專利名稱：雙霍爾傳感器電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)，具體是指設(shè)有兩個在空間位置上呈90°夾角的霍爾 傳感器并用于調(diào)整汽車座椅位置的具備輸出轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)方波信號功能的一種雙 霍爾傳感器電機(jī)。
背景技術(shù)：
豪華汽車座椅的空間形態(tài)與位置，簡稱座椅形位，如座墊的水平位置、前 抬高、后抬高，椅背的仰立等，可依據(jù)乘員體形和舒適感覺的不同，通過設(shè)置 在座椅各部位的若干個各自獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動調(diào)整，并設(shè)有記憶裝置和復(fù)位鍵； 設(shè)定調(diào)整后，將最滿意的座椅形位數(shù)據(jù)存儲起來，其間，若因更換駕員而再次 調(diào)整了座椅形位，復(fù)位時，只需通過復(fù)位鍵，由記憶裝置控制，由各部位電機(jī) 驅(qū)動，"一鍵"恢復(fù)上一次設(shè)定的座椅形位。同樣，乘員座椅在乘員上下車時座 椅退后讓出上下位置，上車后自動恢復(fù)到規(guī)定位置，車內(nèi)后視鏡和左、右后視 鏡的角度，因變換駕員調(diào)整后，也需要具備記憶、復(fù)位的功能；這就提出了一 個驅(qū)動電機(jī)的動態(tài)位置記憶與控制方案的問題。
汽車座椅驅(qū)動電機(jī)的動態(tài)位置記憶與控制裝置在國內(nèi)還是空白，國外近年 提出了兩種控制方案。 一種是電位器方案，用計算機(jī)記憶座椅電位器觸點(diǎn)所處 各點(diǎn)位置的輸出電壓數(shù)據(jù)，當(dāng)需要恢復(fù)上一次設(shè)定時，由電機(jī)將座椅驅(qū)動到座 椅電位器輸出電壓與記憶中的電壓數(shù)據(jù)相同的位置即可。這種方式需要極長工 作壽命的電位器，而壽命的增長帶來器件成本的大幅增加，同時，電位器畢竟 是有觸點(diǎn)器件，隨著觸點(diǎn)和電阻圖形的磨損會導(dǎo)致控制失靈，因此存在檢測精 度低、制造成本高與工作壽命短的不足。另一種是單霍爾元件計數(shù)方案，由單 霍爾器件配合電機(jī)轉(zhuǎn)子上的永磁磁環(huán)檢測計數(shù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，由計數(shù)值確定 座椅的所在位置。此方案是無觸點(diǎn)測定，解決了壽命問題，但由于霍爾器件不 能測定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向，當(dāng)座椅調(diào)整過程中碰到某種阻礙，導(dǎo)致電機(jī)旋轉(zhuǎn)受阻甚至 倒轉(zhuǎn)，或者汽車行駛中的劇烈顛簸震動，都會使座椅電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生抖動，造成多計數(shù)、誤計數(shù)現(xiàn)象，使計數(shù)數(shù)據(jù)與座椅實(shí)際位置發(fā)生偏差，由于誤計數(shù)的不 可預(yù)測性，電腦程序不易校正，這種偏差積累的后果是，座椅位置嚴(yán)重偏離設(shè) 定位置，乘員可能會感到極不舒服，特別是椅背， 一旦失控，將可能導(dǎo)致危險 發(fā)生。因此，目前即使使用單霍爾傳感器計數(shù)方案的汽車制造公司，也僅僅應(yīng) 用于座椅的水平與抬高控制上，不敢用于對椅背的控制，椅背的控制仍沿用電 位器方案。
綜上，現(xiàn)有技術(shù)電位器方案存在精度低、成本高、壽命短，單霍爾傳感器 計數(shù)方案存在轉(zhuǎn)向不明確、計數(shù)變異大、不安全的問題與不足。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題與不足，本發(fā)明采用在座椅電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)
