一種磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)，現(xiàn)有的環(huán)形變壓器的體積較大，繞線工藝的復(fù)雜，制造成本高；本發(fā)明包括磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置和角度檢測(cè)信號(hào)處理裝置；所述的磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置，包括第一定子、第二定子、第一線圈組、第二線圈組、第三線圈組、第四線圈組、隔磁墊片、第一接線板、第二接線板、第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子；本發(fā)明可以保證在絕對(duì)角度信息可得的情況下，對(duì)于角度值進(jìn)行細(xì)化，提高了檢測(cè)精度。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量精度高，結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單實(shí)用，發(fā)展前景較好。
【專利說明】一種磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于伺服電機(jī)位置檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]伺服電機(jī)在目前的工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有著十分廣泛的應(yīng)用，如各式數(shù)控機(jī)床、加工中心以及工業(yè)機(jī)器人等。伺服電機(jī)的主要功能便是可以實(shí)現(xiàn)高精度的定位，而其定位的能力很大程度上取決于安裝在伺服電機(jī)中的位置檢測(cè)裝置。目前伺服電機(jī)中廣泛使用的位置傳感器為光電編碼器，這種傳感器可以實(shí)現(xiàn)較高精度的位置檢測(cè)，然而這種位置傳感器對(duì)于其工作環(huán)境的要求較高，密封性要求較高，以防止粉塵的進(jìn)入而導(dǎo)致的故障，而且抗沖擊，抗擾動(dòng)的能力較差，已經(jīng)成為伺服電機(jī)故障的一個(gè)主要因素。另外絕對(duì)式光電編碼器的成本較高，也限制了此類傳感器的使用。相對(duì)于光電編碼器而言，旋轉(zhuǎn)變壓器有著耐熱，耐沖擊，抗擾動(dòng)，成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。但是早期的旋轉(zhuǎn)變壓器存在電刷和滑環(huán)，導(dǎo)致了旋轉(zhuǎn)變壓器的故障率較高。之后發(fā)展出的無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器采用了環(huán)形變壓器代替了電刷和滑環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)變壓器的無刷化。但是由于環(huán)形變壓器的體積較大，同樣限制了此類旋轉(zhuǎn)變壓器的使用場(chǎng)合。磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器將勵(lì)磁繞組和輸出繞組都安裝在旋轉(zhuǎn)變壓器的定子上，以此在取消了環(huán)形變壓器的情況下，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)變壓器的無刷化，因此可以在一定程度上減小旋轉(zhuǎn)變壓器的體積。根據(jù)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的繞組形式，導(dǎo)致了繞線的加工工藝較為麻煩，也因此增加了變壓器的制造成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)變壓器技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)，包括磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置和角度檢測(cè)信號(hào)處理裝置；所述的磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置，包括第一定子、第二定子、第一線圈組、第二線圈組、第三線圈組、第四線圈組、隔磁墊片、第一接線板、第二接線板、第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子；
第一線圈組和第二線圈組通過第一接線板安裝在第一定子上，第三線圈組和第四線圈組通過第二接線板安裝在第二定子上；隔磁墊片夾在第一定子與第二定子之間；第一定子、第二定子通過隔磁墊片相互固定；第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子相互平行，并且不存在相互旋轉(zhuǎn)；所述的第一定子與第一轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置；第二定子與第二轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置；第一線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭;第二線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭；第三線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭；第四線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭；
