CN115668708A - 具有改进的旋转角精度的马达控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种马达控制装置(1)，所述马达控制装置适于紧固在马达‑变速器单元(4)上，所述马达‑变速器单元具有待由所述马达控制装置(1)控制的马达(5)以及可通过所述待控制马达(5)的输出轴(8)驱动的变速器(9)，且所述马达控制装置具有：印制电路板(2)；布置在所述印制电路板(2)上的第一角位传感器单元(3a)，以检测所述待控制马达(5)的输出轴(8)的角位；布置在所述印制电路板(2)上的第二角位传感器单元(3b)，以检测可由所述马达(5)驱动的变速器(9)的输出轴(10)的角位，从而提供一种以较高的角位精度工作的结构简单的马达控制装置(1)。

Description

具有改进的旋转角精度的马达控制装置

本发明涉及一种马达控制装置，所述马达控制装置适于紧固在马达单元或马达-变速器单元上，所述马达单元或马达-变速器单元具有待由所述马达控制装置控制的马达以及可通过所述待控制马达的输出轴驱动的变速器，所述马达控制装置具有印制电路板和布置在所述印制电路板上的(第一)角位传感器单元，以检测所述待控制马达的输出轴的角位。

传统马达控制装置，同样可称作马达控制器、伺服驱动器或马达调节器，与用于受控马达和/或受控马达移动的组件的(输出轴的)角位的对应传感器单元在空间上隔开，此角位也可以称作旋转角。马达控制装置通常装在例如独立且稳定的控制箱中，且马达控制器所产生的马达电压经由长电缆提供给具有马达的马达单元。但同样存在以下应用：马达控制装置与马达单元集成在一个共用壳体中，或者马达控制装置具有自己的壳体单元，此壳体单元与马达单元连接，例如螺接。其中，相应的角位传感器单元同样可以集成在马达控制装置中，以检测马达轴的位置以及旋转角。亦即，在这种情况下，同样可称作编码器的角位传感器单元与马达单元集成在一起，也就是例如布置在一个共用壳体中，此壳体同样可以具有马达单元和马达控制装置的连接的，例如螺接的部分壳体。

除了马达之外，现如果还设有变速器，此变速器与马达单元集成在一起从而形成一个结构单元，即马达-变速器单元，则存在以下情形：需要用于变速器的输出，也就是“输出端(output)”的第二角位传感器单元来提高例如机械臂定位时的精度。其中，第二角位传感器单元是另一独立的单元，此单元不仅具有自己的印制电路板和相应的传感器，通常还具有自己的计算单元，这些计算单元已对传感器测得的传感器信号进行过预处理，以及具有自己的发送-接收单元，以将位置信息经由相应的数据电缆传输至马达控制装置的中央处理器(CPU)，且具有为此所需的接线和附加的电缆。

由此，不仅会消耗宝贵的额外结构空间，还在安装时造成额外的难度，由于制造公差，还会给***带来更多不确定性以及精度问题。这与以下情形相关：相应传感器单元的传感器以及输出轴上属于传感器的信号发生器在制造中从未以绝对的精度保持其理论上预设的位置。这样就会将***误差引入***。其中，这些误差与相应轴体的相应旋转角相关，在对精度有较高要求的应用领域需要对这些误差进行补偿。其中，用相应的校准算法来补偿或至少减小这些误差或其他误差。一般而言，借助于外部的附加参考编码器作为参考角位传感器单元，或者借助于较为复杂的方法中的其他测量数据来对传感器或属于这些传感器的信号发生器的定位误差进行补偿。例如在WO2017 133 806 A1或US5 138 564 A中说明过这类方法。在此过程中，所产生的校准过程需要高精度的参考角位传感机构或相应地较为复杂因而容易出错的算法，使用此算法需要相当熟练的校准人员。

部分情况下，可以用专门的弹簧装置来补偿或规避角位传感器单元的定位的不准确性。例如，库伯勒公司将这类解决方案用于无轴承旋转编码器，其中弹簧装置在旋转方向上是刚性的，也就是不具有弹性以便精确防止扭转，但其在轴向上具有弹性，使得传感器或信号发生器能够与马达轴在制造中不断变化的位置相匹配。由此，同样可以对安装期间出现的力峰进行补偿，并且防止不同组件间的相对位置发生安装相关的非期望的变化。但此处的缺点在于额外的空间需求，以及信号发生器或角位传感器单元的传感器相对于马达控制装置的其他单元，例如相对于主印制电路板可动，这又会带来其他问题。

