CN113720362B - 编码器、电机及自动化设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种编码器、电机及自动化设备，编码器包括电路板和相对于电路板可运动的磁性部件，电路板包括：至少三个磁感模块，以用于感应磁性部件的磁信号的变化生成以两种磁编码信号，以根据这两种磁编码信号获得编码器的当前时刻的运行方向、圈数值和绝对位置；至少一个光感模块，用于感应编码器的光信号的变化生成光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；信号处理单元，与各个模块均连接以根据编码器的当前时刻的运行方向、圈数值、绝对位置和相对位置确定编码器的当前时刻的位置信息，以解决现有技术中的光电编码器或磁电编码器无法同时满足高精度和抗干扰的要求的问题。

Description

编码器、电机及自动化设备

技术领域

本发明涉及编码器技术领域，具体而言，涉及一种编码器、电机及自动化设备。

背景技术

光电编码器是包括光电码盘，光电码盘的中心套设在转轴上，光电码盘上设置有环形的明暗相间的刻线，光电编码器还包括具有光发射器件和光接收器件，以通过光接收器件来读取光发射器件所发出的光信号并将其转化为电信号，主要用来测量位移或角度，其结构简单、精度较高，但是抗干扰能力较弱。另外，由于光电编码器是通过码盘上刻线来计算精度的，因此，精度越高，码盘就会越大，编码器总体积也就越大。

磁电编码器则是采用磁电式设计，利用磁器件代替码盘，并设置磁感应器件，利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置，弥补了光电编码器的上述缺陷，具有抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高且结构简单等优点，但是精度较差。

为了满足编码器使用中的高精度和抗干扰的需求，需要设置一种光磁混合编码器，包括光编码组件和磁编码组件，通过结合磁感芯片和光感芯片所感应到的信号，来解算出更为准确的绝对位置信息，从而提高编码器的测量精度，满足混合编码器的高精度和高稳定性的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种编码器、电机及自动化设备，以解决现有技术中的光电编码器或磁电编码器无法同时高精度和抗干扰的要求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种编码器，包括电路板和相对于电路板可运动的磁性部件，电路板包括：至少一个光感模块，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板还包括：至少两个第一磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第一磁编码信号，以获得编码器的第一运行方向，并通过第一磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第一圈数值；至少一个第二磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第二磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的第一绝对位置；或，至少两个第三磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第三磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的磁信号的第二圈数值；至少一个第四磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第四磁编码信号，通过第三磁编码信号和第四磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置和第二运行方向；或，至少两个第五磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第五磁编码信号，以获得编码器的第三运行方向，并通过第五磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第三圈数值；至少一个第六磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第六磁编码信号，通过第五磁编码信号和第六磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第三绝对位置；电路板还包括与第一磁感模块和第二磁感模块，或第三磁感模块和第四磁感模块，或第五磁感模块和第六磁感模块，以及光感模块均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置、以及第一运行方向、第一圈数值和第一绝对位置，或第二运行方向、第二圈数值和第二绝对位置，或第三运行方向、第三圈数值和第三绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。

进一步地，至少两个第一磁感模块或至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块输出至少一个第一方波信号组，在一个机械周期内，第一方波信号组包括N个周期的第一方波信号和N个周期的第二方波信号，其中，N≥1，N为整数。

进一步地，各个第一方波信号组的第一方波信号和第二方波信号在同一时刻的相位差为90度。

进一步地，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个第一正余弦信号组，在一个机械周期内，第一正余弦信号组包括一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号，或者，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个第二正余弦信号组，在一个机械周期内，第二正余弦信号组包括两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号，或者，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个第三正余弦信号组，在一个机械周期内，第三正余弦信号组包括M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号，其中，M≥3，M为整数；或者，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个周期的数字信号；或者，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个随角度位置呈周期性变化的PWM信号；或者，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个周期的三角波信号；或者，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少四个周期的梯形波信号。

进一步地，光编码信号包括至少一个第二方波信号组，在一个机械周期内，第二方波信号组包括H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号，其中，H≥1，H为整数；或者，光编码信号包括至少一个第四正余弦信号组，在一个机械周期内，第四正余弦信号组包括K个周期的正弦信号和K个周期的余弦信号，其中，K≥1，K为整数。

进一步地，各个第二方波信号组的第三方波信号和第四方波信号在同一时刻的相位差为90度。

进一步地，编码器包括设置有码道的码盘，光感模块用于感应码盘的光信号的变化以生成光编码信号；和/或，编码器包括设置有码道的环形光栅，光感模块用于感应环形光栅的光信号的变化以生成光编码信号；和/或，编码器包括设置有码道的鼓形光栅，光感模块用于感应鼓形光栅的光信号的变化以生成光编码信号；或，编码器包括设置有码道的光栅尺，光感模块用于感应光栅尺的光信号的变化以生成光编码信号。

进一步地，光感模块发射的光线经过码道反射后被光感模块再次接收；或，编码器还包括用于发射光线的光源，光源发出的光线经过码道反射或者透射后被光感模块接收。

进一步地，磁性部件包括磁钢、磁环、磁鼓和磁尺中的至少一种。

进一步地，第一磁感模块或第二磁感模块或第三磁感模块或第四磁感模块或第五磁感模块或第六磁感模块包括霍尔开关或磁感芯片的至少一种，磁感芯片包括TMR、GMR和AMR的至少一种。

