CN106168490B - 多次转动检测器 - Google Patents

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Abstract

多次转动检测器配置成使用多个旋转变压器检测输入轴的多次转动量。每个旋转变压器包括转子部分和定子部分。转子部分具有转子芯体，所述转子芯体由磁通量调制元件构成。所述转子部分根据所述输入轴的旋转以与另一旋转变压器的转子部分的减速齿轮比不同的减速齿轮比旋转。定子部分具有励磁绕组和两个检测绕组，所述励磁绕组沿所述转子部分的旋转轴的方向激发ac磁通量，所述两个检测绕组输出通过根据所述转子部分的旋转角度进行调幅获得的ac信号，其中由在常规多层印刷电路板中的导线迹线形成所述多个旋转变压器的所述励磁绕组和所述检测绕组。

Description

多次转动检测器
相关申请的交叉引用
通过引用将申请号为2015-103821，2015年5月21日提交的日本专利申请的、包括说明书、权利要求书、附图，和摘要的全部内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及多次转动检测器，该多次转动检测器并入用于机械工具或机器人等的伺服电机中并且检测电机轴的多次转动量。
背景技术
已经公开有这样的多次转动检测器。例如，JP H2-12014 A公开了绝对位置检测器，JP 2011-135682 A公开了多次转动检测器，并且JP 2004-515758 A公开了多次旋转编码轴编码器。
发明内容
技术问题
虽然JP H2-12014 A中公开的技术的优点在于由于多个旋转变压器设置在相同的轴上，外径尺寸可能较小，但这种技术的缺点在于，其需要将电线单独缠绕成单独的旋转变压器的励磁线圈，且轴向方向的长度较长。虽然JP 2011-135682 A公开的技术的优点在于，由于多个旋转变压器设置在相同平面上，轴向方向的长度可能较短，并且该技术的优点在于，多个旋转变压器的缠绕可以在一个过程中进行，因为该技术采用将多个旋转变压器设置在相同平面上的结构并且采用这样的方法：旋转变压器利用径向磁路，用于该径向磁路的线圈匝设置在转子芯体的外部，但由于用于***的线圈匝和磁路的空间，外径往往较大。此外，由于重磁性材料诸如硅钢板设置在***，存在重量和惯性较大的缺点。因为在多个旋转轴上设有磁体并且编码的轴向磁通量由设置在印刷电路板上的磁场检测传感器元件进行检测，因此JP 2004-515758 A公开的技术不要求将电线缠绕成线圈的步骤。在该技术中，轴向方向的长度可能比JP H2-12014 A中的轴向方向的长度更短，并且外径尺寸可比JP2011-135682 A的外径尺寸更小。但是，由于JP 2004-515758 A中公开的技术使用磁场检测传感器元件和磁体，其具有如下缺点：部件成本比JP H2-12014 A 或JP 2011-135682 A中所公开的由磁性材料（比如硅钢板）和线圈构成的结构的成本更高。同样，在JP 2004-515758 A所公开的技术中，由于磁体和磁场检测传感器元件的厚度，轴向方向的长度往往比JP 2011-135682的轴向方向的长度更长。
在这种情况下，本发明旨在提供多次转动检测器，对于该多次转动检测器，将电线缠绕成线圈的步骤不是必需的，轴向方向的长度短，外径尺寸小，且成本低。
问题的解决方案
