[发明专利]编码器、电机及自动化设备

说明书

本发明提供了一种编码器、电机及自动化设备，编码器包括电路板和相对于电路板可运动的磁性部件，电路板包括：至少三个磁感模块，以用于感应磁性部件的磁信号的变化生成以两种磁编码信号，以根据这两种磁编码信号获得编码器的当前时刻的运行方向、圈数值和绝对位置；至少一个光感模块，用于感应编码器的光信号的变化生成光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；信号处理单元，与各个模块均连接以根据编码器的当前时刻的运行方向、圈数值、绝对位置和相对位置确定编码器的当前时刻的位置信息，以解决现有技术中的光电编码器或磁电编码器无法同时满足高精度和抗干扰的要求的问题。

技术领域

本发明涉及编码器技术领域，具体而言，涉及一种编码器、电机及自动化设备。

背景技术

光电编码器是包括光电码盘，光电码盘的中心套设在转轴上，光电码盘上设置有环形的明暗相间的刻线，光电编码器还包括具有光发射器件和光接收器件，以通过光接收器件来读取光发射器件所发出的光信号并将其转化为电信号，主要用来测量位移或角度，其结构简单、精度较高，但是抗干扰能力较弱。另外，由于光电编码器是通过码盘上刻线来计算精度的，因此，精度越高，码盘就会越大，编码器总体积也就越大。

磁电编码器则是采用磁电式设计，利用磁器件代替码盘，并设置磁感应器件，利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置，弥补了光电编码器的上述缺陷，具有抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高且结构简单等优点，但是精度较差。

为了满足编码器使用中的高精度和抗干扰的需求，需要设置一种光磁混合编码器，包括光编码组件和磁编码组件，通过结合磁感芯片和光感芯片所感应到的信号，来解算出更为准确的绝对位置信息，从而提高编码器的测量精度，满足混合编码器的高精度和高稳定性的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种编码器、电机及自动化设备，以解决现有技术中的光电编码器或磁电编码器无法同时高精度和抗干扰的要求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种编码器，包括电路板和相对于电路板可运动的磁性部件，电路板包括：至少一个光感模块，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板还包括：至少两个第一磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第一磁编码信号，以获得编码器的第一运行方向，并通过第一磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第一圈数值；至少一个第二磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第二磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的第一绝对位置；或，至少两个第三磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第三磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的磁信号的第二圈数值；至少一个第四磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第四磁编码信号，通过第三磁编码信号和第四磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置和第二运行方向；或，至少两个第五磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第五磁编码信号，以获得编码器的第三运行方向，并通过第五磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第三圈数值；至少一个第六磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第六磁编码信号，通过第五磁编码信号和第六磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第三绝对位置；电路板还包括与第一磁感模块和第二磁感模块，或第三磁感模块和第四磁感模块，或第五磁感模块和第六磁感模块，以及光感模块均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置、以及第一运行方向、第一圈数值和第一绝对位置，或第二运行方向、第二圈数值和第二绝对位置，或第三运行方向、第三圈数值和第三绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。

进一步地，至少两个第一磁感模块或至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块输出至少一个第一方波信号组，在一个机械周期内，第一方波信号组包括N个周期的第一方波信号和N个周期的第二方波信号，其中，N≥1，N为整数。

进一步地，各个第一方波信号组的第一方波信号和第二方波信号在同一时刻的相位差为90度。