型的实施例的主视结构示意图。

图中：1、电机转子；2、第一编码器；3、第二编码器；4、第一齿轮；5、第二齿轮；6、机架；7、电机；8、减速器；9、输出轴。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图所示，本实用新型提供一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，包括电机转子1、第一编码器2和第二编码器3，电机转子连接第一齿轮4，第一齿轮与第二齿轮5啮合，第二齿轮与电机的机架6转动连接，第一编码器用于获取电机转子的角度位置，第二编码器用于获取第二齿轮的角度位置。

具体的，电机7具有转子、定子和机架。定子固定安装在机架上，转子与机架转动连接。电机通电启动后，转子转动，输出动力。在一个具体实施例中，转子为转轴，转轴的一端连接减速器，转轴的另一端连接第一齿轮，转轴能够带动第一齿轮转动。进一步的，转轴与第一齿轮之间通过键连接或多边形孔连接，从而可以传递转矩，使转轴能够驱动第一齿轮转动。

具体的，减速器8内部设有一组或多组齿轮，减速器的输入轴连接电机的转子，转子输入的动力经过齿轮组减速后，通过减速器的输出轴9对外输出动力。减速器采用谐波减速器或行星轮减速器。

具体的，第一编码器采用磁感应编码器，其包括第一磁铁和第一传感器，第一传感器安装在电机的机架上，第一磁铁安装在转子端部的中心，且第一传感器的中心与转子端部的中心对齐，第一磁铁和第一传感器之间具有间隙(两者互不接触)。转子转动时将带动第一磁铁转动，第一磁铁转动将使第一传感器产出对应的第一信号，第一信号可以得出转子的角度位置信息。

具体的，第二编码器采用磁感应编码器，其包括第二磁铁和第二传感器，第二传感器安装在电机的机架上，第二磁铁安装在第二齿轮的中心，且第二传感器的中心与第二齿轮的中心对齐，第二磁铁和第二传感器之间具有间隙(两者互不接触)。第二齿轮转动时将带动第二磁铁转动，第二磁铁转动将使第二传感器产出对应的第二信号，第二信号可以得出第二齿轮的角度位置信息。

具体的，第一齿轮与第二齿轮啮合，且第二齿轮与电机的机架转动连接，使第一齿轮能够带动第二齿轮转动。在一个具体实施例中，第二齿轮与电机的机架通过轴承连接，轴承外圈连接第二齿轮，轴承内圈通过螺钉固定连接电机的机架。第一齿轮与第二齿轮的传动比，与减速器的减速比相关。进一步的，第一齿轮与第二齿轮的传动比与减速器的减速比相等，这种情况下，第二齿轮与减速器的输出轴同步转动，第二齿轮的角度位置与减速器输出轴的角度位置相同，通过第二齿轮的角度位置就可以视为获得减速器输出轴的角度位置。进一步的，当减速器的减速比过大时，如果使第一齿轮与第二齿轮的传动比与减速器的减速比相等，则需要使第二齿轮的直径非常大，这样会使第二齿轮难以与电机安装连接。所以，当减速器的减速比过大时，就需要得知第一齿轮与第二齿轮的传动比与减速器的减速比之间的数学关系，根据该数学关系与第一齿轮的角度位置、第二齿轮的角度位置，计算出减速器输出轴的角度位置。

具体的，第一齿轮与第二齿轮的角度有如下关系：

(n1×360+X1)/N＝n2×360+X2

其中，n1为第一齿轮的转动圈数，X1为第一齿轮的转动角度(不足1圈部分)；n2为第二齿轮的转动圈数，X2为第二齿轮的转动角度(不足1圈部分)；N为第二齿轮与第一齿轮的齿数比(即传动比)。

并且，约束条件如下：

(1)n1和n2都是整数；

(2)减速器输出轴的角度范围在0-360度内，则n1取值范围为0-R(R为电机减速器减速比)；

(3)N不能为整数，且需满足R/N为整数，且R/N与R互为互质数；例如R＝50，则可取N＝50/13；

(4)按照上述约束条件设计齿数比N后，在电机上电后，通过第一编码器读取第一齿轮的转动角度为X1，通过第二编码器分别读取第二齿轮的转过角度X2。将n1从0-R取值，循环代入公式n2＝(n1+X1/360)/N-X2/360，可以求解出R个n2(不一定是整数)；

(5)在R个n2中挑选出离整数最近的一个并进行四舍五入取整即为第二齿轮转动的实际圈数T2，则第一齿轮转过的实际圈数T1为

T1＝(T2+X2/360)×N-X1/360；

(6)最后减速器输出轴角度可按照如下公式进行计算：

Angle＝(T2×360+X2)×N/R＝(T1×360+X1)/R。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，其特征在于，包括电机转子、第一编码器和第二编码器，所述电机转子连接第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第一编码器用于获取所述电机转子的角度位置，所述第二编码器用于获取所述第二齿轮的角度位置。

2.根据权利要求1所述的一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，其特征在于，所述电机具有转子、定子和机架，所述定子固定安装在所述机架上，所述转子与所述机架转动连接，所述转子为转轴，所述转轴的一端连接所述减速器，所述转轴的另一端连接所述第一齿轮。

3.根据权利要求2所述的一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，其特征在于，所述转轴与所述第一齿轮之间通过键连接或多边形孔连接。

4.根据权利要求1所述的一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，其特征在于，所述减速器内部设有一组或多组齿轮，所述减速器的输入轴连接所述电机转子，所述减速器还设有对外输出动力的输出轴。

5.根据权利要求2所述的一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，其特征在于，所述第一编码器为磁感应编码器，其包括第一磁铁和第一传感器，所述第一传感器安装在所述电机的所述机架上，所述第一磁铁安装在所述转子端部的中心，且所述第一传感器的中心与所述转子端部的中心对齐，所述第一磁铁和所述第一传感器之间具有间隙。

6.根据权利要求2所述的一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，其特征在于，所述第二编码器为磁感应编码器，其包括第二磁铁和第二传感器，所述第二传感器安装在所述电机的所述机架上，所述第二磁铁安装在所述第二齿轮的中心，且所述第二传感器的中心与所述第二齿轮的中心对齐，所述第二磁铁和所述第二传感器之间具有间隙。

7.根据权利要求2所述的一种便于获取具有减速器的电机的角度位置的装置，其特征在于，所述第二齿轮与所述电机的所述机架通过轴承连接，所述轴承外圈连接所述第二齿轮，所述轴承内圈固定连接所述电机的所述机架。

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