根据本发明的一个方面，提供使用多个旋转变压器检测输入轴的多次转动量的多次转动检测器，每个旋转变压器包括转子部分和定子部分，该转子部分具有转子芯体，该转子芯体由磁通量调制元件构成，该转子部分根据输入轴的旋转以减速齿轮比旋转，该减速齿轮比不同于另一旋转变压器的转子部分的减速齿轮比（reduction gear ratio），该定子部分具有励磁绕组和两个检测绕组，该励磁绕组沿所述转子部分的旋转轴的方向激发ac磁通量，该两个检测绕组输出根据转子部分的旋转角度进行调幅获得的ac信号，其中由在常规多层印刷电路板中的导线迹线形成该多个旋转变压器的励磁绕组和检测绕组。
在一个实施例中，该励磁绕组为绕所述转子部分的旋转中心缠绕的导线迹线，并且所述检测绕组为在中心不同而半径长度相同的两个圆的圆周上延伸的导线迹线，所述导线迹线的形状为，在该两个圆的一个交点处或附近沿相反方向折回从而在该两个圆之一的圆周上沿第一方向延伸并且在另一圆的周圆上沿与所述第一方向相反的第二方向延伸。
在一个实施例中，该定子部分进一步具有环形导线迹线，所述环形导线迹线的形状设计为具有位于所述转子部分的旋转中心处的圆心的圆，所述环形导线迹线包围所述两个检测绕组，并且所述环形导线迹线设置在常规多层印刷电路板中。
在一个实施例中，该两个检测绕组包括第一检测绕组和第二检测绕组，所述第一检测绕组用于输出通过对对应的转子部分的旋转角度的正弦值进行调幅获得的ac信号，所述第二检测绕组用于输出通过对对应的转子部分的旋转角度的余弦值进行调幅获得的ac信号，并且所述多个旋转变压器中每个旋转变压器的检测绕组通过配线串联至另一旋转变压器的检测绕组，所述配线由多层印刷电路板中的一条或多条导线迹线构成。在一个实施例中，该配线包括两条导线迹线，该两条导线迹线形状相同并且设置在两个不同层中的相同位置，该两条导线迹线在相关的检测绕组的这样的部分连接至所述相关的检测绕组：在所述相关检测绕组离所述转子部分的旋转中心最远的位置加或减30度的范围内。
在一个实施例中，所述多个旋转变压器的励磁绕组的末端连接至设置在多层印刷电路板中的常规导线立体图案（common conductor solid pattern）。
在一个实施例中，该转子部分包括树脂齿轮和磁通量调制元件，该磁通量调制元件粘合至该树脂齿轮。在一个实施例中，该转子部分的磁通量调制元件为钢板。在一个实施例中，该转子部分的磁通量调制元件由非磁性金属构成。
在一个实施例中，在与上述转子部分相反的一侧上设有软磁性材料板，并且多层印刷电路板置于所述软磁性材料板和所述转子部分之间。在一个实施例中，该软磁性材料板为钢板且通过板金加工粘合至固定轴，所述固定轴支撑所述转子部分的旋转。在一个实施例中，该软磁性材料板的尺寸覆盖所有的检测绕组。
本发明的有益效果
根据本发明的实施例，多个旋转变压器的绕组可以由单个多层印刷电路板形成。因此，将电线缠绕成线圈的步骤不是必需的。旋转变压器具有检测绕组，该检测绕组设置在转子部分内侧且不使用位于转子部分外周中的磁路。通过该结构，使得旋转变压器的直径可以较小，且多次转动检测器的外径可以较小。该结构还易于降低重量和惯性。由于旋转变压器可以由厚度较薄的印刷电路板和钢板等形成，因此，轴向方向的厚度可以较小。由于这些元件的材料是批量生产的，因此还易于降低成本。
附图说明
结合附图，描述本发明的实施例，其中：
图1为根据本发明的多次转动检测器的例子的平面图；
图2为图1所示的多次转动检测器的侧视图；
图3为图1所示的四层印刷电路板的图案，其中第一层导线图案由实线展示，第二层导线图案由虚线展示；
图4为图1所示的四层印刷电路板的图案，其中第三层导线图案由实线展示，第四层导线图案为阴影线；
图5为图3所示的检测绕组8.3的放大图；以及