置半邊環(huán)為N極，半邊環(huán)為S極的環(huán)形永磁磁環(huán)，在貼近磁環(huán)的圓周方向上， 設(shè)置二只互夾卯。圓心角的霍爾元件。磁環(huán)隨電機(jī)轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時，通過對二只霍 爾元件輸出的方波高低電平及上升沿與下降沿的采集、判讀、計數(shù)、記錄，獲 得電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)數(shù)的技術(shù)方案，提供具備輸出轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)方波信號功能 的一種雙霍爾傳感器電機(jī)，旨在應(yīng)用于汽車座椅位置的調(diào)整，使汽車座椅位置 調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)的測定，達(dá)到轉(zhuǎn)向明確、計數(shù)準(zhǔn)確、運(yùn)行壽命長的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的雙霍爾傳感器電機(jī)，包括電機(jī)、磁環(huán)、霍爾 元件，其中所述的電機(jī)為由外殼、永磁定子、電樞轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、換向器、
電刷構(gòu)成的永磁直流電動機(jī)；所述的磁環(huán)為薄圓柱環(huán)形永磁體，其半邊環(huán)為N 極，半邊環(huán)為S極；所述的霍爾元件為雙極性霍爾傳感器。 各構(gòu)件相互位置及關(guān)系
磁環(huán)的環(huán)孔固定套在電機(jī)電樞轉(zhuǎn)子的換向器與軸套之間的轉(zhuǎn)子軸上，在同
一平面上互夾90。圓心角的二只霍爾元件，各自的感應(yīng)面非接觸貼近磁環(huán)的柱
面，各自的管腳通過絕緣板固定在電機(jī)外殼上，經(jīng)接頭引出電機(jī)外殼。 工作原理
面對電機(jī)轉(zhuǎn)子軸輸出端，設(shè)，位于轉(zhuǎn)子軸上方的霍爾元件為H2，位于轉(zhuǎn)子
軸右邊的霍爾元件為H"電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，磁環(huán)隨轉(zhuǎn)子軸同步旋轉(zhuǎn)
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸逆時針旋轉(zhuǎn)時，Hi輸出的方波波形的上升沿，對應(yīng)H2輸出的方波波形的高電平，a輸出的方波波形的下降沿，對應(yīng)H2輸出的方波波形的 低電平，H2輸出方波的上升沿對應(yīng)Hi輸出方波的低電平，H2輸出方波的下降沿 對應(yīng)Hi輸出方波的高電平，對上述的每個波形的邊沿作一次減法計數(shù)；
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸順時針旋轉(zhuǎn)時，a輸出的方波波形的下降沿，對應(yīng)H2輸出的 方波波形的高電平，Hi輸出的方波波形的上升沿，對應(yīng)H2輸出的方波波形的 低電平，H2輸出方波的上升沿對應(yīng)Ht輸出方波的高電平，H2輸出方波的下降沿 對應(yīng)氏輸出方波的低電平，對上述的每個波形的邊沿作一次加法計數(shù)； 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸停轉(zhuǎn)時，H卜H2維持原電平無邊沿輸出，不計數(shù)； 當(dāng)電機(jī)遇阻礙或大幅度震動，轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)向抖動時，Hh H2輸出無數(shù)方 波，雖然會在每個方波的邊沿上進(jìn)行一次計數(shù)，但加減相抵，代數(shù)和為零，最 終結(jié)果為無計數(shù)。
電機(jī)轉(zhuǎn)子軸每旋轉(zhuǎn)90°產(chǎn)生一個計數(shù)，旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生四個計數(shù)，使座椅位 置計數(shù)精度得到提高，因此，通過對一只霍爾元件采用方波邊沿觸發(fā)方式計數(shù)， 同時對另一只霍爾元件所輸出對應(yīng)方波電平的判讀，可獲得電機(jī)轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)數(shù)的 明確數(shù)據(jù)；霍爾測定為無觸點(diǎn)傳感，故運(yùn)行壽命長。