进一步地，光编码信号还包括至少一个Z脉冲信号，信号处理单元接收并处理Z脉冲信号以获得编码器的当前时刻的光信号圈数值。

进一步地，第一磁感模块或第三磁感模块或第五磁感模块的数量为两个，两个第一磁感模块或第三磁感模块或第五磁感模块的中心线之间的夹角为90度或270度机械角度；或，第一磁感模块或第三磁感模块或第五磁感模块的数量为H个，其中，H≥3，H为整数，H个第一磁感模块或第三磁感模块或第五磁感模块绕编码器的转动轴线等间隔布置，任意相邻两个第一磁感模块或第三磁感模块或第五磁感模块的夹角为180度/H或360度/H的机械角度。

进一步地，码道为游标码码道、格雷码码道、M序列码道和单圈码道中的任意一种。

根据本发明的第二方面，提供了一种电机，包括编码器，编码器为上述的编码器。

根据本发明的第三方面，提供了一种自动化设备，包括电机，电机为上述的电机。

应用本发明的技术方案，本发明提供了一种编码器，包括电路板和相对于电路板可运动的磁性部件，电路板包括：至少一个光感模块，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板还包括：至少两个第一磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第一磁编码信号，以获得编码器的第一运行方向，并通过第一磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第一圈数值；至少一个第二磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第二磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的第一绝对位置；或，至少两个第三磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第三磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的磁信号的第二圈数值；至少一个第四磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第四磁编码信号，通过第三磁编码信号和第四磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置和第二运行方向；或，至少两个第五磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第五磁编码信号，以获得编码器的第三运行方向，并通过第五磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第三圈数值；至少一个第六磁感模块，用于感应磁性部件的磁信号的变化以生成第六磁编码信号，通过第五磁编码信号和第六磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第三绝对位置；电路板还包括与第一磁感模块和第二磁感模块，或第三磁感模块和第四磁感模块，或第五磁感模块和第六磁感模块，以及光感模块均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置、以及第一运行方向、第一圈数值和第一绝对位置，或第二运行方向、第二圈数值和第二绝对位置，或第三运行方向、第三圈数值和第三绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。本发明的编码器既具有光电编码器的精度高的优点，又具有磁电编码器的抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高等优点，满足了编码器的高精度和高稳定性的需求，解决了现有技术中的光电编码器或磁电编码器无法同时高精度和抗干扰的要求的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的编码器的实施例的半剖视图；

图2示出了图1所示的编码器的第一磁感模块和第二磁感模块相对于磁性部件的位置示意图；

图3示出了图1所示的编码器的结构示意图；

图4示出了图1所示的编码器的爆炸图；

图5示出了图1所示的编码器的第一磁感模块的第一个实施例的位置示意图；

图6示出了图1所示的编码器的第一磁感模块的第二个实施例的位置示意图；

图7示出了图1所示的编码器的第一磁感模块的第三个实施例的位置示意图；以及

图8示出了图1所示的编码器的第一磁感模块的第四个实施例的位置示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、电路板；2、光学部件；3、磁性部件；4、第一磁感模块；5、第二磁感模块；6、光感模块；7、码盘托；8、支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图4所示，本发明提供了一种编码器，包括电路板1和相对于电路板1可运动的磁性部件3，电路板1包括：至少一个光感模块6，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板1还包括：至少两个第一磁感模块4，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第一磁编码信号，以获得编码器的第一运行方向，并通过第一磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第一圈数值；至少一个第二磁感模块5，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第二磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的第一绝对位置；或，至少两个第三磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第三磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的磁信号的第二圈数值；至少一个第四磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第四磁编码信号，通过第三磁编码信号和第四磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置和第二运行方向；或，至少两个第五磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第五磁编码信号，以获得编码器的第三运行方向，并通过第五磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第三圈数值；至少一个第六磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第六磁编码信号，通过第五磁编码信号和第六磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第三绝对位置；电路板1还包括与第一磁感模块和第二磁感模块，或第三磁感模块和第四磁感模块，或第五磁感模块和第六磁感模块，以及光感模块6均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置、以及第一运行方向、第一圈数值和第一绝对位置，或第二运行方向、第二圈数值和第二绝对位置，或第三运行方向、第三圈数值和第三绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。

本发明提供了一种编码器，包括电路板1和相对于电路板1可运动的磁性部件3，电路板1包括：至少一个光感模块6，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板1还包括：至少两个第一磁感模块4，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第一磁编码信号，以获得编码器的第一运行方向，并通过第一磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第一圈数值；至少一个第二磁感模块5，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第二磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的第一绝对位置；或，至少两个第三磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第三磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的磁信号的第二圈数值；至少一个第四磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第四磁编码信号，通过第三磁编码信号和第四磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置和第二运行方向；或，至少两个第五磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第五磁编码信号，以获得编码器的第三运行方向，并通过第五磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第三圈数值；至少一个第六磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第六磁编码信号，通过第五磁编码信号和第六磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第三绝对位置；电路板1还包括与第一磁感模块和第二磁感模块，或第三磁感模块和第四磁感模块，或第五磁感模块和第六磁感模块，以及光感模块6均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置、以及第一运行方向、第一圈数值和第一绝对位置，或第二运行方向、第二圈数值和第二绝对位置，或第三运行方向、第三圈数值和第三绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。本发明的编码器既具有光电编码器的精度高的优点，又具有磁电编码器的抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高等优点，满足了编码器的高精度和高稳定性的需求，解决了现有技术中的光电编码器或磁电编码器无法同时高精度和抗干扰的要求的问题。