图6为根据本发明的实施例的例子的放大图，其中对图3所示的检测绕组8.3和9.3的形状进行了部分修改。
具体实施方式
下面描述本发明的实施例。图1为根据本发明的实施例的多次转动检测器的例子。图2为图1所示的多次转动检测器的侧视图。该多次转动检测器包括板6、多个旋转变压器（所示实施例为3个）和微处理器7，板6用作整个结构的基准元件，所述微处理器7电气性连接至所述多个旋转变压器。每个旋转变压器包括转子部分和定子部分，所述转子部分根据输入轴5的旋转而旋转，并且所述定子部分包括形成在四层印刷电路板10中的导线迹线，下文将进行详细描述。
该板6的形状为盘状，其在中心部分具有孔以接收输入轴5。该板6通过粘贴由例如软磁性材料（比如马氏体不锈钢）构成的板制成。所述四层印刷电路板10使用粘合片粘合并固定至该板6。由马氏体不锈钢制成的固定轴1、2、3和4压入并固定至所述板6。所述输入轴5通过球轴承和其它结构元件（图中未示出）绕相对于所述板6的轴可旋转地支撑，齿轮15通过滚齿形成在输入轴5的上端部分。
该齿轮15与树脂齿轮24接合，该树脂齿轮24固定地连接至固定轴4。此外，树脂齿轮14也固定地连接至固定轴4。该固定轴4、树脂齿轮14和树脂齿轮24相连在一起且可以通过，例如注塑成型，一体化塑造。该树脂齿轮14与树脂齿轮11接合，该树脂齿轮11连接至该固定轴1并且与树脂齿轮13接合，该树脂齿轮13连接至该固定轴3。该树脂齿轮11还与树脂齿轮12接合，该树脂齿轮12连接至固定轴2。通过这样的减速齿轮机构，输入轴5的32/3圈的旋转引起树脂齿轮11旋转完整一圈，该输入轴5的27/3圈的旋转引起树脂齿轮12在相反方向旋转完整一圈，而该输入轴5的25/3圈的旋转引起该树脂齿轮13旋转完整一圈。
通过粘贴马氏体不锈钢板制成的转子芯体21粘合并固定至所述树脂齿轮11。该树脂齿轮11和转子芯体21形成旋转变压器的转子部分，其中该树脂齿轮11和转子芯体21绕固定轴1的中心旋转。类似地，该转子芯体22和23分别粘合并固定至树脂齿轮12和13。该树脂齿轮12和转子芯体22形成旋转变压器的转子部分，并且该树脂齿轮13和转子芯体23形成另一旋转变压器的转子部分。这两个旋转变压器的转子部分绕与彼此不同的固定轴2和3的中心旋转。所有三个转子芯体21、22、23的形状相同，并且在所示实施例中，为钟状，如图1所示。
四层印刷电路板10设置在所述板6和转子部分之间。在该印刷电路板10中形成有多条导线迹线，并且这些导线迹线形成三个旋转变压器的定子部分。图3和4为展示了在印刷电路板10中设置用于多次转动检测器的导线图案的图案。参考图3，该四层印刷电路板10的第一层导线图案用实线展示，该四层印刷电路板10的第二层导线图案用虚线展示。参考图4，该四层印刷电路板10的第三层导线图案由实线展示，该四层印刷电路板10的第四层导线图案为阴影线。
在该四层印刷电路板10中，与所述输入轴5和所述固定轴1、2、3和4对应的位置处形成孔，以接收所述轴和所述树脂齿轮。形成旋转变压器的定子部分的、多条导线迹线绕所述固定轴1、2，和3形成。该旋转变压器的定子部分包括励磁绕组31、32，和33、检测绕组8.1、9.1、8.2、9.2、8.3，和9.3，以及环形导线迹线41、42，和43。
更具体地，圆形的励磁绕组31通过四层导线迹线和过孔绕固定轴1而形成。类似地，所述励磁绕组32通过四层导线迹线和过孔绕固定轴2而形成，励磁绕组33通过四层导线迹线和过孔绕固定轴3而形成。该励磁绕组31具有这样的构造：其中，四个层中形成的绕组匝通过该过孔连接。该励磁绕组31每层包括2.25匝绕组，四层中包括总计9匝绕组。与励磁绕组31类似，该励磁绕组32和33各包括总计9匝绕组，其由四层中的绕组匝数构成，每层包括通过所述过孔连接的2.25匝绕组。
