一种位置检测系统及马达的制作方法

    专利查询2025-06-01  86


    本申请涉及位置检测或运动检测,具体而言,涉及一种位置检测系统及马达。


    背景技术:

    1、小角度摆动马达是一种能够实现俯仰运动和偏转运动中一项运动或两项复合运动的马达装置。小角度摆动马达往往需要在精确的角度和位置上进行工作,以实现特定的功能或动作,因此需要检测精度较高的马达运动状态检测系统。

    2、相关技术中的马达运动检测装置将检测芯片设置于马达定子中心位置,通过检测芯片来检测马达运动时的磁场变化量,进而确定马达的运动状态。但由于检测芯片设置于定子中心位置,定子中心位置处的磁场强度较大,容易导致磁阻进入非线性区甚至饱和、影响检测芯片的检测精度,从而导致对马达运动状态的检测精度降低,甚至出现检测失灵。


    技术实现思路

    1、本申请实施例的目的在于提供一种位置检测系统及马达,用以避免磁感应单元设置在线圈中心(尤其是马达的励磁线圈)产生过早饱和,提高对位置状态检测的可靠性和检测精度。

    2、本申请的第一方面提供一种位置检测系统。所述检测系统包括:励磁线圈、磁铁和第一磁角度传感器。其中,所述磁铁被流经所述励磁线圈的电流产生的磁场驱动产生运动。以所述励磁线圈的线圈平面为z-y平面,则所述磁铁的n-s连线平行于y轴。在初始状态,所述励磁线圈在z-y平面的对称轴与所述磁铁在z-y平面的对称轴对齐或者重合。所述第一磁角度传感器沿z轴方向布设在所述励磁线圈的外侧,其测量z-y平面的磁场输出相对于所述初始状态的第一磁场绝对角度信息。

    3、相应地,所述检测系统包括信号处理单元;所述信号处理单元基于所述第一磁场绝对角度信息,确定所磁铁的运动状态;所述运动状态包括所述磁铁的pitch运动角或yaw运动角。所述信号处理单元基于预先存储的第一磁场绝对角度信息和所述磁铁的pitch运动角-yaw运动角的可能组合关系的对应关系,确定所述磁铁的运动状态。

    4、进一步地,所述检测系统还包括第二磁角度传感器;所述第二磁角度传感器沿z轴方向、与所述第一磁角度传感器布设在所述励磁线圈的同一外侧;所述第二磁角度传感器测量z-y平面的磁场输出相对于所述初始状态的第二磁场绝对角度信息。

    5、相应地,所述检测系统包括信号处理单元;所述信号处理单元基于所述第一磁场绝对角度信息、第二磁场绝对角度信息,确定所述磁铁的运动状态;所述运动状态包括所述磁铁的pitch运动角和yaw运动角。所述信号处理单元基于预先存储的第一磁场绝对角度信息、第二磁场绝对角度信息、以及所述磁铁的pitch运动角和yaw运动角的对应关系,确定所述磁铁的运动状态。

    6、进一步地,所述第一磁角度传感器和第二磁角度传感器装设在pcb板上。优选地,所述第一磁角度传感器、所述第二磁角度传感器以及所述励磁线圈均安装在同一块pcb板上。这样设置有利于改善位置检测系统的布设难度以及布设成本,有利于压缩马达运动状态检测系统的占用面积。

    7、优选地,所述励磁线圈为小角度震动/摆动马达的定子,所述磁铁为小角度震动/摆动马达的转子。

    8、进一步地,以上磁角度传感器为基于霍尔的磁角度传感器,或者为基于xmr磁阻的磁角度传感器;所述基于xmr磁阻的磁角度传感器包括:tmr磁角度传感器、amr磁角度传感器和gmr磁角度传感器。

