[发明专利]一种磁导式绝对角度检测系统

说明书

技术领域

本发明属于伺服电机位置检测技术领域，具体涉及一种磁导式绝对角度检测系统。

背景技术

伺服电机在目前的工业领域内有着十分广泛的应用，如各式数控机床、加工中心以及工业机器人等。伺服电机的主要功能便是可以实现高精度的定位，而其定位的能力很大程度上取决于安装在伺服电机中的位置检测装置。目前伺服电机中广泛使用的位置传感器为光电编码器，这种传感器可以实现较高精度的位置检测，然而这种位置传感器对于其工作环境的要求较高，密封性要求较高，以防止粉尘的进入而导致的故障，而且抗冲击，抗扰动的能力较差，已经成为伺服电机故障的一个主要因素。另外绝对式光电编码器的成本较高，也限制了此类传感器的使用。相对于光电编码器而言，旋转变压器有着耐热，耐冲击，抗扰动，成本低等一系列优点。但是早期的旋转变压器存在电刷和滑环，导致了旋转变压器的故障率较高。之后发展出的无刷式旋转变压器采用了环形变压器代替了电刷和滑环，从而实现了旋转变压器的无刷化。但是由于环形变压器的体积较大，同样限制了此类旋转变压器的使用场合。磁阻式旋转变压器将励磁绕组和输出绕组都安装在旋转变压器的定子上，以此在取消了环形变压器的情况下，实现了旋转变压器的无刷化，因此可以在一定程度上减小旋转变压器的体积。根据磁阻式旋转变压器的绕组形式，导致了绕线的加工工艺较为麻烦，也因此增加了变压器的制造成本。

发明内容

本发明针对现有旋转变压器技术的不足，设计一种磁导式绝对角度检测系统。

本发明磁导式绝对角度检测系统，包括磁导式绝对角度检测装置和角度检测信号处理装置；所述的磁导式绝对角度检测装置，包括第一定子、第二定子、第一线圈组、第二线圈组、第三线圈组、第四线圈组、隔磁垫片、第一接线板、第二接线板、第一转子、第二转子；

第一线圈组和第二线圈组通过第一接线板安装在第一定子上，第三线圈组和第四线圈组通过第二接线板安装在第二定子上；隔磁垫片夹在第一定子与第二定子之间；第一定子、第二定子通过隔磁垫片相互固定；第一转子与第二转子相互平行，并且不存在相互旋转；所述的第一定子与第一转子同轴设置；第二定子与第二转子同轴设置；第一线圈组上设有4个接头，为两个正余弦激励信号输入接头和两个多周期正余弦信号输出接头；第二线圈组上设有4个接头，为两个正余弦激励信号输入接头和两个多周期正余弦信号输出接头；第三线圈组上设有4个接头，为两个正余弦激励信号输入接头和两个单周期正余弦信号输出接头；第四线圈组上设有4个接头，为两个正余弦激励信号输入接头和两个单周期正余弦信号输出接头；

所述的第一定子与第二定子结构相同，都为圆筒形，圆筒内侧壁均布有16主齿，并且齿冠还开有均分的梯形副齿；梯形副齿的数量为16的整数倍；所述的第一转子采用硅钢片材料，外侧面呈齿槽结构；所述的第二转子采用实心导磁材料，其截面呈偏心圆的结构。第一转子上齿数为4的整数倍，且除以4的商为奇数。

第三线圈组和第四线圈组的绕组相差4个主齿槽距离，即相对于第三线圈组顺时针方向错开4个主齿槽的位置绕制第四线圈组。

第一线圈组和第二线圈组的绕组相差1个主齿槽距离，当转子齿数除以4的商再除以4的余数为1时，相对于第一线圈组顺时针方向错开1个主齿槽的位置绕制第二线圈组；当转子副齿数除以4的商再除以4的余数为3时，相对于第一线圈组逆时针方向错开1个主齿槽的位置绕制第二线圈组。

所述的角度检测信号处理装置，包括反馈信号选择模块、反馈信号调理模块、信号解析模块、激励信号调理模块和单片机；

所述的反馈信号选择模块的正余弦信号输出端口与反馈信号调理模块的正余弦信号输入端口连接，反馈信号调理模块的信号输出端口与信号解析模块的正余弦信号输入端口连接，信号解析模块的激励信号输出端口与激励信号调理模块的激励信号输入端口连接，信号解析模块的信号解析结果输出端口与单片机信号解析结果输入端口连接，单片机的周期控制信号输出端口分别与反馈信号调理模块的周期控制信号输入端口和反馈信号选择模块的周期控制信号输入端口连接；

磁导式绝对角度检测装置中四个多周期正余弦信号输出接头与反馈信号选择模块的多周期正余弦信号输入接头连接，四个单周期正余弦信号输出接头与反馈信号选择模块的单周期正余弦信号输入接头连接，激励信号调理模块的正余弦激励信号输出接头与磁导式绝对角度检测装置中的八个正余弦激励信号输入接头连接。

所述的第一转子的一个齿顶中心线与第二转子的偏心圆对称轴线相重合。