其中，电路板1为PCB电路板。

在图1所示的本发明的一个实施例中，编码器用于安装在旋转电机上，编码器包括电路板1、支架8以及设置在电路板1上的第一磁感模块4、第二磁感模块5、光感模块6等，旋转电机包括光学部件2(即码盘)、磁性部件3(即磁钢或磁环)和码盘托7，光学部件2和磁性部件3通过码盘托7安装在旋转电机的转轴上以随转轴转动，电路板1通过支架8安装在旋转电机上，第一磁感模块4、第二磁感模块5和光感模块6均设置在电路板1上，第一磁感模块4和第二磁感模块5均与磁性部件3相对设置，光感模块6与光学部件2相对设置。

本发明的编码器的具体实施例如下：

实施例一

在本实施例中，本发明提供了一种编码器，包括电路板1和相对于电路板1可运动的磁性部件3，电路板1包括：至少一个光感模块6，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板1还包括：至少两个第一磁感模块4，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第一磁编码信号，以获得编码器的第一运行方向，并通过第一磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第一圈数值；至少一个第二磁感模块5，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第二磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的第一绝对位置；电路板1还包括与第一磁感模块和第二磁感模块以及光感模块6均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置以及第一运行方向、第一圈数值和第一绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于获得编码器的当前时刻的运行方向、圈数值和绝对位置的方式的不同，在本实施例中，本发明提供了一种编码器，包括电路板1和相对于电路板1可运动的磁性部件3，电路板1包括：至少一个光感模块6，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板1还包括：至少两个第三磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第三磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的磁信号的第二圈数值；至少一个第四磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第四磁编码信号，通过第三磁编码信号和第四磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置和第二运行方向；电路板1还包括与第三磁感模块和第四磁感模块以及光感模块6均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置以及第二运行方向、第二圈数值和第二绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。

实施例三

本实施例与实施例一和二的区别在于获得编码器的当前时刻的运行方向、圈数值和绝对位置的方式的不同，在本实施例中，本发明提供了一种编码器，包括电路板1和相对于电路板1可运动的磁性部件3，电路板1包括：至少一个光感模块6，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板1还包括：至少两个第五磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第五磁编码信号，以获得编码器的第三运行方向，并通过第五磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第三圈数值；至少一个第六磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第六磁编码信号，通过第五磁编码信号和第六磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第三绝对位置；电路板1还包括与第五磁感模块和第六磁感模块以及光感模块6均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置、第三运行方向、第三圈数值和第三绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。

实施例四

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，在本实施例中，至少两个第一磁感模块4或至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块输出至少一个第一方波信号组，在一个机械周期内，第一方波信号组包括N个周期的第一方波信号和N个周期的第二方波信号，其中，N≥1，N为整数。

这样，在一个机械周期内，两个第一磁感模块4或至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块输出的第一、第二方波信号与编码器的当前时刻的磁信号的圈数值和编码器的运行方向是一一对应的，因此，通过计算两个第一磁感模块4或至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块的第一、第二方波信号可直接得到编码器的当前时刻的磁信号的圈数值和编码器的运行方向。

当编码器安装在旋转电机中时，在一个机械周期内，第一方波信号组包括N个周期第一方波信号和N个周期第二方波信号是指：磁性部件3每随旋转电机的转子转动一圈(即360度)，两个第一磁感模块4或至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块输出N个周期第一方波信号和N个周期第二方波信号。

当编码器安装在滚筒电机中时，在一个机械周期内，第一方波信号组包括N个周期第一方波信号和N个周期第二方波信号是指：磁性部件3每随滚筒电机的动子转动一圈(即360度)，两个第一磁感模块4或至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块输出N个周期第一方波信号和N个周期第二方波信号。

当编码器安装在直线电机中时，在一个机械周期内，第一方波信号组包括N个周期第一方波信号和N个周期第二方波信号是指：电路板1每随直线电机的转子移动一个行程，两个第一磁感模块4或至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块输出N个周期第一方波信号和N个周期第二方波信号。

实施例五

本实施例是对实施例四的进一步限定，在本实施例中，各个第一方波信号组的第一方波信号和第二方波信号在同一时刻的相位差为90度。

实施例六

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，在本实施例中，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个第一正余弦信号组，在一个机械周期内，第一正余弦信号组包括一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号。

这样，在一个机械周期内，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出的第一正、余弦信号与编码器的当前时刻的绝对位置是一一对应的，因此，通过计算第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块的正、余弦信号可直接得到编码器的当前时刻的绝对位置。