该两个检测绕组8.1和9.1形成在所述励磁绕组31外的部分。类似地，该检测绕组8.2和9.2形成在励磁绕组32外的部分，该检测绕组8.3和9.3形成在励磁绕组33外的部分。这些检测绕组8.1、9.1、8.2、9.2、8.3，和9.3中的每一个都包括在印刷电路板10的第一层中形成的导线图案和在印刷电路板10的第二层中形成的导线图案。
图5为检测绕组8.3的放大图。如图5的放大图所示，该检测绕组由第一层导线迹线（由实线展示）、第二层导线迹线（由虚线展示）和过孔（由空心圆展示）形成，该过孔连接第一层导线迹线和第二层导线迹线。该检测绕组8.3沿两个圆C1和C2的圆周延伸，该两个圆C1和C2中心不同而半径长度相同，该两个圆C1和C2的中心在横向方向彼此移位而固定轴位于这两个中心之间。更具体地，圆C1和C2半径长度相同并且中心在点3.2和3.1，该点3.2和3.1对称地隔开180度而固定轴位于这两个中心之间。该检测绕组8.3从圆C1上的位置8.31以逆时针方向穿过在圆C1上的过孔8.32延伸至在圆C1和C2彼此相交处的交点位置8.33，接着，沿相反方向折回以从交点位置8.33沿顺时针方向穿过在圆C2上的过孔8.34、在圆C2上的位置8.35和在圆C2上的过孔8.36延伸至在圆C1和C2彼此相交处的交点位置8.33，接着，沿相反方向再次折回，以从交点位置8.33沿逆时针方向穿过在C1上的过孔8.38延伸至在圆C1上的位置8.31。换句话说，该检测绕组8.3包括形状如下的导线图案：在中心不同而半径长度相同的两个圆的一个交点沿相反方向折回，以在两个圆之一的圆周上沿第一方向延伸并且在另一圆的圆周上沿与第一方向相反的第二方向延伸。
在该实施例中，如图5所示，所述位置8.31和8.35位于该固定轴3的最远处。如图5所示，在位置8.31和8.35处，该检测绕组8.3消失并且在另一层重新开始。更具体地，第一层导线迹线的末端和第二层导线迹线的末端位于位置8.35处，并且该两个末端不通过过孔连接。类似地，该第一层导线迹线的末端和第二层导线迹线的末端位于位置8.31处，并且该两个末端不通过过孔连接。
该检测绕组8.3通过导线迹线对8连接至所述微处理器7并且通过导线迹线对8.5连接至另一旋转变压器的检测绕组8.2。该导线迹线对8包括在第一层中形成的第一导线迹线和在第二层中形成的第二导线迹线，该第二导线迹线与所述第一导线迹线位于相同位置并且形状与该第一导线迹线的形状有相同。类似地，该导线迹线对8.5包括第一导线迹线和第二导线迹线，该第一导线迹线和第二导线迹线在第一层和第二层形成，位于与彼此相同的位置，且彼此具有相同形状。该导线迹线对8的一端连接至检测绕组8.3，在离固定轴3最远的位置8.31处，并且该导线迹线对8.5的一端连接至检测绕组8.3，在离固定轴3最远的位置8.35处。
该检测绕组8.1和9.2的构造与检测绕组8.3的构造类似。具体地，该检测绕组8.1由第一层导线迹线、第二层导线迹线和过孔形成，该过孔连接第一层导线迹线和第二层导线迹线。该检测绕组8.1包括形状如下的导线图案：在中心不同而半径长度相同的两个圆的一个交点处沿相反方向折回，以在两个圆之一的圆周上沿第一方向延伸并且在另一个圆的圆周上沿与第一方向相反的第二方向延伸，其中该两个圆的中心在横向方向彼此移位而固定轴1位于这两个中心之间。该检测绕组9.2由第一层导线迹线、第二层导线迹线和过孔形成，该过孔连接第一层导线迹线和第二层导线迹线。该检测绕组9.2包括形状如下的导线图案：在中心不同而半径长度相同的两个圆的交点之一处沿相反方向折回，以在两个圆之一的圆周上沿第一方向延伸并且在另一个圆的圆周上沿与第一方向相反的第二方向延伸，其中该两个圆的中心在横向方向彼此移位而固定轴2位于这两个中心之间位于这两个中心之间。