所述的第一定子與第二定子結(jié)構(gòu)相同，都為圓筒形，圓筒內(nèi)側(cè)壁均布有16主齒，并且齒冠還開有均分的梯形副齒；梯形副齒的數(shù)量為16的整數(shù)倍；所述的第一轉(zhuǎn)子采用硅鋼片材料，外側(cè)面呈齒槽結(jié)構(gòu)；所述的第二轉(zhuǎn)子采用實(shí)心導(dǎo)磁材料，其截面呈偏心圓的結(jié)構(gòu)。第一轉(zhuǎn)子上齒數(shù)為4的整數(shù)倍,且除以4的商為奇數(shù)。
[0005]第三線圈組和第四線圈組的繞組相差4個(gè)主齒槽距離，即相對(duì)于第三線圈組順時(shí)針方向錯(cuò)開4個(gè)主齒槽的位置繞制第四線圈組。
[0006]第一線圈組和第二線圈組的繞組相差I(lǐng)個(gè)主齒槽距離，當(dāng)轉(zhuǎn)子齒數(shù)除以4的商再除以4的余數(shù)為I時(shí)，相對(duì)于第一線圈組順時(shí)針方向錯(cuò)開I個(gè)主齒槽的位置繞制第二線圈組；當(dāng)轉(zhuǎn)子副齒數(shù)除以4的商再除以4的余數(shù)為3時(shí)，相對(duì)于第一線圈組逆時(shí)針方向錯(cuò)開I個(gè)主齒槽的位置繞制第二線圈組。
[0007]所述的角度檢測(cè)信號(hào)處理裝置，包括反饋信號(hào)選擇模塊、反饋信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)解析模塊、激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊和單片機(jī)；
所述的反饋信號(hào)選擇模塊的正余弦信號(hào)輸出端口與反饋信號(hào)調(diào)理模塊的正余弦信號(hào)輸入端口連接，反饋信號(hào)調(diào)理模塊的信號(hào)輸出端口與信號(hào)解析模塊的正余弦信號(hào)輸入端口連接，信號(hào)解析模塊的激勵(lì)信號(hào)輸出端口與激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊的激勵(lì)信號(hào)輸入端口連接，信號(hào)解析模塊的信號(hào)解析結(jié)果輸出端口與單片機(jī)信號(hào)解析結(jié)果輸入端口連接，單片機(jī)的周期控制信號(hào)輸出端口分別與反饋信號(hào)調(diào)理模塊的周期控制信號(hào)輸入端口和反饋信號(hào)選擇模塊的周期控制信號(hào)輸入端口連接；
磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置中四個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭與反饋信號(hào)選擇模塊的多周期正余弦信號(hào)輸入接頭連接，四個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭與反饋信號(hào)選擇模塊的單周期正余弦信號(hào)輸入接頭連接，激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊的正余弦激勵(lì)信號(hào)輸出接頭與磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置中的八個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭連接。
[0008]所述的第一轉(zhuǎn)子的一個(gè)齒頂中心線與第二轉(zhuǎn)子的偏心圓對(duì)稱軸線相重合。
[0009]本發(fā)明的第一定子和第一轉(zhuǎn)子相配合實(shí)現(xiàn)多周期正余弦信號(hào)的輸出功能，第二定子和第二轉(zhuǎn)子相配合實(shí)現(xiàn)單周期正余弦信號(hào)的輸出功能，由于兩個(gè)功能之間互不干擾，第一定子和第二定子的結(jié)構(gòu)在理論上可以根據(jù)功能的需要進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，但考慮到生產(chǎn)實(shí)際的成本問題，將第一定子和第二定子設(shè)計(jì)成相同的結(jié)構(gòu)，以降低生產(chǎn)成本。
[0010]第二定子主齒和第二轉(zhuǎn)子的偏心圓結(jié)構(gòu)相配合，定子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要滿足轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，輸出單周期正余弦信號(hào)的要求，可以實(shí)現(xiàn)該功能的最小線圈數(shù)為16，當(dāng)線圈數(shù)為16的整數(shù)倍時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)該功能，與此配合主齒數(shù)也應(yīng)為16的整數(shù)倍，考慮到定子加工的難易程度問題，選擇定子主齒數(shù)為16，每一個(gè)齒上繞有線圈。在16個(gè)主齒的結(jié)構(gòu)下，每相鄰兩個(gè)齒對(duì)稱中線之間的角度相差22.5度；