当编码器安装在旋转电机中时，在一个机械周期内，第一正余弦信号组包括一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号是指：磁性部件3每随旋转电机的转子转动一圈(即360度)，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号。

当编码器安装在滚筒电机中时，在一个机械周期内，第一正余弦信号组包括一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号是指：磁性部件3每随滚筒电机的动子转动一圈(即360度)，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号。

当编码器安装在直线电机中时，在一个机械周期内，第一正余弦信号组包括一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号是指：电路板1每随直线电机的转子移动一个行程，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号。

实施例七

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例六的区别在于第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号的具体波形的不同，在本实施例中，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个第二正余弦信号组，在一个机械周期内，第二正余弦信号组包括两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号。

这样，在一个机械周期内，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出的第二正、余弦信号与编码器的当前时刻的绝对位置是一一对应的，因此，通过计算第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块的正、余弦信号可直接得到编码器的当前时刻的绝对位置。

当编码器安装在旋转电机中时，在一个机械周期内，第二正余弦信号组包括两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号是指：磁性部件3每随旋转电机的转子转动一圈(即360度)，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号。

当编码器安装在滚筒电机中时，在一个机械周期内，第二正余弦信号组包括两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号是指：磁性部件3每随滚筒电机的动子转动一圈(即360度)，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号。

当编码器安装在直线电机中时，在一个机械周期内，第二正余弦信号组包括两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号是指：电路板1每随直线电机的转子移动一个行程，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号。

实施例八

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例六和七的区别在于第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号的具体波形的不同，在本实施例中，第二磁编码信号包括至少一个第三正余弦信号组，在一个机械周期内，第三正余弦信号组包括M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号，其中，M≥3，M为整数。

这样，在一个机械周期内，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出的第一正、余弦信号与编码器的当前时刻的绝对位置是一一对应的，因此，通过计算第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块的正、余弦信号可直接得到编码器的当前时刻的绝对位置。

当编码器安装在旋转电机中时，在一个机械周期内，第三正余弦信号组包括M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号是指：磁性部件3每随旋转电机的转子转动一圈(即360度)，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号。

当编码器安装在滚筒电机中时，在一个机械周期内，第三正余弦信号组包括M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号是指：磁性部件3每随滚筒电机的动子转动一圈(即360度)，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号。

当编码器安装在直线电机中时，在一个机械周期内，第三正余弦信号组包括M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号是指：电路板1每随直线电机的转子移动一个行程，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块输出M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号。

实施例九

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例六至八的区别在于第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号的具体波形的不同，在本实施例中，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个周期的数字信号。

实施例十

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例六至九的区别在于第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号的具体波形的不同，在本实施例中，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个随角度位置呈周期性变化的PWM信号。

实施例十一

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例六至十的区别在于第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号的具体波形的不同，在本实施例中，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少一个周期的三角波信号。

实施例十二

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例六至十一的区别在于第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号的具体波形的不同，在本实施例中，第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号包括至少四个周期的梯形波信号。

实施例十三

本实施例是对实施例一至三中的任一个的进一步限定，在本实施例中，光编码信号包括至少一个第二方波信号组，其中，第二方波信号组包括H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号，其中，H≥1，H为整数。

这样，在一个机械周期内，光感模块6输出的第三、第四方波信号与相对位置是一一对应的，因此，通过计算光感模块6的第三、第四方波信号可直接得到电路板1相对于光学部件2的相对位置。

当编码器安装在旋转电机中时，在一个机械周期内，第二方波信号组包括H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号是指：光学部件2每随旋转电机的转子转动一圈(即360度)，光感模块6输出H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号。

当编码器安装在滚筒电机中时，在一个机械周期内，在一个机械周期内，第二方波信号组包括H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号是指：光学部件2每随滚筒电机的动子转动一圈(即360度)，光感模块6输出H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号。

当编码器安装在直线电机中时，在一个机械周期内，在一个机械周期内，第二方波信号组包括H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号是指：电路板1每随直线电机的转子移动一个行程，光感模块6输出H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号。

实施例十四

本实施例是对实施例一至三中的任一个的进一步限定，本实施例与实施例十三的区别在于光编码信号的具体波形的不同，在本实施例中，光编码信号包括至少一个第四正余弦信号组，在一个机械周期内，第四正余弦信号组包括K个周期的正弦信号和K个周期的余弦信号，其中，K≥1，K为整数。

这样，在一个机械周期内，光感模块6输出的第四正、余弦信号与相对位置是一一对应的，因此，通过计算光感模块6的正、余弦信号可直接得到电路板1相对于光学部件2的相对位置。

当编码器安装在旋转电机中时，在一个机械周期内，第四正余弦信号组包括K个周期的第四正弦信号和K个周期的第四余弦信号是指：光学部件2每随旋转电机的转子转动一圈(即360度)，光感模块6输出K个周期的第四正弦信号和K个周期的第四余弦信号。

当编码器安装在滚筒电机中时，在一个机械周期内，第四正余弦信号组包括K个周期的第四正弦信号和K个周期的第四余弦信号是指：光学部件2每随滚筒电机的动子转动一圈(即360度)，光感模块6输出K个周期的第四正弦信号和K个周期的第四余弦信号。

