[发明专利]旋转编码器

说明书

本发明涉及一种感应式位移传感器以及用于感测动力工具的两个相对可移动部分之间的相对位移的相关方法。该位移传感器包括配置为进行相对移动的定子元件和转子元件，所述定子元件具有第一导电图形，其中，所述转子元件具有第二导电图形。第一导电图形和第二导电图形互感耦合。第一导电图形配置为接收具有基本恒定的振幅的高频激励信号。高频激励信号由于第一导电图形与第二导电图形之间的互感而导致在第二导电图形中生成中间信号。中间信号指示定子元件与转子元件之间的相对位移。

技术领域

本发明涉及带有用于感测位移的传感器的动力工具以及用于感测动力工具内的位移的方法。

本发明具体涉及具有用于感测动力工具的两个相对可移动部分之间的位移的感应型旋转编码器的动力工具以及用于使用感应式旋转编码器来感测动力工具的两个可相对移动部分之间的位移的方法。

背景技术

动力工具(如螺丝起子、螺母扳手、钻孔器)通常装配有至少一个用于感测一个或多个参数(例如动力工具的两个相对可移动部分之间的相对角位移)的某种形式的检测器排布。该一个或多个参数可以例如用于监测目的或反馈控制。

根据应用来典型配置检测器排布，以测量线性位移或旋转位移(即，角位移)。

检测器排布还具有作为接触式检测器排布或非接触式检测器排布的特点，这取决于检测器排布是否要求相关接线与相对可移动测量物体的物理接触。

现今，全部各种不同的系统使用了不同的检测器排布来感测相对位置，即，两个相对可移动的元件之间(如，可旋转元件与静止元件之间)的位移。这些检测器排布通常被称为同步机、解析器、编码器、集电环或换能器，并且所述检测器排布基于物理感测原理(如，光学物理感测原理、磁性物理感测原理、感应式物理感测原理、电容式物理感测原理或涡流式物理感测原理)来工作。

光学检测器排布通常实现安装于可旋转的测量物体(如，旋转轴)的盘，其中，所述盘由带有透明区域和不透明区域的玻璃或塑料制成。这些区域暴露于来自光源的光。然后，所产生的光(即，光学图案)由读取光学图案的光电检测器阵列所接收。然后，对所读取的光学图案进行处理，以便获得盘的位置，即，以便提供轴的角度。

磁性检测器排布通常实现以交替的北极-南极配置所提供的一系列等距磁极。该一系列磁极安装在可旋转的测量物体(如，旋转轴)上。然后，磁性传感器(通常地，磁阻效应或霍尔效应)读取磁极位置。然后，可以由处理装置来处理这些位置以便确定轴的角度，与上述光学检测器排布类似。

感应式检测器排布通常实现多个感应元件(以至少一个第一线圈安装于可旋转的测量物体(如，旋转轴)的形式)，其中，所述至少一个第一线圈在测量物体的旋转期间相对于至少一个第二线圈移动。通过使用交流电(AC)来给该至少一个第二线圈供能，由于互感而在第一线圈中感应生成电流。该至少一个第一线圈与该至少一个第二线圈之间的电连接程度代表该至少一个第一线圈与该至少一个第二线圈之间的相对位移。

电容检测器排布通常使用可旋转的测量物体上的盘。在测量物体旋转时，所述盘会改变电容检测器排布的两个电极之间的电容量，其中，可以对电容量进行测量和处理，以便提供角位移的指示。

涡流检测器排布通常使用具有高磁导率材料、低磁导率材料、非磁性材料的标码，其通过监测包括感应线圈传感器的AC电路的电感量的变化来进行检测和解码。

然而，根据现有技术的检测器排布易于具有以下的一个或多个缺点：需要较大空间、需要复杂电路、导致较高功耗、难以维护、制造成本高、对外部磁场敏感、提供较低精度以及易耗损。

由于这些缺点对动力工具的性能方面和/或制造成本具有负面影响，使用这些缺点导致不适合用于动力工具内。

相应地，需要对用于感测动力工具的相对可移动部分之间的相对位移的检测器排布技术进行改进。

发明内容