上述，本發(fā)明采用在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置半邊環(huán)為N極，半邊環(huán)為S極的環(huán) 形永磁磁環(huán)，在貼近磁環(huán)的圓周方向上，設(shè)置二只互呈90°圓心角的霍爾元件， 磁環(huán)隨電機(jī)轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時，通過對二只霍爾元件輸出的方波高低電平及上升沿 與下降沿的采集、判讀、計數(shù)、記錄，獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)數(shù)的技術(shù)方案， 所提供的具備輸出轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)方波信號功能的一種雙霍爾傳感器電機(jī)，應(yīng)用于 汽車座椅位置的調(diào)整，使汽車座椅位置調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)的測定，達(dá)到轉(zhuǎn) 向明確、計數(shù)準(zhǔn)確、運(yùn)行壽命長的目的。


圖1是本發(fā)明的雙霍爾傳感器電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的雙霍爾傳感器電機(jī)的電樞轉(zhuǎn)子、磁環(huán)、霍爾元件相互位置 關(guān)系的軸測示意圖3是本發(fā)明的雙霍爾傳感器電機(jī)的工作原理中的電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)時，磁 環(huán)、霍爾元件相互位置關(guān)系的示意圖；圖4是圖3中的霍爾元件輸出方波的坐標(biāo)圖5是本發(fā)明的雙霍爾傳感器電機(jī)的工作原理中的電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)時，磁 環(huán)、霍爾元件相互位置關(guān)系的示意圖6是圖5中的霍爾元件輸出方波的坐標(biāo)圖。
下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)理解為對本 發(fā)明的任何限制。
圖中電機(jī)l、外殼ll、永磁定子12、電樞轉(zhuǎn)子13、轉(zhuǎn)子軸131、換向器 132、電刷14、軸套15、磁環(huán)2、霍爾元件3、上方霍爾管H2、右邊霍爾管&。
具體實(shí)施例方式
參閱圖1 圖6，本發(fā)明的一種雙霍爾傳感器電機(jī)，包括電機(jī)1、磁環(huán)2、 霍爾元件3，其中所述的電機(jī)l為由外殼ll、永磁定子12、電樞轉(zhuǎn)子13、轉(zhuǎn) 子軸131、換向器B2、電刷14構(gòu)成的永磁直流電動機(jī)；所述的磁環(huán)2為薄圓 柱環(huán)形永磁體，其半邊環(huán)為N極，半邊環(huán)為S極；所述的霍爾元件3為雙極性 霍爾傳感器。
各構(gòu)件相互位置及關(guān)系
磁環(huán)2的環(huán)孔固定套在電機(jī)1電樞轉(zhuǎn)子13的換向器132與軸套15之間的 轉(zhuǎn)子軸131上，在同一平面上互夾90。圓心角的二只霍爾元件3，各自的感應(yīng)面 非接觸貼近磁環(huán)2的柱面，各自的管腳通過絕緣板固定在電機(jī)l外殼ll上，經(jīng) 接頭引出電機(jī)l外殼ll。
工作原理
面對電機(jī)1轉(zhuǎn)子軸131輸出端，設(shè)，位于轉(zhuǎn)子軸131上方的霍爾元件3為 H2，位于轉(zhuǎn)子軸131右邊的霍爾元件3為氏，電機(jī)1旋轉(zhuǎn)時，磁環(huán)2隨轉(zhuǎn)子軸 131同步旋轉(zhuǎn)
當(dāng)電機(jī)1轉(zhuǎn)子軸131逆時針旋轉(zhuǎn)時，氏輸出的方波波形的上升沿，對應(yīng)H2 輸出的方波波形的高電平，Hi輸出的方波波形的下降沿，對應(yīng)H2輸出的方波 波形的低電平，H2輸出方波的上升沿對應(yīng)Hi輸出方波的低電平，H2輸出方波的 下降沿對應(yīng)Hi輸出方波的高電平，對上述的每個波形的邊沿作一次減法計數(shù)；