当编码器安装在直线电机中时，在一个机械周期内，第四正余弦信号组包括K个周期的第四正弦信号和K个周期的第四余弦信号是指：电路板1每随直线电机的转子移动一个行程，光感模块6输出K个周期的第四正弦信号和K个周期的第四余弦信号。

实施例十五

本实施例是对实施例十三的进一步限定，在本实施例中，各个第二方波信号组的第三方波信号和第四方波信号在同一时刻的相位差为90度。

实施例十六

本实施例是对实施例一至十五中任一个的进一步限定，在本实施例中，编码器包括设置有码道的码盘，光感模块6用于感应码盘的光信号的变化以生成光编码信号，其中，码道为环形，其包括多个可反光的金属片所形成的光栅刻线。

实施例十七

本实施例是对实施例一至十五中任一个的进一步限定，本实施例与实施例十六的区别在于反射或透射光信号的光学部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括设置有码道的环形光栅，光感模块6用于感应环形光栅的光信号的变化以生成光编码信号。

实施例十八

本实施例是对实施例一至十五的进一步限定，本实施例与实施例十六和十七的区别在于反射或透射光信号的光学部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括设置有码道的鼓形光栅，光感模块6用于感应鼓形光栅的光信号的变化以生成光编码信号。

实施例十九

本实施例是对实施例一至十五中任一个的进一步限定，本实施例与实施例十六至十八的区别在于反射或透射光信号的光学部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括设置有码道的码盘和设置有码道的环形光栅，光感模块6用于感应码盘和环形光栅的光信号的变化以生成光编码信号。

实施例二十

本实施例是对实施例一至十五中任一个的进一步限定，本实施例与实施例十六至十九的区别在于反射或透射光信号的光学部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括设置有码道的码盘、设置有码道的环形光栅和设置有码道的鼓形光栅，光感模块6用于感应码盘、环形光栅和鼓形光栅的光信号的变化以生成光编码信号。

实施例二十一

本实施例是对实施例一至十五中任一个的进一步限定，本实施例与实施例十六至二十的区别在于反射或透射光信号的光学部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括设置有码道的码盘和设置有码道的鼓形光栅，光感模块6用于感应码盘和鼓形光栅的光信号的变化以生成光编码信号。

实施例二十二

本实施例是对实施例一至十五中任一个的进一步限定，本实施例与实施例十六至二十一的区别在于反射或透射光信号的光学部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括设置有码道的环形光栅和设置有码道的鼓形光栅，光感模块6用于感应环形光栅和鼓形光栅的光信号的变化以生成光编码信号。

实施例二十三

本实施例是对实施例一至十五中任一个的进一步限定，本实施例与实施例十六至二十二的区别在于反射或透射光信号的光学部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括设置有码道的光栅尺，光感模块6用于感应光栅尺的光信号的变化以生成光编码信号。

实施例二十四

本实施例是对实施例十六至二十三中任一个的进一步限定，在本实施例中，光感模块6发射的光线经过码道反射后被光感模块6再次接收。

实施例二十五

本实施例是对实施例十四至二十中任一个的进一步限定，本实施例与实施例二十四的区别在于光学部件反馈光信息的方式不同，在本实施例中，编码器还包括用于发射光线的光源，光源发出的光线经过码道反射或者透射后被光感模块6接收。

实施例二十六

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，在本实施例中，编码器包括磁钢，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块用于感应磁钢的磁场变化以产生第一磁编码信号或第三磁编码信号或第五磁编码信号，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块用于感应磁钢的磁场变化以产生第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号。

如图2所示，磁钢为用于设置在旋转主轴的端部的中心位置的圆盘形结构，其中，磁钢包括半圆形的N磁极和半圆形的S磁极。

实施例二十七

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例二十六的区别在于生成磁信号的磁性部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括磁环，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块用于感应磁环的磁场变化以产生第一磁编码信号或第三磁编码信号或第五磁编码信号，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块用于感应磁环的磁场变化以产生第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号。

实施例二十八

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例二十六和二十七的区别在于生成磁信号的磁性部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括磁鼓，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块用于感应磁鼓的磁场变化以产生第一磁编码信号或第三磁编码信号或第五磁编码信号，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块用于感应磁鼓的磁场变化以产生第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号。

实施例二十九

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例二十六至二十八的区别在于生成磁信号的磁性部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括磁钢和磁环，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块用于感应磁钢和磁环的磁场变化以产生第一磁编码信号或第三磁编码信号或第五磁编码信号，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块用于感应磁钢和磁环的磁场变化以产生第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号。

实施例三十

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例二十六至二十九的区别在于生成磁信号的磁性部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括磁钢和磁鼓，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块用于感应磁钢和磁鼓的磁场变化以产生第一磁编码信号或第三磁编码信号或第五磁编码信号，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块用于感应磁钢和磁鼓的磁场变化以产生第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号。

实施例三十一

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例二十六至三十的区别在于生成磁信号的磁性部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括磁环和磁鼓，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块用于感应磁环和磁鼓的磁场变化以产生第一磁编码信号或第三磁编码信号或第五磁编码信号，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块用于感应磁环和磁鼓的磁场变化以产生第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号。