该检测绕组9.3的构造与检测绕组8.3的构造类似，其中该检测绕组9.3绕对应的轴（所述固定轴3）旋转90度。类似地，该检测绕组9.1的构造与检测绕组8.1的构造类似，其中该检测绕组9.1绕对应的轴旋转90度，并且该检测绕组8.2的构造与检测绕组9.2的构造对应，其中该检测绕组8.2绕对应的轴旋转90度。从上文的描述可以理解，在所示实施例中，该三个旋转变压器的励磁绕组和检测绕组设置在相同的多层电路板上，这三个旋转变压器具有1X轴角倍增器，该1X轴角倍增器绕固定轴1、2，和3旋转。
所述检测绕组8.1和所述检测绕组8.2通过导线迹线对8.4连接。该导线迹线对的一端连接至检测绕组8.1的沿横向方向朝右侧离固定轴1最远的部分，并且该导线迹线对8.4的另一端连接至该检测绕组8.2的、沿竖直方向朝下侧离固定轴2最远的部分。该检测绕组8.2和检测绕组8.3通过导线迹线对8.5连接。该导线迹线对8.5的一端连接至该检测绕组8.2的、沿竖直方向朝上侧离固定轴2最远的部分，并且导线迹线对8.5的另一端连接至该检测绕组8.3的、沿横向方向朝左侧离固定轴3最远的部分。该检测绕组8.3通过导线迹线对8连接至微处理器7。该导线迹线对8的一端连接至该检测绕组8.3的、沿横向方向朝右侧离该固定轴3最远的部分。
该检测绕组9.1和检测绕组9.2通过导线迹线对9.4连接。该导线迹线对9.4的一端连接至检测绕组9.1的、沿竖直方向朝下侧离固定轴1最远的部分，并且该导线迹线对9.4的另一端连接至该检测绕组9.2的、沿横向方向朝右侧离固定轴2最远的部分。该检测绕组9.2和检测绕组9.3通过导线迹线对9.5连接。该导线迹线对9.5的一端连接至该检测绕组9.2的、沿横向方向朝左侧离该固定轴2最远的部分，并且该导线迹线对9.5的另一端连接至该检测绕组9.3的、沿竖直方向朝上侧离固定轴3最远的部分。该检测绕组9.3通过导线迹线对9连接至微处理器7。该导线迹线对9的一端连接至该检测绕组9.3的、沿竖直方向朝下侧离固定轴3最远的部分。
如上所述，在所示实施例中，检测绕组通过成对的导线迹线彼此连接，该成对的导线迹线设置在多层印刷电路板的相邻两层中，成对的导线迹线形状相同并且位于与彼此相同的位置。结果，可以减少夹在两条导线迹线之间的区域，且使，例如连接该两条导线迹线的励磁磁通量的影响最小化。在所示实施例中，检测绕组的外部配线接头的位置（检测绕组和导线迹线对之间的连接位置）远离转子部分的旋转中心。该构造的效果与检测绕组的外部配线接头的位置远离励磁绕组的构造的效果相同，这可以降低由励磁磁通量在检测绕组之外的连线位置诱导的有害感应电压的水平。检测绕组的外部配线接头的位置可以处于这样的位置：所述检测绕组离对应的转子部分的旋转中心最远的位置加或减30度的范围内的检测绕组上的位置。该构造避免需要另外通过接头进行接线，并且还可以减少励磁磁通量在配线上的影响。
