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伺服轮毂电机光编码器和磁编码器对比

作者:深圳市精锐昌精密智能有限公司点击:168 发布时间:2022-02-22

伺服轮毂电机光编码器和磁编码器对比


   在各种伺服运动控制中,编码器都是组成运动控制反馈回路的关键元器件,作为将机械运动转换为电信号的器件,编码器可为工程师提供位置、速度、距离和方向等基本数据,用以优化整个系统的性能。

   伺服轮毂电机作为各类服务机器人、AGV、AMR、智能车、智能电动轮椅等的关键运动器件,需要选

择合适的编码器作为不同场景的应用需求。右图为精锐昌6.5寸伺服轮毂电机。


   常用的高精度编码器有两种:光编码器和磁编码器。

一.光编码器

光学编码器一直都是运动控制应用市场的热门选择。它由LED光源(通常是红外光源)和光电探测器组成,透射式光源和探测器分别位于编码器码盘两侧,而反射式位于同一侧。码盘由塑料或不锈钢镜面制成,上面间隔排列着一系列透光和不透光的线或槽。码盘旋转时,LED光路被码盘上间隔排列的线或槽阻断或反射,从而产生两路典型的方波A和B正交脉冲,可用于确定轴的旋转和速度。


图1 透射式

伺服轮毂电机光编码器和磁编码器对比

图2 反射式光编码器伺服轮毂电机光编码器和磁编码器对比


伺服轮毂电机常用的光编码器可以达到10bit或12bit分辨率,在响应速度上也比较好。虽然性能能完全满足轮毂电机要求 ,但是仍有几点缺陷,在机器人应用中多尘且肮脏的环境中,污染物会堆积在码盘上,伺服轮毂电机内部也难以做到完全的清洁和密封环境,从而阻碍 LED 光透射到光学传感器,发生丢线情况。

由于受污染的码盘可能会导致方波不连续或完全丢失,因而极大地影响了光学编码器的可靠性和精度。

另外,LED 的使用寿命有限,终总会烧坏,从而导致编码器故障。此外,玻璃或塑料码盘容易因振动或极端温度而损坏,因而限制了光学编码器在恶劣环境应用中的适用范围,将其组装到电机上不仅耗时,而且受污染的风险更大。

二.磁编码器

磁性编码器的结构与光学编码器类似,但它利用的是磁场,而非光束。磁性编码器使用磁性码盘替代带槽光电码盘,磁性码盘上带有间隔排列的磁极,并在一列霍尔效应传感器或巨磁阻传感器上旋转。

伺服轮毂电机光编码器和磁编码器对比

图3 磁编码器安装形式

码盘的任何转动都会使这些传感器产生响应,而产生的信号将传输至信号调理前端电路以确定轴的位置。

相较于光学编码器,磁性编码器的优势在于更耐用、抗振和抗冲击。而且,在遇到灰尘、污垢和油渍等污染物的情况下,光学编码器的性能会大打折扣,磁性编码器却不受影响,因此非常适合恶劣环境应用。

近年经过技术的不断发展,磁编码的精度和分辨率已经大幅提高。精度媲美光编,分辨率甚至达到了18bit. 磁编码器可选式输出和增量式输出,多集成了ABZ、SPI、SSI、PWM、UVW等多种输出接口方式,完全满足伺服轮毂电机的需要。

考虑到伺服轮毂电机的结构特点和应用场景,需要对环境友好、可靠性高、精度和分辨率高、维护方便等需要,首推磁编码器。精锐昌精密凭借在伺服轮毂电机行业的多年积累,可以为客户提供定制化的解决方案。

伺服轮毂电机光编码器和磁编码器对比