实施例三十二

本实施例是对实施例一至三的其中任一个的进一步限定，本实施例与实施例二十六至三十一的区别在于生成磁信号的磁性部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括磁钢、磁环和磁鼓，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块用于感应磁钢、磁环和磁鼓的磁场变化以产生第一磁编码信号或第三磁编码信号或第五磁编码信号，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块用于感应磁钢、磁环和磁鼓的磁场变化以产生第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号。

实施例三十三

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例二十六至三十二的区别在于生成磁信号的磁性部件的种类的不同，在本实施例中，编码器包括磁尺，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块用于感应磁尺的磁场变化以产生第一磁编码信号或第三磁编码信号或第五磁编码信号，第二磁感模块5或第四磁感模块或第六磁感模块用于感应磁尺的磁场变化以产生第二磁编码信号或第四磁编码信号或第六磁编码信号。

实施例三十四

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，在本实施例中，第一磁感模块4或第二磁感模块5或第三磁感模块或第四磁感模块或第五磁感模块或第六磁感模块包括霍尔开关。

实施例三十五

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例三十四的区别在于第一磁感模块4或第二磁感模块5或第三磁感模块或第四磁感模块或第五磁感模块或第六磁感模块的具体种类的不同，在本实施例中，第一磁感模块4或第二磁感模块5或第三磁感模块或第四磁感模块或第五磁感模块或第六磁感模块包括磁感芯片，磁感芯片包括TMR、GMR和AMR的至少一种。

实施例三十六

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例三十四和三十五的区别在于第一磁感模块4或第二磁感模块5或第三磁感模块或第四磁感模块或第五磁感模块或第六磁感模块的具体种类的不同，在本实施例中，第一磁感模块4或第二磁感模块5或第三磁感模块或第四磁感模块或第五磁感模块或第六磁感模块包括霍尔开关和磁感芯片，磁感芯片包括TMR、GMR和AMR的至少一种。

实施例三十七

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，在本实施例中，光编码信号还包括至少一个Z脉冲信号，信号处理单元接收并处理Z脉冲信号以获得编码器的当前时刻的光信号圈数值。

实施例三十八

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，在本实施例中，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的数量为两个，两个第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的中心线之间的夹角为90度机械角度；

具体地，例如图5所示，在垂直于磁性部件3的旋转轴线L的平面P上，第一个第一磁感模块4的中心线为第一个第一磁感模块4的中心在平面P上的投影点O1和磁性部件3的旋转轴线L在平面P上的投影点O之间的连心线OO1，第二个第一磁感模块4的中心线为第一个第一磁感模块4的中心在平面P上的投影点O2和磁性部件3的旋转轴线L在平面P上的投影点O之间的连心线OO2，第一磁感模块4的中心线与第一磁感模块4的中心线之间的夹角即为OO1和OO2之间的夹角α。

实施例三十九

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例三十八的区别在于两个第一磁感模块或第三磁感模块或第五磁感模块的相对位置的不同，在本实施例中，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的数量为两个，两个第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的中心线之间的夹角为270度机械角度。

具体地，例如图6所示，在垂直于磁性部件3的旋转轴线L的平面P上，第一个第一磁感模块4的中心线为第一个第一磁感模块4的中心在平面P上的投影点O3和磁性部件3的旋转轴线L在平面P上的投影点O之间的连心线OO3，第二个第一磁感模块4的中心线为第一个第一磁感模块4的中心在平面P上的投影点O4和磁性部件3的旋转轴线L在平面P上的投影点O之间的连心线OO4，第一磁感模块4的中心线与第一磁感模块4的中心线之间的夹角即为OO3和OO4之间的夹角β。

实施例四十

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例三十八的区别在于第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的数量的不同，在本实施例中，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的数量为H个，其中，H≥3，H为整数，H个第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块绕编码器的转动轴线等间隔布置，任意相邻两个第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的中心线之间的夹角为180度/H的机械角度。

具体地，例如图7所示，在垂直于磁性部件3的旋转轴线L的平面P上，任意相邻两个第一磁感模块4中的第一个第一磁感模块4的中心线为第一个第一磁感模块4的中心在平面P上的投影点O5和磁性部件3的旋转轴线L在平面P上的投影点O之间的连心线OO5；任意相邻两个第一磁感模块4中的第二个第一磁感模块4的中心线为第一个第一磁感模块4的中心在平面P上的投影点O6和磁性部件3的旋转轴线L在平面P上的投影点O之间的连心线OO6；任意相邻两个第一磁感模块4的中心线的之间的夹角即为OO5和OO6之间的夹角γ。

实施例四十一

本实施例是对实施例一至三中的其中一个的进一步限定，本实施例与实施例四十的区别在于H个第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的相对位置的不同，在本实施例中，第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的数量为H个，其中，H≥3，H为整数，H个第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块绕编码器的转动轴线等间隔布置，任意相邻两个第一磁感模块4或第三磁感模块或第五磁感模块的中心线之间的夹角为360度/H的机械角度。