本发明的目的是提供一种以较高的角位精度工作的结构简单的马达控制装置。

本发明用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求的主题。有利实施方式参阅从属权利要求、说明书和附图。

本发明的一个方面涉及一种马达控制装置，其适于紧固在马达单元或马达-变速器单元上，所述马达单元或马达-变速器单元具有在正常使用中待由所述马达控制装置控制的(即可控的)马达以及可通过所述待控制马达的输出轴驱动的(即在正常使用中待驱动的)变速器。所述马达控制装置具有印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，以及布置在印制电路板上的第一角位传感器单元，以检测待控制马达的输出轴的角位。所述马达控制装置还可以包括电子马达控制单元，以提供用于待控制马达的马达电压，该马达控制单元根据控制信号，例如根据马达的功率或定位要求，算出和/或提供马达电压。优选地，马达控制单元根据下文将描述的第一传感器单元的第一传感器信号，以及根据下文同样将描述的第二传感器单元的第二传感器信号，以及例如根据控制信号来提供马达电压。电子马达控制单元优选地同样布置在印制电路板上。变速器可以实现减速，但同样可以实现从马达的输出轴(输出端)至变速器的输出轴(输出端)的传动。其中，马达的输出轴(输出端)优选也是变速器的驱动轴(输入端)。

马达控制装置还具有布置在同一印制电路板上的第二角位传感器单元，以检测待控制马达可通过其输出轴驱动的变速器的输出轴的角位。其中，变速器的输出轴适于通过该变速器驱动另一单元，例如机器人设备的运动链的一个链节。其中，相应的角位传感器单元可以包括用于检测例如下文还将说明的对应信号发生器的相应传感器，以及相应的传感器信号处理或预处理单元，其读出相应传感器的传感器信号，并且将相应的传感器信息提供给马达控制装置，例如马达控制单元。但也可以由马达控制单元直接对传感器信号进行评价。

通过将两个角位传感器单元布置在单独一个印制电路板上，一方面节省了结构空间和部件，另一方面，安装时需要的手动步骤更少。因此，基于印制电路板的工业制造中的高度精确性，不同传感器单元之间，特别是传感器单元的传感器之间的空间关系是精确已知的，且相应的信号同样以高精度在印制电路板内传输，并且该传输未通过与相应的插头或焊点的容易出错的电缆连接进行。因此，对这两个角位传感器单元而言，只需要对一个共同的误差源进行补偿。通过该集成方案，也可以更简单且更精确地预设马达控制装置的例如在马达控制单元中实现的软件功能。因此，供电电压向所提供的马达电压的电压转换、变速器输入(变速器输入端)也就是马达输出的角位测定，以及变速器输出(变速器输出端)的角位测定可以集成在一个结构单元中提供，优选同样以一个共用的壳体提供。

在一种有利实施方式中，所述马达控制装置采用如下设计：待控制马达的输出轴为空心轴，可由待控制马达驱动的变速器的输出轴至少局部地在空心轴内部延伸，以及，这两个输出轴在相应的端区内分别具有一个传感器变送器单元，特别是磁性传感器变送器单元和/或光学传感器变送器单元，该端区朝向马达控制装置且特别是两个角位传感器单元，且该端区在马达-变速器单元的轴向上处于马达-变速器单元的同一侧，特别是处于马达-变速器单元的背离变速器的一侧。相应的传感器变送器单元对应于相应的第一和/或第二角位传感器单元。因此，马达的输出轴的传感器变送器单元对应于第一角位传感器单元，变速器的输出轴的传感器变送器单元对应于第一角位传感器单元。这表示，在马达控制装置的正常使用中，相应的传感器变送器单元触发对应的角位传感器单元中的信号。磁性传感器变送器单元可以分别具有一个磁环或者可以是磁环。

马达控制装置针对前述特征的设计例如可以通过以下方式实现：这两个角位传感器单元布置在马达控制装置的可接近的端区上，该端区适于以抵靠至马达-变速器单元的方式工作。马达的输出轴是空心轴的情况例如可以决定第一角位传感器单元的特殊形状和/或第一角位传感器单元相对于马达控制装置的其他单元的特殊布置方案。变速器的输出轴至少局部地在空心轴内部延伸的情况例如可以相应地决定第二角位传感器单元的特殊形状和/或第二角位传感器单元相对于马达控制装置的其他单元的特殊布置方案。这两种特性例如也可以从例如下文将要说明的相应角位信号发生器单元的形状看出。如果角位传感器单元例如具有同轴延伸的信号发生器单元或传感器，那么相应的输出轴必须相互过渡。

