一种角度位置传感器及具有其的电机的制作方法

本实用新型属于检测技术领域，尤其涉及一种角度位置传感器及具有其的电机。

背景技术：

目前，在很多工程技术领域，需要对电机的旋转角度进行测量，以便更好地观察电机运行过程中的模态，控制电机的运行过程和状态，提高电机机组的工作效率，延长电机组的寿命。相关技术中，通过角度位置传感器来测量电机的旋转角度，其中，角度位置传感器有两种，一种是旋转变压器，旋转变压器主要由定子铁芯、转子铁芯、绕组、绝缘座、旋变线束组成，其结构复杂，加工及装配困难；另一种是霍尔磁位置传感器，霍尔磁位置传感器对装配方式有较高的要求，即霍尔磁位置传感器的磁铁与霍尔磁位置传感器的芯片必须在同一条轴线上，且间隔一定的距离。

因此，如何提供一种结构简单，安装方便的角度位置传感器是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种角度位置传感器，所述角度位置传感器结构简单、安装方便。

根据本实用新型实施例提出的一种角度位置传感器，用于测量电机转轴的旋转角度，包括：导磁板，所述导磁板套设在所述电机的转轴上，并随所述电机的转轴同步转动，且所述导磁板的左侧设有第一限位机构，所述导磁板的右侧设有第二限位机构，所述第一限位机构和所述第二限位机构轴向双向定位所述导磁板；和PCB板，所述PCB板适于安装在所述电机的端盖上，且所述PCB板上设有多个磁感应件，所述磁感应件用于检测由所述导磁板相对于所述PCB板旋转时产生的磁场变化。

角度位置传感器在电机上是测量电机转轴旋转角度的传感器，其中，角度位置传感器的导磁板与电机转轴连接，且与电机转轴同步转动，角度位置传感器的PCB板安装在电机的端盖上，电机工作时，导磁板跟随电机转轴转动，PCB板上的磁感应件可检测由所述导磁板相对于所述PCB板旋转时产生的磁场变化，并向电机控制器发送电气转角信号，电机控制器根据接收到的电气转角信号对电机进行控制，然而若电机转速较快，所述导磁板易发生轴向位移，从而降低所述角度位置传感器的测量精度；本实施例提供的角度位置传感器通过在导磁板的左右两侧设置第一限位机构和第二限位机构，从而完全地固定导磁板，提高所述角度位置传感器的测量精度，保证电机的正常运转。

另外，根据本实用新型的角度位置传感器还可以具有以下附加技术特征。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一限位机构为第一压板，所述第一压板为中空环形板，且所述第一压板通过过盈配合安装在所述电机的转轴上。所述第一压板的右端面抵住所述导磁板的部分左端面，防止所述导磁板向左发生轴向位移，且所述第一压板装配方便，使得所述角度位置传感器的装配和维护更加方便。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一限位机构为第一压板，所述第一压板为中空三角形板，且所述第一压板通过过盈配合安装在所述电机的转轴上。所述第一压板的右端面抵住所述导磁板的部分左端面，防止所述导磁板向左发生轴向位移，且所述第一压板装配方便，使得所述角度位置传感器的装配和维护更加方便。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二限位机构为第二压板，所述第二压板为中空环形板，且所述第二压板通过过盈配合安装在所述电机的转轴上。所述第二压板的左端面抵住所述导磁板的部分右端面，防止所述导磁板向右发生轴向位移，且所述第二压板装配方便，使得所述角度位置传感器的装配和维护更加方便。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二限位机构为第二压板，所述第二压板为中空三角形板，且所述第二压板通过过盈配合安装在所述电机的转轴上。所述第二压板的左端面抵住所述导磁板的部分右端面，防止所述导磁板向右发生轴向位移，且所述第二压板装配方便，使得所述角度位置传感器的装配和维护更加方便。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二限位机构为所述电机的转轴轴肩。所述转轴轴肩抵住所述导磁板的部分右端面，防止所述导磁板向右发生轴向位移，且所述轴肩为电机转轴的一部分，其具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力的优点。

根据本实用新型的一个实施例，所述导磁板包括：本体，所述本体朝远离所述本体的一侧延伸形成第一扇形部，所述本体朝远离所述本体的另一侧形成第二扇形部，且所述第一扇形部和所述第二扇形部对称设置。所述第一扇形部和所述第二扇形部是由导电率较高的材质制成，当不同的磁感应件分别与所述第一扇形部或所述第二扇形部的位置正对时，相应磁感应件会检测到磁场强度增强，并向电机控制器发送电气转角信号，电机控制器根据接收到的电气转角信号获取电机转子的位置和旋转角度，从而对电机进行控制，保证电机的正常运转。

根据本实用新型的一个实施例，所述本体上设有供所述电机的转轴穿过的通孔，且所述通孔的边缘上设有平键。所述本体通过过盈配合安装在所述电机的转轴上，所述转轴上设有与所述平键相适配的凹槽，所述平键可伸入凹槽中，由此来对所述导磁板进行定位，防止所述导磁板发生旋转，从而提高了所述角度位置传感器的测量精度。