此外，该多层印刷电路板还具有环形导线迹线41、42，和43。该环形导线迹线41、42，和43设置在中心处于固定轴1、2，3处并且尺寸包围对应的检测绕组的圆周上。该环形导线迹线41通过4个过孔连接至四层立体图案30，并且该环形导线迹线42和43中的每一个都通过8个过孔连接至四层立体图案30。在该构造中，如果由励磁绕组31、32，或33产生的磁通量泄漏至该环形导线迹线41、42，或43的外部，则试图抵消泄漏的磁通量的电流流经该环形导线迹线41、、42，或43。结果，可以防止由励磁绕组31、32，或33产生的磁通量泄漏至检测绕组的外部。该四层GND立体图案30为具有孔的立体导线图案：该孔与中心处于固定轴1、2，和3处，并且尺寸包围对应的检测绕组的圆对应。基于类似的机理，该四层GND立体图案还防止由励磁绕组31、32，或33产生的磁通量泄漏至检测绕组的外部。结果，由于可以减少绕固定轴1、2，和3旋转的三个旋转变压器之间的信号干扰，因此所述旋转变压器之间的距离可能较小。
该励磁绕组31、32，和33通过由第三层中形成的导线迹线构成的配线单独连接至微处理器7的不同输出脚。该励磁绕组31、32，和33还通过第四层导线迹线单独连接至该四层GND立体图案，该第四层导线迹线形成的形状与在第三层中的配线的形状相同，并且位于与第三层中的配线相同的位置。结果，呈现在第四层的GND立体图案覆盖设置在第三层中、将励磁绕组31、32，和33连接至微处理器7的配线正下方的整个区域。该构造可以使由励磁绕组31、32，和33的配线产生的有害励磁磁通量的水平降至最低限度。
该微处理器7并入用于三个励磁绕组的励磁电路和用于来自两个检测绕组的信号的放大器和AD转换器。所述微处理器7中的三个励磁电路使用交流电（ac）脉冲信号以时分方式单独刺激励磁绕组31、32，和33。该励磁绕组31、32，和33的时分脉冲激励引起由励磁绕组31、32，和33在软磁性材料板6和与该软磁性材料板6相对的软磁性材料转子芯体21、22，和23之间产生的磁通在轴向方向穿过固定轴1、2，和3附件以穿过转子芯体，从而形成在轴线方向连接检测绕组并穿过所述板6的环。大致与转子芯体重叠的区域所对应的磁链穿过该检测绕组。结果，在检测绕组8.1、9.2，和8.3中产生通过对转子芯体21、22，和23的旋转角度θ1、-θ2，和θ3的余弦值进行调幅获得的感应电压。类似地，在检测绕组9.1、8.2，和9.3中产生通过对转子芯体21、22，和23的旋转角度θ1、-θ2，和θ3的正弦值进行调幅获得的感应电压。换句话说，该检测绕组9.1、8.2，和9.3为第一检测绕组，其用于输出通过对对应的转子芯体的旋转角度的正弦值进行调幅获得的ac信号，该检测绕组8.1、9.2，和8.3为第二检测绕组，其用于输出通过对对应转子部分的旋转角度的余弦值进行调幅获得的ac信号。如上文所述，该检测绕组8.1、8.2，和8.3是串联的，并且检测绕组9.1、9.2，和9.3是串联的，成对的配线8和9中对应的一对连接至所述检测绕组。这样，该微处理器7放大感应电压且对该感应电压进行AD转换，该感应电压随着脉冲激励的发生在配线8和9中单独产生，这使得检测值与转子芯体21、22，和23与树脂齿轮11、12，和13的旋转角度θ1、-θ2，和θ3的正弦值和余弦值成比例。
在所示的实施例中，用于固定轴1和3的第二检测绕组8.1和8.3串联至用于固定轴2的第一检测绕组8.2，并且用于固定轴1和3的第一检测绕组9.1进而9.3串联至用于固定轴2的第二检测绕组9.2。在这些组合中该检测绕组串联，因为固定轴2的旋转方向与固定轴1和3的旋转方向相反。如果固定轴2设置成以与固定轴1和3旋转的方向相同的方向旋转，则用于固定轴1和3的第一检测绕组9.1和9.3串联至用于固定轴2的第一检测绕组8.2，并且用于固定轴1和3的第二检测绕组8.1和8.3可以串联至用于固定轴2的第二检测绕组9.2。换句话说，一个旋转变压器的第一检测绕组可以串联至旋转方向与第一旋转变压器的旋转方向相同的另一旋转变压器的第一检测绕组，并且串联至旋转方向与所述第一旋转变压器的旋转方向相反的另一旋转变压器的第二检测绕组。类似地，一个旋转变压器的第二检测绕组可以串联至旋转方向与第一旋转变压器的旋转方向相同的另一旋转变压器的第二检测绕组，并且串联至旋转方向与所述第一旋转变压器的旋转方向相反的另一旋转变压器的第一检测绕组。