一般而言，所描述的匹配取决于所使用的马达-变速器单元的外形，其中在此为本领域技术人员所知的是，这两个角位传感器单元如此地布置在马达-变速单元的一侧，一般而言布置在马达-变速单元的所谓的B侧，即马达-变速单元的背离变速器的背侧，使得这两个角位传感器单元既可以布置在安装在马达的输出轴上的信号发生器上，也可以布置在变速器的输出轴上，该输出轴穿过马达的实施为空心轴的输出轴，穿过马达-变速器单元从变速器延伸至马达-变速器单元的背离变速器的背侧。

因此，尽管布置在单独一个印制电路板上，这两个具有相应传感器的角位传感器单元仍可以特别简单地靠近且精确地定位在相应的输出轴上。由此，无需其他机械元件来将角位传感器单元与输出轴的旋转传感耦合。

其中，特别有利地，马达控制装置采用如下设计：可由待控制马达驱动的变速器的输出轴同样为空心轴，以及，印制电路板在可由待控制马达驱动的变速器的输出轴的空心区域的轴向延长部中具有孔，优选浑圆形孔。其优点在于，软管和电缆可以在中心通过，因而对马达控制装置和马达-变速器单元绕轴向的旋转不敏感。

其中，导引变速器的输出轴穿过待控制马达的实施为空心轴的输出轴就能以简单的机械方式实现极短的公差链，从而在两个角位传感器单元的空间距离极近的情况下，此外，在电子信号路径较短且印制电路板的定位误差的作用实际上相同的情况下，进一步提高马达控制装置可实现的精确性。

在另一有利的实施方式中，所述马达控制装置具有校准单元，所述校准单元适于，基于第一角位传感器单元，优选第一和第二角位传感器单元的至少一个角位信号，也就是一或多个角位信号来校准第二角位传感器单元。校准单元特别是适于，仅基于这两个角位传感器单元的角位信号作为唯一的角位信号来校准第二角位传感器单元。也就是说，在这种情况下，校准单元不使用任何外部的参考旋转角传感器单元的角位信号来校准第二角位传感器单元。在一种特别有利的实施方式中，除这两个角位信号之外，校准单元不使用任何其他传感器信号或测量变量来进行校准。优选地，通过将与这两个角位信号对应的角位进行对比来实施校准。其中，校准和/或对比可以自动实施。其优点在于，可以在无需使用外部的角位传感器单元的情况下提高马达控制装置的精度。由于第二角位传感器单元相对于第一角位传感器单元特别精确地安装，且与第一角位传感器单元在共用的印制电路板上形成一个结构单元，因此，校准单元所实施的校准过程不仅特别简单，而且特别精确。这通过以下方式得到强化：制造商精确了解所使用的这两个角位传感器单元，且在校准单元中同样能够考虑到相应的知识。

因此，在校准第二角位传感器单元的相应方法中，首先检测第一角位传感器单元的至少一个角位信号，优选同样检测第二角位传感器单元的至少一个角位信号。随后，基于这个或这些检测到的角位信号，校准单元对第二角位传感器单元进行校准，该校准单元也可以实施为马达控制装置中的软件，例如在马达控制单元上实现的软件。其中，这些优点相当于所描述的马达控制装置所实现的优点，且下面所描述的马达控制装置的有利实施方式同样可以以对应的优点应用于所述方法。

在一个有利的实施方式中，所述校准单元适于在校准第二角位传感器单元时考虑马达的输出轴与变速器的输出轴之间的传动比或减速比，但优选考虑减速比。其中，传动比或减速比可以在校准单元中预设或预置，或者如下文将要说明的那样自动测定。当输出轴旋转时，这两个输出轴的传动比或减速比会在由相应的传动比或减速比决定的不同时间间隔内产生误差或不规律性。这样就能将变速器内部因印制电路板以及角位传感器单元相对于马达-变速器单元的布局而识别到的偏差或误差所造成的偏差或误差分离出来并且进行补偿。这也会提高马达控制装置在其正常使用中的精度。正是减速在此有利地作用于不同角位传感器单元的信号的相对精度，因为与第二角位传感器单元相比，每转中可用的第一角位传感器单元的传感器信号更多，也就是说能够更精确地校准第二角位传感器单元。