第一定子的副齒和第一轉(zhuǎn)子的副齒結(jié)構(gòu)相配合，定子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要滿足轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，輸出多周期信號(hào)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一對(duì)齒槽所對(duì)應(yīng)的角度，輸出一個(gè)周期信號(hào)?？梢詫?shí)現(xiàn)該功能需要首先使定子副齒數(shù)和轉(zhuǎn)子副齒數(shù)滿足一定的數(shù)量要求。從定子副齒數(shù)來看，由于定子副齒是并不是在整個(gè)圓周上分布，而是在分布有主齒的地方才出現(xiàn)副齒，而主齒數(shù)量是16個(gè)，因此副齒的數(shù)量應(yīng)該為16的整數(shù)倍，這樣可以保證每個(gè)主齒上的副齒數(shù)量和齒槽對(duì)應(yīng)情況完全相同。從轉(zhuǎn)子副齒數(shù)來看，為了保證在定子主齒處產(chǎn)生相差90°的相位關(guān)系，需要轉(zhuǎn)子副齒數(shù)為4的整數(shù)倍，并且除以4的商為奇數(shù)。
[0011]設(shè)計(jì)需要通過使用兩套線圈組以相同的繞組連接方式、相隔一定角度來實(shí)現(xiàn)兩組相位差90°的正余弦信號(hào)作為輸出，假設(shè)相隔的這一角度為α，由定子16個(gè)齒的結(jié)構(gòu)可以知道，α —定是22.5°的整數(shù)倍。首先分析第三線圈組和第四線圈組之間的角度關(guān)系，由偏心圓結(jié)構(gòu)形成的定轉(zhuǎn)子之間氣隙結(jié)構(gòu)和我們采用的繞組連接方式可知第三線圈組和第四線圈組之間的角度應(yīng)相差90°，也就是相差4個(gè)主齒。接下來分析第一線圈組和第二線圈組之間的角度關(guān)系，當(dāng)轉(zhuǎn)子副齒數(shù)除以4的商再除以4的余數(shù)為I時(shí)，第一線圈組和第二線圈組之間的角度應(yīng)相差22.5°，也就是相差I(lǐng)個(gè)主齒；當(dāng)轉(zhuǎn)子副齒數(shù)除以4的商再除以4的余數(shù)為3時(shí)，第一線圈組和第二線圈組之間的角度應(yīng)相差67.5°，也就是相差3個(gè)主齒?？紤]到第一繞組和第二繞組的繞組周期均是4，那么第一線圈組和第二線圈組之間順時(shí)針相差3個(gè)齒和逆時(shí)針相差I(lǐng)個(gè)齒的結(jié)果是相同的。由這樣的設(shè)計(jì)方法才可以實(shí)現(xiàn)齒槽相對(duì)、齒槽中心與槽相對(duì)和槽槽相對(duì)的情況，從而可以實(shí)現(xiàn)周期的正弦波形。
[0012]本發(fā)明有益效果如下:
本發(fā)明通過接線板，將定子繞組排列成電橋的結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，電橋中各部分的電抗會(huì)隨著位置而發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致輸出電壓隨著轉(zhuǎn)子的位置呈周期的變化并檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的位置。由于同時(shí)存在多周期的信號(hào)輸出和單周期的信號(hào)輸出，可以保證在絕對(duì)角度信息可得的情況下，對(duì)于角度值進(jìn)行細(xì)化，提高了檢測(cè)精度。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量精度高，結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單實(shí)用，發(fā)展前景較好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明定子的正視圖
圖2為兩個(gè)定子與接線板、線圈組之間的安裝示意圖；
圖3為第二轉(zhuǎn)子的正視圖；
圖4為第一轉(zhuǎn)子的正視圖；
圖5為兩個(gè)轉(zhuǎn)子的安裝示意圖；
圖6為本發(fā)明第一定子上第一線圈組的連接圖；
圖7為本發(fā)明第二定子上第二線圈組的連接圖；
圖8為本發(fā)明配套的信號(hào)處理裝置結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)由兩部分組成，分別是磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置和角度檢測(cè)信號(hào)處理裝置。
