CN208432264U - 磁性编码器的校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁性编码器的校准装置，包括：测试架以及设置在测试架上的测试臂，其中，待校准磁性编码器包括：永磁体和编码组件，永磁体和编码组件中的其中一个定位在所述测试架上，另一个设置在所述测试臂上；测试臂上还设有用于读取位置信息的光栅尺，测试臂被配置为根据光栅尺读取的位置信息调整永磁体和编码组件之间的相对位置。该磁性编码器的校准装置，通过在测试臂上设置光栅尺，能够量化编码组件与永磁体在校准时的相对位置，可以定向、定量的调整编码组件与永磁体的相对位置，避免了人工操作存在的不确定的问题，提高了校准精度。并且首次校准成功后为相同尺寸的磁编码器的校准提供了参考，提高了校准效率。

Description

磁性编码器的校准装置

技术领域

本实用新型涉及磁性编码技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种磁性编码器的校准装置。

背景技术

磁性编码器是一种新型的角度或者位移测量装置，其原理是采用磁阻或者霍尔元件对变化的磁性材料的角度或者位移值进行测量，磁性材料角度或者位移的变化会引起一定电阻或者电压的变化，通过放大电路对变化量进行放大，通过单片机处理后输出脉冲信号或者模拟量信号，达到测量的目的。

目前，磁性编码器对安装精度要求较高，仅通过人工校准往往难以满足精度要求。

因此，有必要提供一种新的校准装置。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种磁性编码器的校准装置。

根据本实用新型的一个方面，提供一种磁性编码器的校准装置，包括：测试架以及设置在测试架上的测试臂，其中，待校准磁性编码器包括：永磁体和编码组件，永磁体和编码组件中的其中一个定位在所述测试架上，另一个设置在所述测试臂上；所述测试臂上还设有用于读取位置信息的光栅尺，所述测试臂被配置为根据光栅尺读取的位置信息调整永磁体和编码组件之间的相对位置。

进一步地，所述测试臂包括滑动连接在一起的滑轨和滑块,所述光栅尺包括：固定在滑块上的读数头和固定在所述滑轨上的光栅尺条，其中，所述光栅尺条与所述滑轨平行设置，所述读数头与所述光栅尺条相对设置。

进一步地，所述测试臂还包括驱动装置,所述滑块被配置为：在所述驱动装置的驱动下,沿所述滑轨滑动。

进一步地，所述测试臂为三轴运动机构，其包括配合在一起的X轴运动机构、Y轴运动机构以及Z轴运动机构；所述X轴运动机构包括X轴滑轨以及滑动配合在X轴滑轨上的X轴滑块；所述Y轴运动机构包括Y轴滑轨以及滑动配合在Y轴滑轨上的Y轴滑块；所述Z轴运动机构包括Z轴滑轨以及滑动配合在Z轴滑轨上的Z轴滑块。

进一步地，所述光栅尺条包括：X轴光栅尺条、Y轴光栅尺条和Z轴光栅尺条，所述X轴光栅尺条固定在所述X轴滑轨上，且与所述X轴滑轨平行设置，所述Y轴光栅尺条固定在所述Y轴滑轨上，且与所述Y轴滑轨平行设置，所述Z轴光栅尺条固定在所述Z轴滑轨上，且与所述Z轴滑轨平行设置。

进一步地，所述读数头为3个，3个读数头分别设置在所述X轴滑轨、所述Y轴滑轨和所述Z轴滑轨的滑块上，且分别与所述X轴光栅尺条、所述Y轴光栅尺条和所述Z轴光栅尺条相对。

进一步地，所述读数头包括用于读取光栅尺条数据的传感器。

进一步地，所述光栅尺条上设置有刻度值，所述传感器被配置为：能实时采集光栅尺条上的刻度值。

进一步地，所述光栅尺还包括显示屏，所述显示屏用于显示传感器的信息。

进一步地，所述永磁体固定在传动机构的转轴上，所述传动机构固定在所述测试架上。

本实用新型的一个技术效果在于，通过在测试臂上设置光栅尺，能够量化编码组件与永磁体在校准时的相对位置，可以定向、定量的调整编码组件与永磁体的相对位置，避免了人工操作存在的不确定的问题，提高了校准精度。

并且校准成功后为相同尺寸的磁编码器的校准提供了参考，提高了校准效率。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例提供的磁性编码器的校准装置的俯视图。