特别有利地，校准单元本身基于这两个角位传感器单元的角位信号，优选仅基于这两个角位传感器单元的角位信号，自动测定传动比或减速比。这个测定特别是可以以如下方式进行：自动识别这两个角位信号中的一个中或这两个角位信号中的不规律性或误差或波动的重复频率，以及/或者，自动对比这两个角位信号中的一个的变化与其他角位信号的对应变化。其中，相应角位信号的变化相当于对应的输出轴的角位的变化。由于输出轴经由变速器机械耦合，因此，这两个被比较的变化彼此相一致。其优点在于，马达控制装置的精度与对所用变速器的了解无关地且同样与所安装的变速器类型示例的个体精度波动无关地得到改进。此外，由此也能容易地在开始运行后，例如在预设的时间间隔之后，特别是有规律地重新实施校准，由此也能对组件的磨损，例如变速器齿轮的磨损进行补偿。其中，重复频率也可以称作谐波频率。

在另一有利的实施方式中，马达控制装置具有：壳体单元；至少一个角位信号发生器单元，该角位信号发生器单元适于插在马达和/或变速器的输出轴上；安装辅助单元，该安装辅助单元抵靠至壳体单元和角位信号发生器单元从而与其机械接触，且该安装辅助单元适于，在将马达控制装置安装在马达-变速器单元或马达单元或变速器单元上时，将分别对应的角位信号发生器单元或角位信号发生器单元保持在相对于壳体单元的预设相对位置，并且在马达控制装置安装在马达单元、变速器单元或马达-变速器单元上之后从马达控制装置移除。安装辅助单元的作用是使得在安装时作用于壳体单元的安装力同样以相同的程度作用于角位信号发生器单元，从而在将马达控制装置安装在对应的马达-变速器单元或马达单元或变速器单元上时，防止角位信号发生器单元与壳体单元间的相对位置发生变化。相应地，安装辅助单元有利地由在如安装时出现的数量级的力中不会被压缩的材料形成，且具有在安装力的作用下不发生变形的形状。由此，可以以压配合法将角位信号发生器单元以及马达控制装置紧固在马达和/或变速器的输出轴上，其中马达控制装置，特别是马达控制装置的壳体单元额外紧固(例如螺接)在马达-变速器单元或相应马达单元或变速器单元的壳体单元上。

其优点在于，马达控制装置的制造商可以精确预设角位信号发生器单元与壳体单元的相对位置，从而预设角位信号发生器单元与角位传感器单元的相对位置，从而即使当可能在不受马达控制装置的制造商控制的环境中实施安装时，这个相对位置也不再变化，而是严格保持。由此，马达控制装置又能在正常使用中达到极高的精度，这一点特别有利于基于第一角位传感器单元的角位信号对第二角位传感器单元的校准。

相应地，具有两个角位信号发生器单元，也就是具有对应于第一角位传感器单元的第一角位信号发生器单元和对应于第二角位传感器单元的第二角位信号发生器单元的实施方式特别有利。在这种情况下，特别是作为一个(共用的)安装辅助单元的替代，可以设有两个分别对应于一个角位信号发生器单元的安装辅助单元。在此情形下，这些安装辅助单元分别抵靠至壳体单元和对应的角位信号发生器单元。但一个或两个安装辅助单元同样不仅可以抵靠至对应的角位信号发生器单元，还可以抵靠至相应的另一角位信号发生器单元。在此情形下，这两个安装辅助单元适于在将马达控制装置安装在马达-变速器单元或马达单元或变速器单元上时，将角位信号发生器单元保持在相对于壳体单元的预设相对位置，并且在马达控制装置安装在马达-变速器单元上之后从马达控制装置移除。也就是说，不仅可以只用一个安装辅助单元来将一个或两个角位信号发生器单元支撑在壳体单元和/或相应的另一角位信号发生器单元上，还可以使用两个或两个以上的安装辅助单元。

其中，也可以在未设置有利的第二角位传感器单元来检测可由马达驱动的变速器的输出轴的角位的马达控制装置中实现一部分优点。安装辅助单元可以用于相应的变体，从而同样用于将仅具有一个角位传感器单元的马达控制装置特别简单地安装在马达单元或变速器单元上，其中一个角位传感器单元的角位信号发生器单元插在马达和/或变速器的输出轴上。

