[發明專利]一種低成本高精度多轉圈絕對式磁電旋轉編碼器

無效

• 申請號: 200810038423.7
• 申請日: 2008-06-02
• 公開（公告）號: CN101576396A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 蘇其興;陳棟;梁海峰;俞惠聰;葉嵩
• 申請（專利權）人: 上海源致信息技術有限公司
• 主分類號: G01D5/249
• 分類號: G01D5/249
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種低成本高精度多轉圈絕對式磁電旋轉編碼器，具體地說是用于工業設備、汽車設備或消費設備的多轉圈位置檢測元件或反饋元件，屬于一種軸角和位移傳感器。

背景技術

本發明之前，在非接觸式多轉圈旋轉編碼器中普遍采用了光電技術，光電旋轉編碼器的應用已經有幾十年的歷史，市場上有各種類型和尺寸的產品。

雖然光電旋轉編碼器也是非接觸式，但它仍然存在一些明顯的缺點。一方面，對射式光電旋轉編碼器不僅會被光柵盤上的遮光線和空隔觸發，也會受灰塵和污物顆粒的影響，這在遮光和空隔細小的高精度碼盤上尤為明顯。要想解決這個問題，就需要對編碼器系統環境進行密封。即使如此，傳感器內的濕度也會因溫度的變化而上升，可能會阻塞光柵盤，使編碼器在高濕度的情況下無法使用。另一方面，LED發光管的使用壽命有限，在一些高安全性要求的應用中，預防性的更換周期通常為6到12個月。

而且光電旋轉編碼器由于采用了光柵盤和光電組件讀數機構，因此對于安裝主軸和固定底板的加工要求很高，如果垂直度和同心度不好，則讀數機構將無法讀出準確的位置數據。

同時，由于光柵盤和讀數機構的復雜度較高，其加工成本和使用成本也很高，因此考慮到成本因素，光電絕對式編碼器無法廣泛應用，而對于一些本需要應用絕對式編碼器的場合，由于成本原因，紛紛采用增量式旋轉編碼器，并通過其內置的電池來記憶原點，組合成偽絕對式編碼器的方式，但如果電池線不聯，其本質還是增量式旋轉編碼器，而需要外置電池也給實際應用中帶來很大的麻煩，目前這種方式在一些日本的伺服系統中較多見。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本高精度多轉圈絕對式磁電旋轉編碼器。

為實現上述目的，本發明提供了一種低成本高精度多轉圈絕對式磁電旋轉編碼器。其主要采用主軸通過軸承支撐在主固定底板上，小齒輪軸前端通過螺釘固定在主軸上，小齒輪軸帶動記圈組件，完成轉圈計數功能；小齒輪軸末端突起部分緊配固定一個釹鐵硼磁鐵，通過綜合電路板上固定的磁電感應芯片獲取單圈內的角度位置信息；同時綜合電路板將獲取的轉圈數和單圈位置信息綜合處理，形成連續的位置信息；記圈組件和綜合電路板通過螺釘和墊圈固定在主固定底板上；所有的部件都安裝在外殼內，且整個編碼器采用彈性安裝方式。

本發明由于在單圈內角度位置信息檢測采用磁電感應芯片感應磁鐵旋轉帶來的磁場分布變化以獲取信息，克服了光電旋轉編碼器的缺點，大大降低了成本，而且由于磁電感應芯片在同一個芯片上包括了霍爾傳感器、信號調節、模數轉換器和微控制器等部件，解決了以往這些部件離散安裝帶來的安裝問題，大大簡化了安裝結構；同時由于磁電感應芯片能監測磁鐵的位置和距離，因此提供了免維護的運行環境，適合應用于安全要求極高的設備。同時本發明采用了記圈組件，完成了多轉圈時圈數的計數功能，將主軸轉動圈數的變化轉化為數字編碼輸出。最后采用綜合電路板將磁電感應芯片中的單圈信息和記圈組件中的轉圈數信息整合成統一的電信號，通過串行、并行或總線通訊的方式傳送出去。

本發明在確保高精度大量程的情況下，大大擴展了絕對式編碼器的使用范圍，并降低了使用成本，解決了目前光電絕對式編碼器只能在部分特殊場合應用的難題，填補了國內外無低成本多轉圈絕對式編碼器的空白。

以下將結合附圖對本發明的具體結構及技術效果作進一步說明，以充分地闡述本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發明一具體實施例的結構示意圖；

圖2是圖1所述實施例的左視圖；

圖3是圖1所述實施例中綜合電路板的原理圖。

具體實施方式

下面結合圖1、圖2及圖3所示，對本發明作進一步詳細的描述。

本發明主要由主軸1、軸承2、主固定底板3、殼體4、小齒輪軸5、小齒輪軸固定螺釘6、記圈組件7、釹鐵硼圓柱磁鐵8、綜合電路板9、磁電感應芯片10、整體固定支撐螺釘11、彈性安裝板12、彈性安裝板固定螺釘13、主軸固定銷子14、電纜15等組成。

本發明主要共由四大部分組成，即可轉動部分軸系、主固定底板、記圈組件、綜合電路板部分。