當(dāng)電機(jī)1轉(zhuǎn)子軸131順時針旋轉(zhuǎn)時，氏輸出的方波波形的下降沿，對應(yīng)H2輸出的方波波形的高電平，ft輸出的方波波形的上升沿，對應(yīng)H2輸出的方波 波形的低電平，H2輸出方波的上升沿對應(yīng)I^輸出方波的高電平，H2輸出方波的 下降沿對應(yīng)Hi輸出方波的低電平，對上述的每個波形的邊沿作一次加法計數(shù)； 當(dāng)電機(jī)1轉(zhuǎn)子軸131停轉(zhuǎn)時，H2維持原電平無邊沿輸出，不計數(shù)； 當(dāng)電機(jī)l遇阻礙或大幅度震動，轉(zhuǎn)子軸131產(chǎn)生轉(zhuǎn)向抖動時，H,、 H2輸出 無數(shù)方波，雖然會在每個方波的邊沿上進(jìn)行一次計數(shù)，但加減相抵，代數(shù)和為 零，最終結(jié)果為無計數(shù)。
電機(jī)1轉(zhuǎn)子軸131每旋轉(zhuǎn)90°產(chǎn)生一個計數(shù)，旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生四個計數(shù)，使 座椅位置計數(shù)精度得到提高，因此，通過對一只霍爾元件3采用方波邊沿觸發(fā) 方式計數(shù)，同時對另一只霍爾元件3所輸出對應(yīng)方波電平的判讀，可獲得電機(jī)l 轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)數(shù)的明確數(shù)據(jù)；霍爾測定為無觸點(diǎn)傳感，故運(yùn)行壽命長。
權(quán)利要求
1、雙霍爾傳感器電機(jī)，包括電機(jī)(1)、磁環(huán)(2)、霍爾元件(3)，其特征在于所述的電機(jī)(1)為由外殼(11)、永磁定子(12)、電樞轉(zhuǎn)子(13)、轉(zhuǎn)子軸(131)、換向器(132)、電刷(14)構(gòu)成的永磁直流電動機(jī)；所述的磁環(huán)(2)為薄圓柱環(huán)形永磁體，其半邊環(huán)為N極，半邊環(huán)為S極；所述的霍爾元件(3)為雙極性霍爾傳感器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙霍爾傳感器電機(jī)，其特征在于所述的各構(gòu)件相互位置及關(guān)系為，磁環(huán)(2)的環(huán)孔固定套在電機(jī)(1)電樞轉(zhuǎn)子(13)的換 向器(132)與軸套(15)之間的轉(zhuǎn)子軸(131)上，在同一平面上互夾90。圓心 角 全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙霍爾傳感器電機(jī)，包括電機(jī)(1)、磁環(huán)(2)、霍爾元件(3)。本發(fā)明采用在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置半邊環(huán)為N極，半邊環(huán)為S極的環(huán)形永磁磁環(huán)，在貼近磁環(huán)的圓周方向上，設(shè)置二只互呈90°圓心角的霍爾元件，磁環(huán)隨電機(jī)轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時，通過對二只霍爾元件輸出的方波高低電平及上升沿與下降沿的采集、判讀、計數(shù)、記錄，獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)數(shù)的技術(shù)方案，所提供的具備輸出轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)方波信號功能的一種雙霍爾傳感器電機(jī)，應(yīng)用于汽車座椅位置的調(diào)整，使汽車座椅位置調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)的測定，達(dá)到了轉(zhuǎn)向明確、計數(shù)準(zhǔn)確、運(yùn)行壽命長的目的。
文檔編號H02K11/00GK101594029SQ20091015862
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者張帥濤, 峰 李, 杜林新 申請人:寧波雙林汽車部件股份有限公司