相应地，所述安装辅助单元同样可以实现一种适用于马达单元或马达-变速器单元的马达控制装置的安装方法，所述马达控制装置具有壳体单元、至少一个角位信号发生器单元和所述安装辅助单元，其中在第一步骤中，将马达控制装置以其子单元压(即插)在马达单元、变速器单元或马达-变速器单元上，随后，以一或多个其他的连接构件将马达控制装置与马达单元、马达-变速器单元或变速器单元连接，例如螺接在一起，并且在第三步骤中将同样用作间隔单元的安装辅助单元移除。有利地，安装辅助单元的移除包括在垂直于输出轴的平面内将安装辅助单元拉出或推出。由此，安装辅助单元可以特别可靠地用于精确保持马达控制装置的制造商所预设的角位信号发生器单元的相对位置，以及圆盘元件相对于壳体单元的相对位置，这再度强化了所描述的优点。

其中，所述方法的优点对应于上文针对马达控制装置所描述的优点。针对马达控制装置所描述的有利实施方式也适用于所述方法，以同样在所述安装方法中实现相应描述的优点。

在另一有利的实施方式中，所安装的辅助单元通过附着力和/或夹紧力保持抵靠至角位信号发生器单元和/或壳体单元。为此，可以在安装辅助单元与壳体单元之间，以及/或者在安装辅助单元与角位信号发生器单元之间布置适宜的粘合剂。作为替代或补充方案，安装辅助单元还可以例如在安装辅助单元中的一或多个凹槽上方具有夹紧或卡扣装置，当移除安装辅助单元时，该夹紧或卡扣装置允许安装辅助单元暂时变形并且进入凹槽。此外，安装辅助单元可以用于一次性使用，特别是只能通过破坏才能从安装好的马达控制装置移除。在此提供一个注塑安装辅助单元，其由塑料优选整体式地制成。

其优点在于，安装辅助单元以及角位信号发生器单元特别精确且可靠地保持在壳体单元上或壳体单元中，由此，可以在对安装过程的要求极低的情况下实现上述单元间的相对位置的高精度，以及马达控制装置在工作中的精度。

在另一有利的实施方式中，角位信号发生器单元具有圆盘元件，优选包含也可称为信号发生器的靶标的圆盘元件。在此情形下，安装辅助单元以第一抵靠面形状配合地布置在角位信号发生器单元，特别是圆盘元件上，并且以第二抵靠面形状配合地布置在壳体单元上，其中第一和第二抵靠面具有平行于垂直竖立在圆盘元件的旋转轴上的径向平面延伸的法向量。第一和第二抵靠面优选具有凹槽，当移除安装辅助单元时通过该凹槽拉动角位信号发生器单元。抵靠面特别是可以具有或指的是圆柱面或圆柱段面。优选地，在形状配合中进而在抵靠面中设有凹槽，当安装后移除安装辅助单元时通过该凹槽拉动圆盘元件(以及相应地也拉动输出轴)。这样就能通过安装辅助单元在壳体单元中径向地导引角位信号发生器单元。

作为替代或补充方案，安装辅助单元以第三抵靠面形状配合地布置在角位信号发生器单元，特别是圆盘元件上，并且以第四抵靠面形状配合地布置在壳体单元上，其中第三和第四抵靠面具有平行于圆盘元件的旋转轴延伸的法向量。第三和第四抵靠面优选具有凹槽，当移除安装辅助单元时通过该凹槽拉动角位信号发生器单元。抵靠面特别是可以具有或指的是环面或环段面。优选地，在形状配合中进而在抵靠面中设有凹槽，当安装后移除安装辅助单元时通过该凹槽拉动圆盘元件(以及相应地也拉动输出轴)。在这种情况下，相应地，可以通过安装辅助单元在壳体单元中轴向地导引角位信号发生器单元。

相应的抵靠面可以构建为连续表面，也就连续地形状配合地构建在其他单元上；在此情形下，优选地，上述四个抵靠面是将角位信号发生器单元保持在相对于壳体单元的预设相对位置的唯一抵靠面。但替代地，相应的抵靠面也可以包括安装辅助单元在圆盘元件和/或壳体元件上的适宜数目的支撑部位，使得安装辅助单元在此情形下相应不连续地形状配合地布置在圆盘元件或壳体元件上。这样例如就能容易地制成上述凹槽，辅助安装单元在移除时可以变形并且进入这些凹槽，从而在将角位信号发生器单元可靠地保持在相对于壳体单元的预设相对位置的情况下，仍可以容易地移除安装辅助单元。同样可以通过第一安装辅助单元实现径向导引，并且通过独立于第一安装辅助单元的第二安装辅助单元实现轴向导引。在此情形下，所描述的实施方案和有利技术方案选择性地相应适用于第一和第二安装辅助单元。