[0016]如圖1、圖2、圖5所示，本發(fā)明磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)包括磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置和角度檢測(cè)信號(hào)處理裝置；所述的磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置，包括第一定子1-1、第二定子1-2、第一線圈組2-1、第二線圈組2-2、第三線圈組2-3、第四線圈組2_4、隔磁墊片3、第一接線板4-1、第二接線板4-2、第一轉(zhuǎn)子5-1、第二轉(zhuǎn)子5-2 ；
第一線圈組2-1和第二線圈組2-2通過第一接線板4-1安裝在第一定子1-1上，第三線圈組2-3和第四線圈組2-4通過第二接線板4-2安裝在第二定子1-2上；隔磁墊片3夾在第一定子與第二定子之間，起到阻斷磁路的作用；第一定子1-1、第二定子1-2通過隔磁墊片3相互固定；第一轉(zhuǎn)子5-1與第二轉(zhuǎn)子5-2相互平行，并且不存在相互旋轉(zhuǎn)；所述的第一定子1-1與第一轉(zhuǎn)子5-1同軸設(shè)置；第二定子1-2與第二轉(zhuǎn)子5-2同軸設(shè)置；第一線圈組2-1上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭；第二線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭；第三線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭；第四線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭；
所述的第一定子與第二定子結(jié)構(gòu)相同，都為圓筒形，圓筒內(nèi)側(cè)壁均布有16主齒，并且齒冠還開有144個(gè)梯形副齒；所述的第一轉(zhuǎn)子采用硅鋼片材料，外側(cè)面呈齒槽結(jié)構(gòu)；所述的第二轉(zhuǎn)子采用實(shí)心導(dǎo)磁材料，其截面呈偏心圓的結(jié)構(gòu)。第一轉(zhuǎn)子上齒數(shù)為132。
[0017]第三線圈組和第四線圈組的繞組相差4個(gè)主齒槽距離，即相對(duì)于第三線圈組順時(shí)針方向錯(cuò)開4個(gè)主齒槽的位置繞制第四線圈組。
[0018]第一線圈組和第二線圈組的繞組相差I(lǐng)個(gè)主齒槽距離，相對(duì)于第一線圈組順時(shí)針方向錯(cuò)開I個(gè)主齒槽的位置繞制第二線圈組；
如圖8所示，所述的角度檢測(cè)信號(hào)處理裝置，包括反饋信號(hào)選擇模塊、反饋信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)解析模塊、激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊和單片機(jī)；
所述的反饋信號(hào)選擇模塊的正余弦信號(hào)輸出端口與反饋信號(hào)調(diào)理模塊的正余弦信號(hào)輸入端口連接，反饋信號(hào)調(diào)理模塊的信號(hào)輸出端口與信號(hào)解析模塊的正余弦信號(hào)輸入端口連接，信號(hào)解析模塊的激勵(lì)信號(hào)輸出端口與激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊的激勵(lì)信號(hào)輸入端口連接，信號(hào)解析模塊的信號(hào)解析結(jié)果輸出端口與單片機(jī)信號(hào)解析結(jié)果輸入端口連接，單片機(jī)的周期控制信號(hào)輸出端口分別與反饋信號(hào)調(diào)理模塊的周期控制信號(hào)輸入端口和反饋信號(hào)選擇模塊的周期控制信號(hào)輸入端口連接；
磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置中兩個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭與反饋信號(hào)選擇模塊的多周期正余弦信號(hào)輸入接頭連接，兩個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭與反饋信號(hào)選擇模塊的單周期正余弦信號(hào)輸入接頭連接，激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊的正余弦激勵(lì)信號(hào)輸出接頭與磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置中的四個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭連接。
[0019]如圖6所示，所述的第一線圈組2-1包括16個(gè)線圈，16個(gè)線圈都分別繞在第一定子的主齒上，并采用相同的繞線工藝，第一線圈LI的起始端與第二線圈L2的終止端連接并作為一個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭，第二線圈L2的起始端與第六線圈L6的終止端連接，第六線圈L6的起始端與第十線圈LlO的終止端連接，第十線圈LlO的起始端與第十四線圈L14的終止端連接，第十四線圈L14的起始端與第十六線圈L16的終止端連接并作為一個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭，第四線圈L4的起始端和第三線圈L3的終止端連接并作為另一個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭，第三線圈L3的起始端與第七線圈L7的終止端連接，第七線圈L7的起始端與第十一線圈Lll的終止端連接，第十一線圈Lll的起始端與第十五線圈L15的終止端連接，第十五線圈L15的起始端與第十三線圈L13的終止端連接并作為另一個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭，第十三線圈L13的起始端與第九線圈L9的終止端連接，第九線圈L9的起始端與第五線圈L5的終止端連接，第五線圈L5的起始端與第一線圈LI的終止端連接，第十六線圈L16的起始端第十二線圈L12的終止端連接，第十二線圈L12的起始端與第八線圈L8的終止端連接，第八線圈L8的起始端與第四線圈L4的終止端連接。