具体地，例如图8所示，在垂直于磁性部件3的旋转轴线L的平面P上，任意相邻两个第一磁感模块4中的第一个第一磁感模块4的中心线为第一个第一磁感模块4的中心在平面P上的投影点O7和磁性部件3的旋转轴线L在平面P上的投影点O之间的连心线OO7；任意相邻两个第一磁感模块4中的第二个第一磁感模块4的中心线为第一个第一磁感模块4的中心在平面P上的投影点O8和磁性部件3的旋转轴线L在平面P上的投影点O之间的连心线OO8；任意相邻两个第一磁感模块4的中心线的之间的夹角即为OO7和OO8之间的夹角θ。

实施例四十二

本实施例是对实施例十六至二十二中任一个的进一步限定，在本实施例中，码道为游标码码道。

实施例四十三

本实施例是对实施例十六至二十二中任一个的进一步限定，本实施例与实施例四十二的区别在于码道的种类的不同，在本实施例中，码道为格雷码码道。

实施例四十四

本实施例是对实施例十六至二十二中任一个的进一步限定，本实施例与实施例四十二和四十三的区别在于码道的种类的不同，在本实施例中，码道为M序列码道。

实施例四十五

本实施例是对实施例十六至二十二中任一个的进一步限定，本实施例与实施例四十二至四十四的区别在于码道的种类的不同，在本实施例中，码道为单圈码道。

本发明提供了一种电机，包括编码器，编码器为上述的编码器。

本发明还提供了一种自动化设备，包括电机，电机为上述的电机。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明提供了一种编码器，包括电路板1和相对于电路板1可运动的磁性部件3，电路板1包括：至少一个光感模块6，用于感应编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得编码器的当前时刻的相对位置；其中，电路板1还包括：至少两个第一磁感模块4，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第一磁编码信号，以获得编码器的第一运行方向，并通过第一磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第一圈数值；至少一个第二磁感模块5，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第二磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的第一绝对位置；或，至少两个第三磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第三磁编码信号，以获得编码器的当前时刻的磁信号的第二圈数值；至少一个第四磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第四磁编码信号，通过第三磁编码信号和第四磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第二绝对位置和第二运行方向；或，至少两个第五磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第五磁编码信号，以获得编码器的第三运行方向，并通过第五磁感模块的电平变化确定编码器的当前时刻的磁信号的第三圈数值；至少一个第六磁感模块，用于感应磁性部件3的磁信号的变化以生成第六磁编码信号，通过第五磁编码信号和第六磁编码信号以获得编码器的当前时刻的第三绝对位置；电路板1还包括与第一磁感模块和第二磁感模块，或第三磁感模块和第四磁感模块，或第五磁感模块和第六磁感模块，以及光感模块6均连接的信号处理单元，信号处理单元根据编码器的当前时刻的相对位置、以及第一运行方向、第一圈数值和第一绝对位置，或第二运行方向、第二圈数值和第二绝对位置，或第三运行方向、第三圈数值和第三绝对位置确定编码器的当前时刻的位置信息。本发明的编码器既具有光电编码器的精度高的优点，又具有磁电编码器的抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高等优点，满足了编码器的高精度和高稳定性的需求，解决了现有技术中的光电编码器或磁电编码器无法同时高精度和抗干扰的要求的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种编码器，包括电路板(1)和相对于所述电路板(1)可运动的磁性部件(3)，其特征在于，所述电路板(1)包括：

至少一个光感模块(6)，用于感应所述编码器的光信号的变化生成以光编码信号，以获得所述编码器的当前时刻的相对位置；

其中，所述电路板(1)还包括：

至少两个第一磁感模块(4)，用于感应所述磁性部件(3)的磁信号的变化以生成第一磁编码信号，以获得所述编码器的第一运行方向，并通过所述第一磁感模块的电平变化确定所述编码器的当前时刻的磁信号的第一圈数值；至少一个第二磁感模块(5)，用于感应所述磁性部件(3)的磁信号的变化以生成第二磁编码信号，以获得所述编码器的当前时刻的第一绝对位置；

或，

至少两个第三磁感模块，用于感应所述磁性部件(3)的磁信号的变化以生成第三磁编码信号，以获得所述编码器的当前时刻的磁信号的第二圈数值；

至少一个第四磁感模块，用于感应所述磁性部件(3)的磁信号的变化以生成第四磁编码信号，通过第三磁编码信号和第四磁编码信号以获得所述编码器的当前时刻的第二绝对位置和第二运行方向；

或，

至少两个第五磁感模块，用于感应所述磁性部件(3)的磁信号的变化以生成第五磁编码信号，以获得所述编码器的第三运行方向，并通过所述第五磁感模块的电平变化确定所述编码器的当前时刻的磁信号的第三圈数值；

至少一个第六磁感模块，用于感应所述磁性部件(3)的磁信号的变化以生成第六磁编码信号，通过第五磁编码信号和第六磁编码信号以获得所述编码器的当前时刻的第三绝对位置；

所述电路板(1)还包括与所述第一磁感模块和所述第二磁感模块，或所述第三磁感模块和所述第四磁感模块，或所述第五磁感模块和所述第六磁感模块，以及所述光感模块(6)均连接的信号处理单元，所述信号处理单元根据所述编码器的当前时刻的所述相对位置、以及所述第一运行方向、所述第一圈数值和所述第一绝对位置，或所述第二运行方向、所述第二圈数值和所述第二绝对位置，或所述第三运行方向、所述第三圈数值和所述第三绝对位置确定所述编码器的当前时刻的位置信息。