在另一有利的实施方式中，安装辅助单元在角位信号发生器单元以及输出轴的轴向上的厚度远小于安装辅助单元在垂直于轴向的(径向)平面内的长度和/或宽度。在此，“远”特别是可以理解为“至少是十倍”。优选地，安装辅助单元即为扁平的安装辅助单元。其优点在于，当马达控制装置工作时，可以将角位信号发生器单元与壳体单元之间原本就需要的自由空间用于安装辅助单元，使得马达控制装置的尺寸，特别是轴向长度不会因使用了安装辅助单元而改变。

另一方面涉及一种马达-变速器单元或马达单元，其具有根据上述实施方式中任一项所述的马达控制装置，或者涉及一种机器人设备，其具有这种马达控制装置或者具有这种马达-变速器单元或马达单元。

在本发明范围内，此前在说明书中所列特征和特征组合以及下文将在附图描述中提及和/或附图中单独示出的特征和特征组合既可以按本申请所给出的方式进行组合，也可按其他方式组合应用。因此，即便是未在附图中明确展示和说明的实施方案，只要是能通过分解的特征组合从述及的实施方案产生，均视作本发明所涵盖和揭示的内容。因此，并非具有原始表述的独立权利要求的所有特征的实施方案和特征组合也视作本发明所揭示的内容。此外，超出权利要求的回溯引用中述及的特征组合或偏离这些特征组合的实施方案和特征组合特别是由于上述实施方案而视作本发明所揭示的内容。

其中：

图1示出马达控制装置的一个例示性实施方式连同对应的马达变速器单元的一个例示性实施方式的剖视图；

图2a-e示出马达控制装置的另一例示性实施方式连同例示性马达单元的剖视图，以及例示性安装步骤。

不同附图中的相同或功能相同的元件用相同的附图标记表示。

图1示出例示性马达-变速器单元上的马达控制装置的第一例示性实施方式。马达控制装置1具有印制电路板2，以及布置在印制电路板2上的第一角位传感器单元3a和布置在印制电路板2上的第二角位传感器单元3b。马达-变速器单元4在此包括马达5，该马达具有定子6、转子7和输出轴8。在所示示例中，输出轴8实施为空心轴。待由马达控制装置1控制因而可控的马达5经由输出轴8与变速器9的驱动器机械耦合。其中，变速器9的输出轴10沿轴向，图中即沿(负)x向穿过马达5的输出轴8朝马达5以及马达-变速器单元4的背离变速器的背侧延伸。在所示示例中，变速器9的输出轴10同样实施为空心轴。相应地，印制电路板2在输出轴8、10的中心轴A的延长部中具有孔12，使得电缆或诸如此类能够穿过这两个空心轴8、10和印制电路板2的孔12。为清楚起见，在此未示出壳体单元13、14(图2)。

在此，在输出轴8、10的背离变速器的相应端区8'、10'内布置有相应的信号发生器单元11a、11b，这些信号发生器单元相应地对应于第一角位传感器单元3a和第二角位传感器单元3b。因此，可由马达控制装置1控制的马达5的输出轴8的角位可通过第一角位传感器单元3a检测，可由马达5驱动的马达-变速器单元4的变速器9的输出轴10的角位可通过第二角位传感器单元3b检测。

图2a至图2e示出安装至马达-变速器单元的安装过程中，马达控制装置的另一例示性实施方式。为清楚起见，视图在以下方面被简化：所示马达-变速器单元4仅具有一个输出轴8、10，该输出轴在所示示例中并非实施为空心轴。亦即，所述方法可以应用于具有一个输出轴和一个信号发生器单元的马达单元或变速器单元或马达-变速器单元，或者具有两个输出轴以及一个或两个信号发生器单元的马达-变速器单元。

在图2a至图2e所示马达控制装置1的实施方式中，这个马达控制装置首先具有至少一个壳体单元13，该壳体单元在所述安装方法的过程中与马达-变速器单元4的壳体单元14连接，在所示示例中应螺接。马达控制装置1还具有至少一个分别用于角位传感器单元3a、3b中的一个的角位信号发生器单元15。角位信号发生器单元15适于插在马达-变速器单元4的马达5或变速器9的相应输出轴8、10上。为此，在所示实施例中，角位信号发生器单元15具有带孔22的圆盘元件16，输出轴8、10被压入该孔。在所示示例中，通过简单的挤压工具17来压入。