    9、与上述位置检测系统相对应,本申请的第二方面还提供一种马达。所述马达具有以上所述的位置检测系统。

    10、本发明提供的位置检测系统,由于磁铁运动影响磁场在磁角度传感器处的磁场角度,从而可以通过检测磁场角度的变化实现对磁铁运动状态的检测。相较于相关技术中仅采用一个设置在励磁线圈中心位置处的运动/位置检测方案,一方面,上述方案将磁角度传感器设置在励磁线圈的外侧,该位置磁场强度明显较弱;而且由于磁场强度与磁源距离呈二次方衰减的关系,有利于根据实际需要设置磁角度传感器与线圈的距离,使磁阻工作在不饱和的线性区、保证磁角度传感器工作稳定性;另一方面,通过两个磁角度传感器来实现对磁铁运动状态的检测,形成输出数据相互校正可以进一步提高的位置/运动的检测精度。将位置检测系统应用在小角度震动/摆动马达中,从而实现对小角度震动/摆动马达的马达运动状态检测,能够提高小角度震动/摆动马达的运动状态检测可靠性和检测精度。



    技术特征:

    1.一种位置检测系统,其特征在于,所述检测系统包括:励磁线圈、磁铁和第一磁角度传感器;

    2.如权利要求1所述的位置检测系统,其特征在于,所述检测系统还包括第二磁角度传感器;所述第二磁角度传感器沿z轴方向、与所述第一磁角度传感器布设在所述励磁线圈的同一外侧;所述第二磁角度传感器测量z-y平面的磁场输出相对于所述初始状态的第二磁场绝对角度信息。

    3.如权利要求1所述的位置检测系统,其特征在于,所述检测系统包括信号处理单元;所述信号处理单元基于所述第一磁场绝对角度信息,确定所磁铁的运动状态;所述运动状态包括所述磁铁的pitch运动角或yaw运动角。

    4.如权利要求2所述的位置检测系统,其特征在于,所述检测系统包括信号处理单元;所述信号处理单元基于所述第一磁场绝对角度信息、第二磁场绝对角度信息,确定所述磁铁的运动状态;所述运动状态包括所述磁铁的pitch运动角和yaw运动角。

    5.根据权利要求2所述的位置检测系统,其特征在于,所述第一磁角度传感器和第二磁角度传感器装设在pcb板上。

    6.根据权利要求2所述的位置检测系统,其特征在于,所述第一磁角度传感器、所述第二磁角度传感器以及所述励磁线圈均安装在同一块pcb板上。

    7.根据权利要求1所述的位置检测系统,其特征在于,所述励磁线圈为小角度震动/摆动马达的定子,所述磁铁为小角度震动/摆动马达的转子。

    8.根据权利要求3所述的位置检测系统,其特征在于,所述信号处理单元基于预先存储的第一磁场绝对角度信息和所述磁铁的pitch运动角或yaw运动角对应关系,确定所述磁铁的运动状态。

    9.根据权利要求4所述的位置检测系统,其特征在于,所述信号处理单元基于预先存储的第一磁场绝对角度信息、第二磁场绝对角度信息、以及所述磁铁的pitch运动角和yaw运动角的对应关系,确定所述磁铁的运动状态。

    10.根据权利要求1~9中任一项所述的位置检测系统,其特征在于,所有的磁角度传感器为基于霍尔的磁角度传感器,或者为基于xmr磁阻的磁角度传感器;所述基于xmr磁阻的磁角度传感器包括:tmr磁角度传感器、amr磁角度传感器和gmr磁角度传感器。

    11.一种马达,其特征在于,所述马达具有如权利要求1~10中任一项所述的位置检测系统。


    技术总结
    本申请提供一种位置检测系统及马达,所述位置检测系统包括:励磁线圈、磁铁、磁角度传感器和信号处理单元。以所述励磁线圈的线圈平面为Z‑Y平面,所述磁角度传感器沿Z轴方向布设在励磁线圈的一侧。信号处理单元基于所述磁角度传感器的输出信号,确定所述磁铁的运动状态。本发明提供的技术方案将磁角度传感器设置线圈之外的特定位置上以避免饱和,而且通过两个磁角度传感器还可以实现磁两个角度传感器输出数据相互校正,准确地检出对所述磁铁的Pitch运动角和Yaw运动角,有利于进一步改善位置检测的精度。

    技术研发人员:郭海平,宋晨,李东风
    受保护的技术使用者:江苏多维科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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