专利名称：直流无刷线性霍尔式伺服系统的制作方法
技术领域：
直流无刷线性霍尔式伺服系统
技术领域：
本实用新型涉及的是一种直流无刷线性霍尔式伺服系统。
背景技术：
随着世界机器人产业快速发展而对其关键环节自动化领域的科技发展水平提出了更高的急迫需求A.位置控制精度的要求越来越高如医疗机器人 系统；军用雷达跟踪系统等；从空间/时间的要求来看必须达到“秒级”才能满足其精确位置控制需要。B.自动化技术的发展和最早的机器人控制系统为“交流(直流有刷)伺服系统”;其采用的是交流电机或直流有刷电机+机械式编码器+控制系统。C.由于直流无刷电机的发展而带来的伺服系统采用的是直流无刷电机+机械式编码器+控制系统。但是，以上三种伺服系统的方式都不能实现检测精确度。按其稳态工况的1024线为例其检测范围精度为0. 35度。其中1024线的意思就是电机转一圈就有1024个信号源。其二，原使用机械式编码器的直流无刷电机伺服系统的无刷电机的外径只能在26mm以上；机械式编码器(安装在转子上)的重量为几十克重。应用到微小型机器人而进行标准自动化操作的特殊工况不能实现。其三，在同样功率和使用场合下使用机械式编码器的直流无刷电机伺服系统的价格为2500元/套 3000元/套，费用高。

实用新型内容本实用新型目的是克服了现有技术中的不足而提供一种检测精度高、体积小、造价低的直流无刷线性霍尔式伺服系统。为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案直流无刷线性霍尔式伺服系统，其特征在于包括有永磁直流无刷电机和控制永磁直流无刷电机的控制器，在永磁直流无刷电机上设有线性霍尔传感器，该线性霍尔传感器包括有霍尔元件、线性放大器和射极跟随器，所述霍尔元件的感应材料的重量占整个霍尔元件的3-5%。如上所述的直流无刷线性霍尔式伺服系统，其特征在于所述感应材料为有机硅类材料。本实用新型与现有技术相比有如下优点其一、检测精度按其稳态工况(相当于3600线)下其检测范围精度为0.1度。其二、取消原相间检测霍尔传感器和机械式编码器，仅用线性霍尔传感器，而全部替代其功能，制造工艺简单。其三、线性霍尔式无刷电机伺服系统的无刷电机的外径可以做到22mm甚至更小；而无需在无刷电机转子上安装任何装置，从而有效的降低转子惯量而提高无刷电机的运转效率。同时，因其体积小，重量轻而使运用到急需微小型机器人而进行标准自动化操作的特殊工况得以实现。其四、线性霍尔式无刷电机伺服系统的价格为1000元/套 1500元/套。这种性/价比得到客户的肯定。同时，有力的 推动我国在自动化应用领域内的规模发展上，具有很强的竞争力。

图1是本实用新型的剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述如图所示，直流无刷线性霍尔式伺服系统，包括有永磁直流无刷电机I和控制永磁直流无刷电机I的控制器。现该实施例的永磁直流无刷电机是为申请人于2010年12月29日申请的，专利为201220688293. 4的结构专利。在该专利中，详细介绍了该电机的结构。[0021 ] 在永磁直流无刷电机I上设有线性霍尔传感器2，该线性霍尔传感器2包括有霍尔元件、线性放大器和射极跟随器。所述霍尔元件的感应材料的重量占整个霍尔元件的3-5%。该比例改变了现有的感应材料比例，使该霍尔元件形成了精确的位置感应系统信号源。进一步来说,所述感应材料为有机硅类材料。此外，控制器是编有软件程序来精确跟踪线性霍尔传感器2的信号源，形成对位置检测的精度可达到0.1度。此外对霍尔效应作简单说明在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压，这就是霍尔效应。根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。霍尔线性器件具有精度高、线性度好的特点。直流无刷线性霍尔伺服驱动系统简介驱动器基于数字信号处理器(DSP)架构，配合场效应管(MOSFET)功放输出，全面采用表面贴装工艺(SMT)，具备调速、定位与转矩控制功能，适用于驱动连续输出功率不超过150W、电源电压不高于28V的直流有刷或无刷伺服电机。功放输出端的脉宽调制(PWM)频率高达78. 12kHz，尤为适合空心杯电机。我司生产的空心杯式线性霍尔无刷电机，摒弃了传统的编码器，定位精度达
0.12°。在简化系统结构、降低硬件成本方面具有巨大优势，引领着无刷伺服系统的发展方向。驱动器引人瞩目的特色如下[0032] 高度集成的驱动与控制一体化结构； 支持模拟电压、脉宽调制信号、脉冲信号与RS232串口或CANopen通讯控制；今支持在线控制、脱机程控和组网多轴联动控制；+支持调速、定位与转矩控制，具备过压、欠压、过热、过流保护； 运动程序可写入和单机运行，实现无需上位机的脱机程控工作； 仅需外接一个电阻，即可实现至多255个驱动器组网，通过单个串口进行多轴联动控制；+控制与驱动一体化结构，同比运动控制卡，具有结构精简、成本低廉、使用简单等明显优势。主要功能包括今调速范围5 30，OOOrpm0高速动态响应且转矩波动极低；+曲线调速支持斜线、三角形和梯形等曲线调速，支持软启动，正负加速度可自由设定； 定位PID精确调控，定位精度由编码器分辨率决定，支持对编码器信号的四倍频细分；+转矩控制根据电机的伺服特性，通过调节限流值限定输出转矩；+零位与限位开关3飞个输入/输出端口，触发条件与功能等，可随时设定；+支持多种控制信号包括模拟电压、PWM信号、脉冲信号与专用RS232控制指令集;今多种工作模式在线与脱机程控、步进、模拟信号定位、纯功放、电子齿轮、开环调速等。驱动器小巧玲珑、功能强大、简单易用、成本低廉、工作可靠，对于批量需求的用户，可定制驱动器版型尺寸、端口连接方式和预设驱动参数等。下面是无刷驱动器的基本参数
权利要求1.直流无刷线性霍尔式伺服系统，其特征在于包括有永磁直流无刷电机(I)和控制永磁直流无刷电机(I)的控制器，在永磁直流无刷电机(I)上设有线性霍尔传感器(2)，该线性霍尔传感器(2)包括有霍尔元件、线性放大器和射极跟随器，所述霍尔元件的感应材料的重量占整个霍尔元件的3-5%。
2.根据权利要求1所述的直流无刷线性霍尔式伺服系统，其特征在于所述感应材料为有机硅类材料。
专利摘要本实用新型公开了一种直流无刷线性霍尔式伺服系统，它包括有永磁直流无刷电机和控制永磁直流无刷电机的控制器，在永磁直流无刷电机上设有线性霍尔传感器，该线性霍尔传感器包括有霍尔元件、线性放大器和射极跟随器，所述霍尔元件的感应材料的重量占整个霍尔元件的3-5%。本实用新型提供一种检测精度高、体积小、造价低的直流无刷线性霍尔式伺服系统。
文档编号G01D5/12GK202841032SQ20122044738
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者象天工, 张秀芳 申请人:北京象工电机有限公司