在所示实施方式中，马达控制装置1还具有安装辅助单元18，该安装辅助单元抵靠至壳体单元13和角位信号发生器单元15且适于，在将控制装置1安装在马达-变速器单元4上时将角位信号发生器单元15保持在相对于壳体单元13的预设相对位置，并且在马达控制装置1安装在马达-变速器单元4上之后从马达控制装置1移除。

在所示示例中，角位信号发生器单元15还具有圆盘元件23。其中，安装辅助单元18以第一抵靠面20，在此即朝向中心轴A的内边形状配合地布置在角位信号发生器单元15，特别是圆盘元件23上，并且以第二抵靠面20'，在此即背离中心轴A的外边形状配合地布置在壳体单元13上。第一和第二抵靠面具有平行于垂直竖立在圆盘元件23的旋转轴上的径向平面延伸，在此即在绘图平面(x-y平面)内延伸的法向量。第一和第二抵靠面20、20'在此具有凹槽19(图2d)，当移除安装辅助单元(18)时通过该凹槽拉动角位信号发生器单元15。为精确地在径向上导引角位信号发生器单元15，圆盘元件23具有圆柱形的凸缘24，该凸缘在此在内部布置在圆盘元件23上，并且当马达控制装置1压在其朝向中心轴A的内侧上时与输出轴8、10抵靠在一起。

在所示示例中，安装辅助单元18还以第三抵靠面21形状配合地布置在角位信号发生器单元15上，在此即布置在圆盘元件23上，并且以第四抵靠面21'形状配合地布置在壳体单元13上。其中，第三和第四抵靠面21、21'具有平行于圆盘元件(23)的旋转轴延伸，在此即平行于中心轴A和x向的法向量。第三和第四抵靠面21、21'在此同样具有凹槽19，当移除安装辅助单元18时通过该凹槽拉动角位信号发生器单元15。

在所示示例中，安装辅助单元18在输出轴8、10的轴向上的厚度d远小于垂直于该方向的相应长度或宽度。

在图2b中，马达控制装置1现借助于挤压工具17以角位信号发生器单元15压在输出轴8、10上，使得角位信号发生器单元15通过压配合连接固定在输出轴8、10上。在马达控制装置1如图2c所示地紧固(例如螺接)在马达-变速器单元4上后，可以将安装辅助单元18移除。在所示示例中，通过垂直于轴向，在此即沿正y向拉出来移除。如图2d所示，角位信号发生器单元15或圆盘元件23现以可靠的方式通过简单的压配合法刚好以相当于安装辅助单元的厚度的间距a相对马达控制装置1的壳体单元13布置，在该压配合法中，将角位信号发生器单元15压在输出轴8、10上。这样就能实现特别精确地工作的马达控制装置1，其中对应于角位信号发生器单元15的角位传感器单元3a、3b(图1)可以以可预设的高精度工作。

图2e示出安装辅助单元18的一个例示性实施方式在垂直于轴向的平面，也就是y-z平面内的俯视图。在用来在移除安装辅助单元18时拉动角位信号发生器单元15以及输出轴8、10的凹槽19旁边，在此构建有用于与角位信号发生器单元15局部环绕地形状配合的内边20，和用于与壳体单元13局部环绕地形状配合的外边20'。此外，在所示示例中，安装辅助单元18还具有材料缺口25、25'，这些材料缺口使得安装辅助单元18垂直于拉出方向，在此即垂直于y向的变形简化，由此，在马达控制装置1安装在马达-变速器单元4上之后简化安装辅助单元18的移除。

Claims (10)

1.一种马达控制装置(1)，所述马达控制装置适于紧固在马达-变速器单元(4)上，所述马达-变速器单元具有待由所述马达控制装置(1)控制的马达(5)以及可通过所述待控制马达(5)的输出轴(8)驱动的变速器(9)，且所述马达控制装置具有