在微处理器7中，与树脂齿轮11、12，和13的旋转角度θ1、-θ2，和θ3的余弦值和正弦值成比例的值的反正切计算能够检测树脂齿轮11、12，和13的旋转角度θ1、-θ2，和θ3。此外，由于θ1、-θ2，和θ3的完整一圈分别对应输入轴5的32/3圈、27/3圈，和25/3圈，这三个值的运算加工能够检测高达7,200圈（32/3圈、27/3圈，和25/3圈的最小公倍数）的输入轴5的多次转动数量。
参考图5，检测绕组8.3的两条导线迹线在位置8.33处形成锐角。形成锐角的这样导体走线的生产可能会失准。为了避免该问题，可以将两个过孔8.34和8.38的位置移位成如图6所示以形成通过过孔在不同层中的锐角处折回的导线图案。在该构造中，由于绕组的形状稍微偏离半径长度相同且中心在彼此隔开180度的两个点处并与旋转变压器的旋转轴间隔均匀的两个圆的圆周，旋转角度的检测准确度可能在一定程度下降。
虽然在图1所示的实施例中，使用涡流损耗较小且透磁度较好的马氏体不锈钢板作为转子芯体的磁通量调制元件，但本发明还可以通过使用ac磁通量被涡流干扰的非磁性金属(比如铝或铜)而实现。在这样的构造中，转子芯体可以成一定的形状从而不穿过励磁绕组。
虽然在图1所示的实施例中，使用软磁性材料制成的板6作为多次转动检测器的壳体和励磁磁通量的磁路，但该板可以由非磁性材料（比如树脂）制成。但是，这样的构造可能降低来自检测绕组的输出信号水平。
在多次转动检测器的壳体为非磁性材料的构造中，对于所述多个旋转变压器，尺寸包围检测绕组的环形软磁性材料芯体可以设置在励磁线圈和检测线圈下面。在该构造中，来自检测绕组的输出信号的水平提高，并且由于减少了泄漏至旋转变压器外部的励磁磁通量，因此相比图1所示的实施例，更易避免干扰。结果，由于旋转变压器之间的距离易于变窄，可以进一步减小该多次转动检测器的外径尺寸。同时，相比图1所述的多次转动检测器，更易实现重量的下降和惯性的减小。

Claims (12)

1.一种使用多个旋转变压器检测输入轴的多次转动量的多次转动检测器，每个旋转变压器包括：
转子部分，其具有转子芯体，所述转子芯体由磁通量调制元件构成，所述转子部分围绕与输入轴在平面图上分离开的固定轴，根据所述输入轴的旋转，以与另一旋转变压器的转子部分的减速齿轮比不同的减速齿轮比旋转；以及
定子部分，其具有励磁绕组和两个检测绕组，所述励磁绕组沿所述转子部分的旋转轴的方向激发ac磁通量，所述两个检测绕组输出根据所述转子部分的旋转角度进行调幅获得的ac信号，其中
由在常规多层印刷电路板中的导线迹线形成所述多个旋转变压器的所述励磁绕组和所述检测绕组，
每个旋转变压器的转子部分由软磁性材料形成，并且所述固定轴穿过所述转子部分，
每个旋转变压器的所述励磁绕组为包围所述固定轴的圆形，
每个旋转变压器的所述检测绕组设置在所述励磁绕组的外部以包围所述励磁绕组，
所述多个旋转变压器设置在与输入轴正交的平面方向。
2.一种使用多个旋转变压器检测输入轴的多次转动量的多次转动检测器，每个旋转变压器包括：