2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，

所述至少两个第一磁感模块(4)或所述至少两个第三磁感模块或至少两个第五磁感模块输出至少一个第一方波信号组，在一个机械周期内，所述第一方波信号组包括N个周期的第一方波信号和N个周期的第二方波信号，其中，N≥1，N为整数。

3.根据权利要求2所述的编码器，其特征在于，各个所述第一方波信号组的所述第一方波信号和所述第二方波信号在同一时刻的相位差为90度。

4.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，

所述第二磁编码信号或所述第四磁编码信号或所述第六磁编码信号包括至少一个第一正余弦信号组，在一个机械周期内，所述第一正余弦信号组包括一个周期的第一正弦信号和一个周期的第一余弦信号，或者，

所述第二磁编码信号或所述第四磁编码信号或所述第六磁编码信号包括至少一个第二正余弦信号组，在一个机械周期内，所述第二正余弦信号组包括两个周期的第二正弦信号和两个周期的第二余弦信号，或者，

所述第二磁编码信号或所述第四磁编码信号或所述第六磁编码信号包括至少一个第三正余弦信号组，在一个机械周期内，所述第三正余弦信号组包括M个周期的第三正弦信号和M个周期的第三余弦信号，其中，M≥3，M为整数；或者，

所述第二磁编码信号或所述第四磁编码信号或所述第六磁编码信号包括至少一个周期的数字信号；或者，

所述第二磁编码信号或所述第四磁编码信号或所述第六磁编码信号包括至少一个随角度位置呈周期性变化的PWM信号；或者，

所述第二磁编码信号或所述第四磁编码信号或所述第六磁编码信号包括至少一个周期的三角波信号；或者，

所述第二磁编码信号或所述第四磁编码信号或所述第六磁编码信号包括至少四个周期的梯形波信号。

5.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，

所述光编码信号包括至少一个第二方波信号组，在一个机械周期内，所述第二方波信号组包括H个周期的第三方波信号和H个周期的第四方波信号，其中，H≥1，H为整数；或者，

所述光编码信号包括至少一个第四正余弦信号组，在一个机械周期内，所述第四正余弦信号组包括K个周期的正弦信号和K个周期的余弦信号，其中，K≥1，K为整数。

6.根据权利要求5所述的编码器，其特征在于，各个所述第二方波信号组的第三方波信号和第四方波信号在同一时刻的相位差为90度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的编码器，其特征在于，

所述编码器包括设置有码道的码盘，所述光感模块(6)用于感应所述码盘的光信号的变化以生成光编码信号；和/或，所述编码器包括设置有码道的环形光栅，所述光感模块(6)用于感应所述环形光栅的光信号的变化以生成光编码信号；和/或，所述编码器包括设置有码道的鼓形光栅，所述光感模块(6)用于感应所述鼓形光栅的光信号的变化以生成光编码信号；或，

所述编码器包括设置有码道的光栅尺，所述光感模块(6)用于感应所述光栅尺的光信号的变化以生成光编码信号。

8.根据权利要求7所述的编码器，其特征在于，

所述光感模块(6)发射的光线经过所述码道反射后被所述光感模块(6)再次接收；或，

所述编码器还包括用于发射光线的光源，所述光源发出的光线经过所述码道反射或者透射后被所述光感模块(6)接收。

9.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述磁性部件(3)包括磁钢、磁环、磁鼓和磁尺中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述第一磁感模块(4)或第二磁感模块(5)或所述第三磁感模块或所述第四磁感模块或所述第五磁感模块或所述第六磁感模块包括霍尔开关或磁感芯片的至少一种，所述磁感芯片包括TMR、GMR和AMR的至少一种。

11.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述光编码信号还包括至少一个Z脉冲信号，所述信号处理单元接收并处理所述Z脉冲信号以获得所述编码器的当前时刻的光信号圈数值。

12.根据权利要求9所述的编码器，其特征在于，

所述第一磁感模块(4)或所述第三磁感模块或所述第五磁感模块的数量为两个，两个所述第一磁感模块(4)或所述第三磁感模块或所述第五磁感模块的中心线之间的夹角为90度或270度机械角度；或，

所述第一磁感模块(4)或所述第三磁感模块或所述第五磁感模块的数量为H个，其中，H≥3，H为整数，H个所述第一磁感模块(4)或所述第三磁感模块或所述第五磁感模块绕所述编码器的转动轴线等间隔布置，任意相邻两个所述第一磁感模块(4)或所述第三磁感模块或所述第五磁感模块的夹角为180度/H或360度/H的机械角度。

13.根据权利要求7所述的编码器，其特征在于，所述码道为游标码码道、格雷码码道、M序列码道和单圈码道中的任意一种。

14.一种电机，包括编码器，其特征在于，所述编码器为权利要求1至13中任一项所述的编码器。

15.一种自动化设备，包括电机，其特征在于，所述电机为权利要求14所述的电机。