-印制电路板(2)；

-布置在所述印制电路板(2)上的第一角位传感器单元(3a)，以检测所述待控制马达(5)的输出轴(8)的角位；

其特征在于

-布置在所述印制电路板(2)上的第二角位传感器单元(3b)，以检测可由所述马达(5)驱动的变速器(9)的输出轴(10)的角位。

2.根据权利要求1所述的马达控制装置(1)，

其特征在于，

所述马达控制装置(1)采用如下设计：

-所述待控制马达(5)的输出轴(8)为空心轴；

-可由所述待控制马达(5)驱动的变速器(9)的输出轴(10)至少局部地在所述空心轴内部延伸；以及，

-两个输出轴(8，10)在相应的端区(8'，10')内分别具有一个传感器变送器单元(11a，11b)，特别是磁性传感器变送器单元，所述端区在所述马达-变速器单元(4)的轴向上处于所述马达-变速器单元(4)的同一侧，特别是处于所述马达-变速器单元(4)的背离变速器的一侧。

3.根据上述权利要求中任一项所述的马达控制装置(1)，

其特征在于

校准单元，所述校准单元适于，基于所述第一角位传感器单元(3a)的至少一个角位信号，特别是仅基于所述两个角位传感器单元(3a，3b)的角位信号作为唯一的角位信号，优选通过将与所述两个角位信号对应的角位进行对比，来校准所述第二角位传感器单元(3b)。

4.根据权利要求3所述的马达控制装置(1)，

其特征在于，

所述校准单元适于在校准所述第二角位传感器单元(3b)时考虑所述马达(5)的输出轴(8)与所述变速器(9)的输出轴(10)之间的传动比或减速比，优选考虑减速比。

5.根据权利要求4所述的马达控制装置(1)，

其特征在于，

所述校准单元基于所述两个角位传感器单元(3a，3b)的角位信号，优选仅基于所述两个角位传感器单元(3a，3b)的角位信号，自动测定所述传动比或减速比，特别是以如下方式进行测定：自动识别一个或两个角位信号中的不规律性的重复频率，以及/或者，自动对比所述两个角位信号中的一个的变化与所述其他角位信号的对应变化。

6.根据上述权利要求中任一项所述的马达控制装置(1)，

-具有壳体单元(13)，

其特征在于

-至少一个角位信号发生器单元(15)，所述角位信号发生器单元适于插在所述马达(5)或所述变速器(9)的输出轴(8，10)上；和

-安装辅助单元(18)，所述安装辅助单元抵靠至所述壳体单元(13)和所述角位信号发生器单元(15)且适于，在将所述马达控制装置(1)安装在所述马达-变速器单元(4)上时将所述角位信号发生器单元(15)保持在相对于所述壳体单元(13)的预设相对位置，并且在所述马达控制装置(1)安装在所述马达-变速器单元(4)上之后从所述马达控制装置(1)移除。

7.根据权利要求6所述的马达控制装置(1)，

其特征在于，

所述安装辅助单元(18)通过附着力和/或夹紧力保持抵靠至所述角位信号发生器单元(15)和/或所述壳体单元(13)。

8.根据权利要求6或7中任一项所述的马达控制装置(1)，

其特征在于，

-所述角位信号发生器单元(15)具有圆盘元件(23)；以及

-所述安装辅助单元(18)以第一抵靠面形状配合地布置在所述角位信号发生器单元(15)，特别是所述圆盘元件(23)上，并且以第二抵靠面形状配合地布置在所述壳体单元(13)上，其中第一和第二抵靠面具有平行于垂直竖立在所述圆盘元件(23)的旋转轴上的径向平面延伸的法向量，其中第一和第二抵靠面优选具有凹槽，当移除所述安装辅助单元(18)时通过所述凹槽拉动所述角位信号发生器单元(15)；以及/或者

-所述安装辅助单元(18)以第三抵靠面形状配合地布置在所述角位信号发生器单元(15)，特别是所述圆盘元件(23)上，并且以第四抵靠面形状配合地布置在所述壳体单元(13)上，其中第三和第四抵靠面具有平行于所述圆盘元件(23)的旋转轴延伸的法向量，其中第三和第四抵靠面优选具有凹槽，当移除所述安装辅助单元(18)时通过所述凹槽拉动所述角位信号发生器单元(15)。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的马达控制装置(1)，

其特征在于，

-所述安装辅助单元(18)在所述角位信号发生器单元(15)的轴向上的厚度(d)远小于，特别是至少10倍地小于垂直于所述轴向的平面内的长度和/或宽度。

10.一种马达-变速器单元(4)或马达单元，其具有根据上述权利要求中任一项所述的马达控制装置(1)，或者，一种机器人设备，其具有这种马达控制装置(1)或者具有这种马达-变速器单元(4)或马达单元。

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