[發明專利]一種太陽能無線多圈值編碼器

無效

• 申請號: 201010572916.6
• 申請日: 2010-12-06
• 公開（公告）號: CN102486384A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 于洋;陳亮;梁凱
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

技術領域

??????本發明涉及的是控制系統的應用，具體的是應用于閘門開度及高度控制，高度信號手，自雙回路獨立，冗余控制。適用于各種起重設備起升高度、煤礦井下深度、船用水下深度和水壩閘門起升高度測量等系統。????

背景技術

???????目前，傳統多圈絕對值編碼器采用光電碼盤和微型減速機來完成，也采用光電編碼器和單片機配合的電子式光電多圈絕對值編碼器。傳統的光電編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩定性及精度可以達到普通標準、一般要求，但容易碎。金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩定性就要比玻璃碼盤差一個數量級。塑料碼盤是經濟型的，其成本低，精度和耐高溫達不到高要求。此外，光電編碼器是通過在碼盤上刻線來計算精度，所以精度越高，碼盤就會越大，編碼器體積越大，并且精度也不是連續的。同時，傳統編碼器安裝相對較為復雜，且由于軸心有側向力拉引，若其安裝同心度有偏差，主軸越高速旋轉時，其水平拉力越大、其偏擺度越高，其損壞率也相對增加。間接傳動安裝的工件(齒輪、皮帶)多會有磨耗。在加工時馬達與主軸之間皮帶的松緊度影響加工精度，太松、精度差且易造成斷刀問題，太緊、加大其水平拉力，加速磨損主軸。低防護售后高維修IP等級較低。當受到外力撞擊，易損壞。最大轉速通常標注為6000rpm?實際上經常達不到，有些運行到3000rpm?就會出現問題。

??對于單圈絕對式編碼器來說，當轉動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉范圍360度以內的測量，如果要測量旋轉超過360度范圍，單圈絕對式編碼器是無法滿足的。一般的增量型編碼器輸出兩個A、B脈沖信號，和一個Z（L）零位信號，A、B脈沖互差90度相位角，通過脈沖計數可以知道位置，角度和圈數不斷增加，通過A,B脈沖信號超前或滯后可以知道正反轉，停電后，必須從約定的基準重新開始計數。增量型編碼器測量位置，角度和圈數時，需要做后處理，重新投電要做“復零”操作，沒有記憶設備絕對位置的功能。隨著我國自動化程度的提高，傳統編碼器已經不能滿足我們的需要，迫切需要一種的編碼器。

發明內容

本發明的目的是針對目前各種起重設備起升高度、煤礦井下深度、船用水下深度和水壩閘門起升高度測量中存在諸多不適的問題，而提供極為適用于設備高度、深度、閘門開度等控制系統中。

解決上述問題所采取的技術方案是：

????一種太陽能無線多圈值編碼器，其中包括單片機、鐵電類存儲器、集成霍爾元件、485通訊模塊、聯動軸、永磁鐵、磁編碼器、太陽能充電電源、無線通訊模塊；所述聯動軸和永磁鐵與磁編碼器相傳導，聯動軸和永磁鐵與霍爾元件相傳導，儀表部分的鐵電類存儲器、485通訊模塊、無線通訊模塊分別與單片機連接，并輸出脈沖，傳感器部分的無線通訊模塊、集成霍爾元件與單片機相連，供電方式為太陽能充電電源。?????????????????????????????????????.???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

上述系統結構示意圖1如圖1所示，磁電式編碼器采用磁電式設計，多圈編碼器優點是測量范圍大，實際使用往往富裕較多，安裝時不必要找零點，可以將某一中間位置作為起始點，通過磁感應器件永磁鐵和聯動軸、利用磁場的變化來產生和提供轉子的絕對位置。

上述系統結構示意圖2如圖2所示，當用磁鐵與聯動軸轉動時，采用集成霍爾元件作為角度傳感器，分辨率為4096線，功耗降低到較傳統的光學編碼器的1/10，不存在必須連續供電的情況，采樣時間間隔設置為實際轉速的2倍。

上述硬件結構圖如圖3所示，包括儀表部分單片機處理器芯片、鐵電類存儲器、無線通訊模塊、485通訊模塊。所述鐵電類存儲器、485通訊模塊和無線

通訊模塊分別與單片機處理器相連接。單片機處理器輸出端一端為脈沖輸出。

本發明的工作原理：