根据本实用新型的一个实施例，所述角度位置传感器还包括PCB固定座，所述PCB固定座适于安装在所述电机的端盖上，且所述PCB固定座上设有容置所述PCB板的安装槽。如此设置，方便固定安装所述PCB板，所述PCB板避免了因电机的震动而导致位置发生偏移，从而提高了所述角度位置传感器的测量精度。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装槽上设有若干周向分布的凸台，所述PCB板上设有若干与所述凸台相适配的定位孔。所述凸台嵌入所述PCB板上的定位孔中，从而对所述PCB板进行定位，防止所述PCB板发生旋转，进而影响所述角度位置传感器的测量精度。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装槽内设有包裹所述PCB板的环氧胶。由此，有效地固定和密封所述PCB板。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装槽的外边缘均匀设置有多个凹槽，且部分相邻两个所述凹槽之间设有安装孔。通过设置凹槽，从而均匀所述PCB固定座的壁厚，提升所述PCB固定座的质量。

根据本实用新型的一个实施例，所述磁感应件为感应线圈，所述PCB板上还设有解码芯片，且所述解码芯片与所述感应线圈电连接，所述解码芯片用于根据所述感应线圈的电压以获取电机转轴的旋转角度。所述解码芯片向电机控制器发送电气转角信号，电机控制器根据接收到的电气转角信号对电机进行控制，保证电机的正常运转。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电机，所述电机包括端盖、转轴以及角度位置传感器，其中，所述转轴穿过所述端盖，所述角度位置传感器的导磁板适于安装在所述转轴上，所述角度位置传感器的PCB板适于安装在所述端盖上，且所述角度位置传感器为如前所述的角度位置传感器。

根据本实用新型实施例的电机，通过利用根据本实用新型第一个目的提出的一种角度位置传感器，其具有结构简单、安装方便的优点。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电机的剖面图。

图2是图1的A部放大图。

图3是本实用新型一个实施例提供的第一限位机构的结构示意图。

图4是本实用新型另一个实施例提供的第一限位机构的结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的导磁板的结构示意图。

图6是本实用新型实施例提供的PCB板的结构示意图。

图7是本实用新型实施例提供的PCB固定座的结构示意图。

附图标记：

电机1000，

PCB固定座1，安装槽11，安装孔12，凹槽13，凸台14，

第一限位机构2，

第二限位机构3，

导磁板4，本体41，通孔411，平键412，第一扇形部42，第二扇形部43，

PCB板5，定位孔51，

转轴101，

端盖102。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在具体描述本实用新型实施例之前，为了便于理解，首先对常用技术词进行介绍：PCB板为印刷电路板。

下面参照图1-图7详细描述根据本实用新型实施例的角度位置传感器以及具有其的电机。根据本实用新型第一方面实施例的角度位置传感器包括：导磁板4和PCB板5，其中，所述导磁板4套设在电机1000的转轴101上，并随所述电机1000的转轴101同步转动，且所述导磁板4的左侧设有第一限位机构2，所述导磁板4的右侧设有第二限位机构3，所述第一限位机构2和所述第二限位机构3轴向双向定位所述导磁板4；所述PCB板5适于安装在所述电机1000的端盖102上，且所述PCB板5上设有多个磁感应件，所述磁感应件用于检测由所述导磁板4相对于所述PCB板5旋转时产生的磁场变化。所述导磁板4可以是钢板，也可以是铁板等。

角度位置传感器在电机上是测量电机转轴旋转角度的传感器，其中，角度位置传感器的导磁板与电机转轴连接，且与电机转轴同步转动，角度位置传感器的PCB板安装在电机的端盖上，电机工作时，导磁板跟随电机转轴转动，PCB板上的磁感应件可检测由所述导磁板相对于所述PCB板旋转时产生的磁场变化，并向电机控制器发送电气转角信号，电机控制器根据接收到的电气转角信号对电机进行控制，然而若电机转速较快，所述导磁板易发生轴向位移，从而降低所述角度位置传感器的测量精度；本实施例提供的角度位置传感器通过在导磁板4的左右两侧设置第一限位机构2和第二限位机构3，从而完全地固定导磁板4，提高所述角度位置传感器的测量精度，保证电机的正常运转。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，所述第一限位机构2为第一压板，所述第一压板为中空环形板，且所述第一压板通过过盈配合安装在所述电机1000的转轴101上。所述第一压板的右端面抵住所述导磁板4的部分左端面，防止所述导磁板4向左发生轴向位移，且所述第一压板装配方便，使得所述角度位置传感器的装配和维护更加方便。需要说明的是，所述中空环形板是指所述第一压板呈环形，且所述第一压板上设有圆孔，所述圆孔沿所述第一压板的厚度方向贯穿所述第一压板。

在本实用新型的另一些实施例中，如图4所示，所述第一限位机构2为第一压板，所述第一压板为中空三角形板，且所述第一压板通过过盈配合安装在所述电机的转轴上。所述第一压板的右端面抵住所述导磁板4的部分左端面，防止所述导磁板4向左发生轴向位移，且所述第一压板装配方便，使得所述角度位置传感器的装配和维护更加方便。需要说明的是，所述中空三角形板是指所述第一压板呈三角形，且所述第一压板上设有圆孔，所述圆孔沿所述第一压板的厚度方向贯穿所述第一压板，此外，所述第一压板的形状不仅仅局限于三角形，也可以是多边形，例如矩形、五变形等。