图2是本实用新型实施例提供的磁性编码器的校准装置的主视图。

附图标记说明：

1-永磁体；2-编码组件；3-X轴光栅尺条；4-X轴滑轨；5-Y轴光栅尺条；6-Y轴滑轨；7-X轴滑块；8-Z轴光栅尺条；9-Z轴滑轨；10-Z轴滑块；11-电机。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

磁性编码器可以包括：编码组件和永磁体，其中，编码组件相对于永磁体的方向和距离为一预设值，编码组件相对于永磁体的方向和距离为该预设值时，磁性编码器才能正常工作。如果直接通过人工校准，无法量化磁性编码器的位置信息，只能多次调整编码组件的位置，且每次调整之后需要启动磁性编码器测试是否达到精度要求，由于人工操作具有不确定性，因此，通常重复多次也难以达到磁性编码器的安装精度要求。

本实用新型实施例提供一种磁性编码器的校准装置。图1是本实用新型实施例提供的磁性编码器的校准装置的俯视图。图2是本实用新型实施例提供的磁性编码器的校准装置的主视图。如图1、图2所示，该磁性编码器的校准装置包括：测试架和测试臂，所述测试臂设置在所述测试架上，其中，待校准磁性编码器包括：永磁体1和编码组件2，永磁体1和编码组件2中的其中一个定位在所述测试架上，另一个设置在所述测试臂上；所述测试臂上还设有用于读取位置信息的光栅尺，所述测试臂被配置为根据光栅尺读取的位置信息调整永磁体1和编码组件2之间的相对位置。

具体的，磁性编码器是一种新型的角度或者位移测量装置，其采用磁阻或者霍尔元件对变化的磁性材料的角度或者位移值进行测量，磁性材料角度或者位移的变化会引起一定电阻或者电压的变化，通过放大电路对变化量进行放大，通过单片机处理后输出脉冲信号或者模拟量信号，达到测量的目的。同传统的光电式和光栅式编码器相比，磁性编码器具有抗振动、抗腐蚀、抗污染、抗干扰和宽温度的特性，适用范围更广。

磁性编码器例如可包括：编码组件2和用于产生磁场的永磁体1，编码组件2可包括：霍尔传感器和PCB线路板，组装时，永磁体1可以安装在编码器旋转轴末端，同时可以将该霍尔传感器芯片置于一块PCB线路板上，按照对方向和距离的一定要求靠近编码器轴末端的永磁体1，通过解析从霍尔传感器经PCB线路板输出的电压信号，就能够识别出编码器转子的旋转位置。

为了保证磁性编码器的安装精度，在安装磁性编码器之前，可以先对磁性编码器进行校准。首先，可以将该磁性编码器的永磁体1固定在测试架的预设位置上，接着通过光栅尺获取永磁体1的位置信息。该预设位置例如可以是光栅尺的原点。编码组件2设置在测试臂上，且能够沿测试臂移动，光栅尺被配置为：能实时获取所述编码组件2的位置信息。校准时，可以对编码组件2的位置进行微调，并随时获取编码组件的位置信息，每次调整之后，可启动所述磁性编码器，验证是否达到安装精度要求，并根据验证结果再次调整编码组件2的位置，可以参考该位置信息和验证结果快速确定出所述永磁体1和编码组件2的最佳相对位置，使得永磁体1与编码组件2相对应。所述磁性编码器的安装精度达到要求之后，可以记录此时的编码组件2的位置信息。对同样型号、尺寸的磁性编码器组件进行校准时，可以将永磁体1定位在该预设位置上，将编码组件2移动至记录的位置即可，提高了校准效率，节省了人力。

其中，光栅尺可以安装在测试臂上，光栅尺是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。

本实施例提供的磁性编码器的校准装置，通过在测试臂上设置光栅尺，能够量化编码组件与永磁体在校准时的相对位置，可以定向、定量的调整编码组件与永磁体的相对位置，避免了人工操作存在的不确定的问题，提高了校准精度。

并且首次校准成功后为相同尺寸的磁编码器的校准提供了参考，提高了校准效率。

如图1、图2所示，所述测试臂包括滑动连接在一起的滑轨和滑块,所述编码组件固定在所述滑块上，所述光栅尺包括：固定在滑块上的读数头和固定在所述滑轨上的光栅尺条，其中，所述光栅尺条固定在所述滑轨上，且与所述滑轨平行设置，所述读数头与所述光栅尺条相对设置。所述光栅尺上设有刻度，所述读数头能够读取固定有所述编码组件2的滑块的位置信息，也即编码组件2的位置信息。