[0020]所述的第二線圈組2-2，相對(duì)于第一線圈組順時(shí)針方向錯(cuò)開I個(gè)主齒槽的位置進(jìn)行繞制。
[0021]如圖7所示，所述的第三線圈組2-3包括16個(gè)線圈，16個(gè)線圈都分別繞在第二定子的主齒上，并采用相同的繞線工藝，第十七線圈L17的起始端與第三十一線圈L31的終止端連接，第三i^一線圈L31的起始端與第三十線圈L30的起始端連接，第三十線圈L30的終止端與第二十八線圈L28的起始端連接，第二十八線圈L28的終止端與第二十五線圈L25的終止端連接并作為一個(gè)多周期正余弦激勵(lì)信號(hào)輸出接頭，第二十五線圈L25的起始端與第二十三線圈L23的終止端連接，第二十三線圈L23的起始端和第二十二線圈L22的起始端連接，第二十二線圈L22的終止端和第二十線圈L20的起始端連接，第二十線圈L20的終止端與第二十四線圈L24的終止端連接并作為一個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭，第二十四線圈L24的起始端與第二十六線圈L26的終止端連接，第二十六線圈L26的起始端與第二十七線圈L27的起始端連接，第二十七線圈L27的終止端與第二十九線圈L29的起始端連接，第二十九線圈L29的終止端與第三十二線圈L32的終止端連接并作為另一個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭，第三十二線圈L32的起始端與第十八線圈L18的終止端連接，第十八線圈L18的起始端第十九線圈L19的起始端連接，第十九線圈L19的終止端與第二十一線圈L21的起始端連接，第二十一線圈L21的終止端與第十七線圈L17的終止端連接并作為另一個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭。
[0022]所述的第四線圈組2-2，相對(duì)于第三線圈組順時(shí)針方向錯(cuò)開4個(gè)主齒槽的位置進(jìn)行繞制。
[0023]本發(fā)明工作過程如下:
本發(fā)明中的第二轉(zhuǎn)子5-2起到使第二定子1-2和第二轉(zhuǎn)子5-2之間的氣隙磁導(dǎo)不對(duì)稱的功能，當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)子5-2旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，空間的磁導(dǎo)變化一周期，從而造成第三線圈組2-3和第四線圈組2-4中的電抗隨著第二轉(zhuǎn)子5-2位置的變化而變化，當(dāng)?shù)谌€圈組2-3和第四線圈組2-4均通過第二接線板4-2連接成圖4所示時(shí)，根據(jù)電橋分壓原理可以測(cè)出隨著位置而變化近似正余弦信號(hào)，進(jìn)而可以計(jì)算出較為粗略的轉(zhuǎn)子絕對(duì)位置信息；第一轉(zhuǎn)子5-1起到使第一定子1-1和第一轉(zhuǎn)子5-1之間的氣隙磁導(dǎo)呈多周期變化的功能，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)子5-1旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，空間的磁導(dǎo)變化多個(gè)周期，周期數(shù)與第一轉(zhuǎn)子5-1中的齒數(shù)相關(guān)，從而造成第一線圈組2-1和第二線圈組2-2中的電抗隨著第一轉(zhuǎn)子5-1位置的變化而成多周期變化，當(dāng)?shù)谝痪€圈組2-1和第二線圈組2-2均通過第一接線板4-1連接成圖3所示時(shí)，根據(jù)電橋分壓原理可以測(cè)出隨著位置而變化的多周期近似正余弦信號(hào)，可以將之前所測(cè)出的絕對(duì)位置信息進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化，提高測(cè)量精度。
【權(quán)利要求】