转子部分，其具有转子芯体，所述转子芯体由磁通量调制元件构成，所述转子部分围绕与输入轴在平面图上分离开的固定轴，根据所述输入轴的旋转，以与另一旋转变压器的转子部分的减速齿轮比不同的减速齿轮比旋转；以及
定子部分，其具有励磁绕组和两个检测绕组，所述励磁绕组沿所述转子部分的旋转轴的方向激发ac磁通量，所述两个检测绕组输出根据所述转子部分的旋转角度进行调幅获得的ac信号，其中
由在常规多层印刷电路板中的导线迹线形成所述多个旋转变压器的所述励磁绕组和所述检测绕组，
所述励磁绕组为绕所述转子部分的旋转中心缠绕的导线迹线，所述检测绕组为在中心不同而半径长度相同的两个圆的圆周上延伸的导线迹线，所述导线迹线的形状为，在该两个圆的一个交点处或附近沿相反方向折回从而在该两个圆之一的圆周上沿第一方向延伸并且在另一圆的周圆上沿与所述第一方向相反的第二方向延伸，并且
所述两个圆中的每个包围所述转子部分的旋转中心。
3.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，
所述定子部分进一步具有环形导线迹线，所述环形导线迹线的形状设计为具有位于所述转子部分的旋转中心处的圆心的圆，所述环形导线迹线包围所述两个检测绕组，并且
所述环形导线迹线设置在常规多层印刷电路板中。
4.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，
该两个检测绕组包括第一检测绕组和第二检测绕组，所述第一检测绕组用于输出通过对对应的转子部分的旋转角度的正弦值进行调幅获得的ac信号，所述第二检测绕组用于输出通过对应的转子部分的旋转角度的余弦值进行调幅获得的ac信号，并且
所述多个旋转变压器中每个旋转变压器的检测绕组通过配线串联至另一旋转变压器的检测绕组，所述配线由多层印刷电路板中的一条或多条导线迹线构成。
5.根据权利要求4所述的多次转动检测器，其特征在于，
所述配线包括两条导线迹线，该两条导线迹线形状相同并且设置在两个不同层中与彼此相同的位置，所述两条导线迹线在相关的检测绕组的这样的部分连接至所述相关的检测绕组：在所述相关检测绕组离所述转子部分的旋转中心最远的位置加或减30度的范围内。
6.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，所述多个旋转变压器的励磁绕组的末端连接至设置在多层印刷电路板中的常规导线立体图案。
7.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，所述转子部分包括树脂齿轮和磁通量调制元件，所述磁通量调制元件粘合至所述树脂齿轮。
8.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，所述转子部分的所述磁通量调制元件为钢板。
9.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，所述转子部分的所述磁通量调制元件由非磁性金属构成。
10.根据权利要求1所述的多次转动检测器，其特征在于，在与上述转子部分相反的一侧上设有软磁性材料板，并且所述多层印刷电路板置于所述软磁性材料板和所述转子部分之间。
11.根据权利要求10所述的多次转动检测器，其特征在于，所述软磁性材料板为钢板且通过板金加工粘合至固定轴，所述固定轴支撑所述转子部分的旋转。
12.根据权利要求10所述的多次转动检测器，其特征在于，所述软磁性材料板的尺寸覆盖所有的检测绕组。
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