所述测试臂还包括驱动装置,所述滑块被配置为：在所述驱动装置的驱动下,带动所述编码组件沿所述滑轨滑动。

具体的，所述测试臂为三轴运动机构，其包括配合在一起的X轴运动机构、Y轴运动机构以及Z轴运动机构；所述X轴运动机构包括X轴滑轨4以及滑动配合在X轴滑轨4上的X轴滑块7；所述Y轴运动机构包括Y轴滑轨6以及滑动配合在Y轴滑轨6上的Y轴滑块；所述Z轴运动机构包括Z轴滑轨9以及滑动配合在Z轴滑轨9上的Z轴滑块10。其中，在一种三轴运动机构的示例中，所述X轴滑轨4固定在Y轴滑块上，使得X轴滑轨4可以随着Y轴滑块在Y轴滑轨上滑动，所述Z轴滑轨9固定在X轴滑块7上，使得Z轴滑轨可以随着X轴滑块7在X轴上滑动，编码组件2则可以设置在Z轴滑块10上，也就是说，编码组件2可以随着Z轴滑块10在Z轴滑轨9、X轴滑轨4和Y轴滑轨6的范围内移动。当然，在另一种三轴运动机构的示例中，也可以使得Y轴滑轨6固定在X轴滑块7上，Z轴滑轨9固定在Y轴滑块上。

上述滑块、滑轨的连接方式仅为三轴运动机构的两种示例，本实用新型对此不做限制，本领域技术人员可以根据需要对测试臂的具体结构进行调整，这些均属于本实用新型的保护范围。

所述光栅尺条包括：X轴光栅尺条3、Y轴光栅尺条5和Z轴光栅尺条8，所述X轴光栅尺条3固定在所述X轴滑轨4上，所述X轴光栅尺条3与所述X轴滑轨4尺寸相同且平行设置，所述Y轴光栅尺条5固定在所述Y轴滑轨6上，所述Y轴光栅尺条5与所述Y轴滑轨6尺寸相同且平行设置，所述Z轴光栅尺条8固定在所述Z轴滑轨9上，所述Z轴光栅尺条8与所述Z轴滑轨9尺寸相同且平行设置。

进一步地，所述读数头可以为3个，所述读数头包括：第一读数头、第二读数头和第三读数头，第一读数头设置在所述X轴滑轨4的滑块上，且与所述X轴光栅尺条3正对设置，当X轴滑块7沿滑轨滑动时，第一读数头可随X轴滑块7作同步运动，第一读数头用于实时获取X轴滑块7的位置信息。第二读数头设置在Y轴滑轨6的滑块上，且与Y轴光栅尺条5正对设置，当Y轴滑块沿Y轴滑轨6滑动时，第二读数头可随Y轴滑块作同步运动，第二读数头用于实时获取Y轴滑块的位置信息。第三读数头设置在Z轴滑轨9的滑块上，且与Z轴光栅尺条8正对设置，当Z轴滑块10沿Z轴滑轨9滑动时，第三读数头可随Z轴滑块作同步运动，第三读数头用于实时获取Z轴滑块10的位置信息。

本实施例提供的磁性编码器的校准装置，通过设置三轴测试臂，并将编码组件设置在测试臂的滑块上，使得编码组件可以在空间中以永磁体为中心，沿着测试臂在各个方向上移动。同时，通过在测试臂上设置光栅尺，可以实时、精确测得编码组件的位置信息，为用户提供参考，进而使得用户可以将该位置信息作为参照，更加快速、准确的确定出编码组件和永磁体的最佳相对位置，使得永磁体与编码组件相对应，提高了校准效率。

进一步地，如图1、图2所示，所述光栅尺上还设置有用于指示运行距离的刻度，所述光栅尺读数头与所述光栅尺条相对设置。当光栅尺读数头随滑块作同步运动时，光栅尺读数头对光栅尺条上的刻度进行感应，实时反馈数据。具体地，光栅尺读数头包括传感器和信号传输器，所述传感器用于感应光栅尺条上的刻度，并将感应的刻度信息实时传输给信号传输器。

