[實用新型]一種磁阻式單圈絕對式編碼器

有效

• 申請號: 201521023903.8
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN205352423U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 王忠杰;孟憲強;于海洋;楊尚;劉伯愚
• 申請（專利權）人: 長春禹衡光學有限公司
• 主分類號: G01D5/249
• 分類號: G01D5/249
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本實用新型屬于編碼器被動測量技術領域。

背景技術

絕對式編碼器具有廣闊的市場需求，因此各廠家始終堅持不懈的研發絕對式編碼器。絕對編碼器長久以來一直是以光電式為主導，光柵盤的刻線與指示光柵的刻線存在一定的角度偏差，光柵盤旋轉后，經平行光照射，在光電池上產生明暗相間的摩爾條紋，光電池感知光強變化輸出正余弦信號。

缺點是對環境要求較高，容易受到油污的侵蝕。光柵盤為玻璃材質，容易受到外部震動、沖擊等環境的影響，碼盤出現破碎，并且需要做密封處理。

同時磁電式單圈絕對式編碼器也應市場需求應用在各個領域，其原理：在旋轉軸的軸心固定一個磁柱，霍爾器件在磁柱的正上方放置，磁柱轉動一周過程中，霍爾傳感器接收的磁通量方向不斷變化，通過電路處理輸出正余弦信號。

這種安裝方式只適用于軸端安裝，無法實現大空心軸安裝，而且磁柱的磁性范圍小，得到的波形正弦性不夠，限制了對波形的細分。

發明內容

本實用新型涉及一種磁阻式單圈絕對式編碼器，以解決存在的對環境要求較高、只適用于軸端安裝，無法實現大空心軸安裝，而且磁柱的磁性范圍小，得到的波形正弦性不夠，限制了對波形的細分的問題。

本實用新型采取的技術方案是：金屬圓盤一圓心與旋轉軸中心偏心安裝，該金屬圓盤一為鐵磁性質材料，一個磁阻傳感器一放置在旋轉中心的徑向方向，且與金屬圓盤一同一平面，另一個金屬圓盤二圓心與旋轉中心采用偏心安裝，使兩金屬圓盤的偏心方向互相垂直，另一個磁阻傳感器二與所述磁阻傳感器一放置在同一位置，且上下重疊，分別對應一個金屬圓盤。

本實用新型一種實施方式是，N個金屬圓盤圓心與旋轉中心采用偏心安裝，N>2，N是自然數，N個金屬圓盤的偏心方向相差一定的度數，N個磁阻傳感器放置在同一位置，且上下重疊，N個磁阻傳感器放置在旋轉中心的徑向方向，分別對應一個金屬圓盤。

本實用新型一種實施方式是，金屬圓盤在偏心方向打一個小孔或在偏心的反方向加一個金屬塊。

本實用新型一種實施方式是，信號處理器與各磁組傳感器分別連接。

本實用新型的優點是：結構新穎，對環境要求低：使用磁阻傳感器，可用于光電式編碼器無法正常工作的油污的環境，抗振動，較光電編碼器故障率低；所用的磁阻傳感器技術成熟，金屬圓盤加工難度低，降低成本的同時也解決了光電編碼器對加工精度要求高的問題；用戶安裝方便：用戶定位安裝方便，精度可靠，適合安裝在大口徑的空心軸或實心軸后端，且不妨礙電機軸末端的其他安裝設備，對電機要求低：此方法可解決光電編碼器對軸向竄動和徑向跳動敏感等問題，提高了產品的適應性；拓展性良好：能應用于單圈絕對式編碼器、增量式編碼器。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構原理圖；

圖2是本實用新型的結構原理圖；

圖3是本實用新型金屬圓盤上有減料小孔或在反向加料的結構示意圖；

圖4是本實用新型N個金屬圓盤與N個磁阻傳感器的結構示意圖；

圖5是本實用新型N個金屬圓盤與N個磁阻傳感器的結構示意圖。

具體實施方式

金屬圓盤一1圓心O1與旋轉軸3中心O偏心安裝，該金屬圓盤一為鐵磁性質材料，一個磁阻傳感器一2放置在旋轉中心的徑向方向，且與金屬圓盤一同一平面，另一個金屬圓盤二1’圓心O2與旋轉中心O采用偏心安裝，使兩金屬圓盤的偏心方向互相垂直，另一個磁阻傳感器二2’與所述磁阻傳感器一放置在同一位置，且上下重疊，分別對應一個金屬圓盤。

本實用新型一種實施方式是，N個金屬圓盤圓心與旋轉中心采用偏心安裝，N>2，N是自然數，N個金屬圓盤的偏心方向相差一定的度數，N個磁阻傳感器放置在同一位置，且上下重疊，N個磁阻傳感器放置在旋轉中心的徑向方向，分別對應一個金屬圓盤。

本實用新型一種實施方式是，金屬圓盤在偏心方向打一個小孔5或在偏心的反方向加一個金屬塊6。滿足動平衡要求，保持金屬圓盤不產生離心力。

本實用新型一種實施方式是，信號處理器4與各磁組傳感器分別連接。

金屬圓盤一1，金屬圓盤二1’旋轉一圈的過程中，與磁阻傳感器的間隙呈正弦規律性變化，即輸出信號與轉動角度為正弦關系，輸出兩個相差90度的正弦波。

磁阻傳感器輸出的正余弦信號，經過信號處理器細分后，一個周期的正余弦波細分為N份，每一份具有絕對位置關系，可作為絕對式編碼器使用，具有定位功能，可以測量360度內的任何位置，也可測量局部角度變化。如：工業機器人小范圍轉動的關節等。

本實用新型還適用于N個金屬圓盤與N個磁阻傳感器的情況，如圖4，圖5所示，即磁阻傳感器一，磁阻傳感器二．．．．．．磁阻傳感器N放置在旋轉中心徑向方向，且相互重疊。金屬圓盤一，金屬圓盤二．．．．．金屬圓盤N的偏心方向相差一定的度數，磁阻傳感器一，磁阻傳感器二．．．．．．磁阻傳感器N放置在旋轉中心的徑向方向，分別對應一個金屬圓盤，可得到N個相差一定相位差的正余弦波形的信號，N>2，N是自然數。