1.一種磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)，包括磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置和角度檢測(cè)信號(hào)處理裝置；所述的磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置，包括第一定子、第二定子、第一線圈組、第二線圈組、第三線圈組、第四線圈組、隔磁墊片、第一接線板、第二接線板、第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子； 第一線圈組和第二線圈組通過第一接線板安裝在第一定子上，第三線圈組和第四線圈組通過第二接線板安裝在第二定子上；隔磁墊片夾在第一定子與第二定子之間；第一定子、第二定子通過隔磁墊片相互固定；第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子相互平行，并且不存在相互旋轉(zhuǎn)；所述的第一定子與第一轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置；第二定子與第二轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置；第一線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭;第二線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭；第三線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭；第四線圈組上設(shè)有4個(gè)接頭，為兩個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭和兩個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭； 所述的第一定子與第二定子結(jié)構(gòu)相同，都為圓筒形，圓筒內(nèi)側(cè)壁均布有16主齒，并且齒冠還開有均分的梯形副齒；梯形副齒的數(shù)量為16的整數(shù)倍；所述的第一轉(zhuǎn)子采用硅鋼片材料，外側(cè)面呈齒槽結(jié)構(gòu)；所述的第二轉(zhuǎn)子采用實(shí)心導(dǎo)磁材料，其截面呈偏心圓的結(jié)構(gòu)；第一轉(zhuǎn)子上齒數(shù)為4的整數(shù)倍,且除以4的商為奇數(shù)； 第三線圈組和第四線圈組的繞組相差4個(gè)主齒槽距離，即相對(duì)于第三線圈組順時(shí)針方向錯(cuò)開4個(gè)主齒槽的位置繞制第四線圈組； 第一線圈組和第二線圈組的繞組相差I(lǐng)個(gè)主齒槽距離，當(dāng)轉(zhuǎn)子齒數(shù)除以4的商再除以4的余數(shù)為I時(shí)，相對(duì)于第一線圈組順時(shí)針方向錯(cuò)開I個(gè)主齒槽的位置繞制第二線圈組；當(dāng)轉(zhuǎn)子副齒數(shù)除以4的商再除以4的余數(shù)為3時(shí)，相對(duì)于第一線圈組逆時(shí)針方向錯(cuò)開I個(gè)主齒槽的位置繞制第二線圈組； 所述的角度檢測(cè)信號(hào)處理裝置，包括反饋信號(hào)選擇模塊、反饋信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)解析模塊、激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊和單片機(jī)； 所述的反饋信號(hào)選擇模塊的正余弦信號(hào)輸出端口與反饋信號(hào)調(diào)理模塊的正余弦信號(hào)輸入端口連接，反饋信號(hào)調(diào)理模塊的信號(hào)輸出端口與信號(hào)解析模塊的正余弦信號(hào)輸入端口連接，信號(hào)解析模塊的激勵(lì)信號(hào)輸出端口與激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊的激勵(lì)信號(hào)輸入端口連接，信號(hào)解析模塊的信號(hào)解析結(jié)果輸出端口與單片機(jī)信號(hào)解析結(jié)果輸入端口連接，單片機(jī)的周期控制信號(hào)輸出端口分別與反饋信號(hào)調(diào)理模塊的周期控制信號(hào)輸入端口和反饋信號(hào)選擇模塊的周期控制信號(hào)輸入端口連接； 磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置中四個(gè)多周期正余弦信號(hào)輸出接頭與反饋信號(hào)選擇模塊的多周期正余弦信號(hào)輸入接頭連接，四個(gè)單周期正余弦信號(hào)輸出接頭與反饋信號(hào)選擇模塊的單周期正余弦信號(hào)輸入接頭連接，激勵(lì)信號(hào)調(diào)理模塊的正余弦激勵(lì)信號(hào)輸出接頭與磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)裝置中的八個(gè)正余弦激勵(lì)信號(hào)輸入接頭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁導(dǎo)式絕對(duì)角度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一轉(zhuǎn)子的一個(gè)齒頂中心線與第二轉(zhuǎn)子的偏心圓對(duì)稱軸線相重合。
【文檔編號(hào)】G01B7/30GK104165580SQ201410361055
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】顏鋼鋒, 唐沖, 宋夙冕, 林志赟 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 杭州經(jīng)緯自動(dòng)化有限公司