此外，所述光栅尺还包括显示屏，所述信号传输装置与显示屏连接，所述显示屏用于显示所述编码组件2的位置信息。用户可以通过显示屏获取该位置信息。校准时，用户还可以将该位置信息与获取到的永磁体1和编码组件2处于最佳相对位置时的位置信息进行比较，当两个位置信息一致时，校准工作完成，测试臂停止动作。

本实施例提供的磁性编码器的校准装置，光栅尺还包括显示屏，可以更直观的获取编码组件的位置信息。

此外，在本实用新型的一个实施例中，该磁性编码器技术可应用于电机的旋转位置反馈，可以将永磁体1直接安装在电机轴的末端，可以通过编码组件2进行无接触式的位置测量，这样就降低了电机运行过程中因机械轴振动而造成编码器失效的风险，有助于提升电机运行的稳定性。

对磁性编码器进行校准时，可以将所述电机11固定在所述测试架上，并将永磁体1固定在电机11的转轴上，使得永磁体1位于光栅尺的预设位置，该预设位置例如可以是光栅尺的原点。

本实施例提供的磁性编码器的校准装置，还可以将永磁体固定在电机转轴上之后对编码组件进行定位，定位完成后可以将编码组件与电机固定在一起，从而无需再对电机位置进行校准，提高了校准效率。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种磁性编码器的校准装置，其特征在于，包括：测试架以及设置在测试架上的测试臂，其中，待校准磁性编码器包括：永磁体(1)和编码组件(2)，永磁体(1)和编码组件(2)中的其中一个定位在所述测试架上，另一个设置在所述测试臂上；所述测试臂上还设有用于读取位置信息的光栅尺，所述测试臂被配置为根据光栅尺读取的位置信息调整永磁体(1)和编码组件(2)之间的相对位置。

2.根据权利要求1所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述测试臂包括滑动连接在一起的滑轨和滑块,所述编码组件(2)设置在所述滑块上，所述光栅尺包括：固定在滑块上的读数头和固定在所述滑轨上的光栅尺条，其中，所述光栅尺条与所述滑轨平行设置，所述读数头与所述光栅尺条相对设置。

3.根据权利要求2所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述测试臂还包括驱动装置,所述滑块被配置为：在所述驱动装置的驱动下,所述滑块带动所述编码组件(2)沿所述滑轨滑动。

4.根据权利要求2所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述测试臂为三轴运动机构，其包括配合在一起的X轴运动机构、Y轴运动机构以及Z轴运动机构；所述X轴运动机构包括X轴滑轨以及滑动配合在X轴滑轨上的X轴滑块；所述Y轴运动机构包括Y轴滑轨以及滑动配合在Y轴滑轨上的Y轴滑块；所述Z轴运动机构包括Z轴滑轨以及滑动配合在Z轴滑轨上的Z轴滑块。

5.根据权利要求4所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述光栅尺条包括：X轴光栅尺条(3)、Y轴光栅尺条(5)和Z轴光栅尺条(8)，所述X轴光栅尺条(3)固定在所述X轴滑轨(4)上，且与所述X轴滑轨(4)平行设置，所述Y轴光栅尺条(5)固定在所述Y轴滑轨(6)上，且与所述Y轴滑轨(6)平行设置，所述Z轴光栅尺条(8)固定在所述Z轴滑轨(9)上，且与所述Z轴滑轨(9)平行设置。

6.根据权利要求5所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述读数头为3个，3个读数头分别设置在X轴滑块(7)、Y轴滑块和Z轴滑块(10)上，且分别与所述X轴光栅尺条(3)、所述Y轴光栅尺条(5)和所述Z轴光栅尺条(8)相对设置，所述读数头被配置为：能实时采集所述X轴滑块(7)、所述Y轴滑块和所述Z轴滑块(10)的位置信息，从而得到所述编码组件(2)的位置信息。

7.根据权利要求2所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述读数头包括用于读取光栅尺条数据的传感器。

8.根据权利要求7所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述光栅尺条上设置有刻度值，所述传感器被配置为：能实时采集光栅尺条上的刻度值。

9.根据权利要求8所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述光栅尺还包括显示屏，所述显示屏用于显示传感器的信息。

10.根据权利要求1所述的磁性编码器的校准装置，其特征在于，所述永磁体(1)固定在电机(11)的转轴上，所述电机(11)固定在所述测试架上。