[實用新型]計數式旋轉編碼器

無效

• 申請號: 200620078053.6
• 申請日: 2006-09-29
• 公開（公告）號: CN200996835Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 寧競
• 申請（專利權）人: 寧競
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01D5/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

[技術領域]

本實用新型涉及一種旋轉編碼器。具體地說，是能客觀地反映被測對象的角位移量或旋轉角度或直線運動軌跡中某一點的位置的計數式旋轉編碼器。

[技術背景]

通常的旋轉編碼器是由碼盤和分布在碼盤端面半徑位置上的一組導電的機械觸爪以及導電觸點組成，碼盤轉動到某一個位置時，有的觸爪接觸到觸點，則電路導通，形成數碼“1”；有的觸爪末接觸到觸點，則電路不通，形成數碼“0”。“1”和“0”組成一組編碼，借此，可以反映被測對象的角位移量或旋轉角度或直線運動軌跡中某一點的位置。這種編碼器的不足之處，一是機械觸點易磨損；二是現場機械振動直接影響觸爪與觸點的接觸，可靠性差；三是編碼的最大值受到由觸爪、觸點組成的碼道數量的限制。由于碼盤半徑是有限的，所以碼道也有限。如果有N條碼道，則編碼位數為N，最大值為2^N-1。當實測數值超過最大值時，會發生“回零”，造成數值失真。

[發明內容]

本實用新型的目的是設計一種新型的旋轉編碼器，使其運行中不產生機械磨損、耐振性強、可靠性高，編碼位數不限制。

本實用新型是這樣實現設計目的的。裝在轉軸上的齒輪的周邊帶有齒頂和齒間隙；在齒輪的圓周旁安裝由光電發生器A和光電接收器A組成的計數傳感裝置。隨轉軸轉動的齒輪的每一個齒頂和齒間隙經過光電發生器A到光電接收器A的光路時，對光路進行一次遮擋和一次釋放，使光電接收器A產生兩個不同的電平，即一個電脈沖。連續旋轉的齒輪將產生連續的脈沖序列；在齒輪的圓周旁的另一處裝有能識別齒輪轉動方向的方向傳感裝置；方向傳感裝置包括：卡片、可讓卡片圍繞著轉動的卡片固定軸、能限制卡片轉動幅度的檔桿以及光電發生器B和光電接收器B。齒輪的順時針轉動或逆時針轉動將帶動卡片偏轉一個正角度或負角度。使卡片垂直于光電發生器B到光電接收器B的光路，并在偏轉時對光路進行一次遮擋和一次釋放，使光電接收器B產生兩個不同的電平。以這兩個電平代表齒輪轉動的正方向和負方向；計數傳感裝置和方向傳感器裝置分別用導線A和導線B與單片機電路相連。單片機電路內的脈沖計數單元對計數傳感裝置發出的脈沖序列進行計數，得到的數據作為編碼數據的增量；同時，單片機電路內的方向識別單元接收到方向傳感裝置發出的齒輪轉動的正或負方向的信息，即可確定編碼數據增量的符號，對編碼數據作代數運算，就得到新的編碼數據。編碼數據由編碼輸出單元輸出。

旋轉運動可以是單向無限的，只要編碼的容器足夠大，就可以持續地擴大編碼值而不會回到零位。即不限位編碼。編碼的容器是單片計算機的內存。例如，安排4個字節，可以表示2³²＝42.94億這樣的數據。以毫米為單位，可以表達4294公里這樣的距離。

本實用新型以無觸點方式產生信號避開機械振動的影響，實現無磨損和不限位編碼。

[附圖說明]

附圖是本實用新型示意圖。

圖中：1.轉軸，2.齒輪，3.導線A，4.光電發生器A，5.光電接收器A，6.計數傳感裝置，7.卡片，8.右擋桿，9.卡片轉軸，10.光電發生器B，11.左擋桿，12.光電接收器B，13.方向傳感裝置，14.齒頂，15.導線B，16.方向識別單元，17.單片機電路，18.編碼輸出單元，19.脈沖計數單元。

[具體實施方式]

下面結合附圖，對一非限定實施例加以說明。

安裝在轉軸(1)上的齒輪(2)的周邊加工有齒頂(14)和齒間隙，在齒輪的圓周旁安裝帶有光電發生器A(4)和光電接收器A(5)的計數傳感裝置(6)。光電發生器A(4)所發光束與齒輪(2)端面垂直。齒輪(2)轉動時，齒頂(14)和齒間隙輪流經過光電發生器A(4)所發光束的光路。過當光束被齒頂(14)遮住，不能被光電接收器A(5)接收時，電路中形成數碼“0”；當光束通過齒間隙，能被光電接收器A(5)接收時，電路中形成數碼“1”。用導線A(3)將計數傳感裝置(6)與單片機電路(17)中脈沖計數單元(18)相連，在該單元對傳送的脈沖進行計數。在齒輪(2)圓周旁，安裝方向傳感裝置(13)。方向傳感裝置包括卡片(7)、卡片轉軸(9)、左檔桿(11)、右檔桿(8)、光電發生器B(12)和光電接收器B(10)。安裝卡片(7)時，使其下端放入齒間隙，將卡片(7)固定在卡片轉軸(9)上，讓卡片(7)可圍繞該軸轉動。讓左檔桿(11)能有效限定卡片(7)左端向上位移高度；讓右檔桿(8)能有效限定卡片(7)右端向上位移高度。在安裝光電發生器B(12)和光電接收器B(10)時，讓光電發生器B(12)所發生的光束，與卡片(7)的平面垂直，并使卡片(7)的左端向上位移時，光束被卡片(7)的左端遮住，右端向上位移而帶動左端向下位移時，光束能通過并被光電接收器B(10)所接收。調整電路，使光束被遮住時，電路中數碼為“0”；光束被接收時，電路中數碼為“1”。用導線B(15)把方向傳感裝置(13)與單片機中方向識別單元(16)相連，并定義輸入“0”時，方向為“正”；輸入“1”時，方向為“負”，并規定：方向為正時，單片機處理數據使基數與脈沖計數單元(18)記錄的數據進行加運算；方向為負時，單片機處理數據使基數與脈沖計數單元(18)記錄的數據進行減運算。運算結果由編碼輸出單元(16)輸出。