类似地，在本实用新型的一些实施例中，所述第二限位机构3为第二压板，所述第二压板为中空环形板，且所述第二压板通过过盈配合安装在所述电机1000的转轴101上。所述第二压板的左端面抵住所述导磁板4的部分右端面，防止所述导磁板4向右发生轴向位移，且所述第二压板装配方便，使得所述角度位置传感器的装配和维护更加方便。需要说明的是，所述中空环形板是指所述第二压板呈环形，且所述第二压板上设有圆孔，所述圆孔沿所述第二压板的厚度方向贯穿所述第二压板。

在本实用新型的另一些实施例中，所述第二限位机构3为第二压板，所述第二压板为中空三角形板，且所述第二压板通过过盈配合安装在所述电机1000的转轴101上。所述第二压板的左端面抵住所述导磁板4的部分右端面，防止所述导磁板4向右发生轴向位移，且所述第二压板装配方便，使得所述角度位置传感器的装配和维护更加方便。需要说明的是，所述中空三角形板是指所述第二压板呈三角形，且所述第二压板上设有圆孔，所述圆孔沿所述第二压板的厚度方向贯穿所述第二压板。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1和图2所示，所述第二限位机构3为所述电机1000的转轴轴肩。所述转轴轴肩抵住所述导磁板4的部分右端面，防止所述导磁板4向右发生轴向位移，且所述轴肩为电机转轴的一部分，其具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力的优点。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，所述导磁板4包括本体41，所述本体41朝远离所述本体41的一侧延伸形成第一扇形部42，所述本体41朝远离所述本体41的另一侧形成第二扇形部43，且所述第一扇形部42和所述第二扇形部43对称设置。所述第一扇形部42和所述第二扇形部43是由导电率较高的材质制成，当不同的磁感应件分别与所述第一扇形部42或所述第二扇形部43的位置正对时，相应磁感应件会检测到磁场强度增强，并向电机控制器发送电气转角信号，电机控制器根据接收到的电气转角信号获取电机转子的位置和旋转角度，从而对电机进行控制，保证电机的正常运转。

在本实用新型的一些实施例中，所述本体41上设有供所述电机1000的转轴101穿过的通孔411，且所述通孔411的边缘上设有平键412。所述本体41通过过盈配合安装在所述电机1000的转轴101上，所述转轴101上设有与所述平键412相适配的凹槽，所述平键可伸入凹槽中，由此来对所述导磁板进行定位，防止所述导磁板发生旋转，从而提高了所述角度位置传感器的测量精度。

在本实用新型的一些实施例中，如图7所示，所述角度位置传感器还包括PCB固定座1，所述PCB固定座1适于安装在所述电机1000的端盖102上，且所述PCB固定座1上设有容置所述PCB板5的安装槽11。如此设置，方便固定安装所述PCB板5，所述PCB板5避免了因电机的震动而导致位置发生偏移，从而提高了所述角度位置传感器的测量精度。

在本实用新型的一些实施例中，如图6和图7所示，所述安装槽11上设有若干周向分布的凸台14，所述PCB板5上设有若干与所述凸台14相适配的定位孔51。所述凸台14嵌入所述PCB板5上的定位孔51中，从而对所述PCB板5进行定位，防止所述PCB板5发生旋转，进而影响所述角度位置传感器的测量精度。

在本实用新型的一些实施例中，所述安装槽11内设有包裹所述PCB板5的环氧胶。由此，有效地固定和密封所述PCB板5。

在本实用新型的一些实施例中，所述安装槽11的外边缘均匀设置有多个凹槽13，且部分相邻两个所述凹槽13之间设有安装孔12。通过设置凹槽13，从而均匀所述PCB固定座1的壁厚，提升所述PCB固定座1的质量。

在本实用新型的一些实施例中，所述磁感应件为感应线圈，所述PCB板5上还设有解码芯片，且所述解码芯片与所述感应线圈电连接，所述解码芯片用于根据所述感应线圈的电压以获取电机转轴的旋转角度。所述解码芯片向电机控制器发送电气转角信号，电机控制器根据接收到的电气转角信号对电机进行控制，保证电机的正常运转。

本实用新型还公开了一种电机1000，如图1所示，所述电机1000包括端盖102、转轴101以及角度位置传感器，其中，所述转轴101穿过所述端盖102，所述角度位置传感器的导磁板4适于安装在所述转轴101上，所述角度位置传感器的PCB板5适于安装在所述端盖102上，且所述角度位置传感器为如前所述的角度位置传感器。本示例中的角度位置传感器结构简单、安装方便牢固，且通过实时向电机控制器发送电气转角信号，从而起到监测电机工作状态的作用，保证电机的正常运行。

根据本实用新型实施例的电机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

本实用新型公开的电机1000不仅可以应用在交通运输领域，也可应用在家用电器、电气伺服传动等其他领域。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。