[實用新型]空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器

有效

• 申請號: 201721671602.5
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN207263188U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 周福根;于兆武
• 申請（專利權）人: 長春盛昊電子有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司22204
• 代理人: 石岱,曹靜安

技術領域

本實用新型涉及的是編碼器領域,具體涉及一種消除機械誤差算法的空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器。

背景技術

編碼器是將角度或位移信息轉換成電氣信號進行傳輸、通信的裝置。編碼器主要分為絕對式和增量式兩種。相對于增量式旋轉編碼器而言，絕對式旋轉編碼器無需計數、位置數據唯一，而單圈絕對式編碼器只能反映一圈內的位置，無法記錄多圈的位置數據。市面上的電子多圈絕對式編碼器依靠低功耗器件實現斷電條件下對多圈數據的記憶，再次上電后讀取單圈和多圈的位置數據，組合后發送給上位機，受電池容量限制，產品的耐用性、可靠性低，而齒輪光電多圈編碼器，利用齒輪減速配比，光柵和齒輪固定，通過光柵采集多圈位置數據，安裝難度高、成本高、防塵效果差。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器，該編碼器克服了電子多圈編碼器使用時間受限和齒輪光電多圈編碼器造價高、調試難度高、耐用性差的缺點，僅使用兩枚磁電芯片采集位置數據并結合特殊的算法，便可以消除齒輪傳動的延時及反方向旋轉造成位置數據錯誤，實現齒輪多圈編碼器的功能。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器，該編碼器包括主體、空心軸、第二磁鐵、第一磁鐵、第一磁芯片、電路板、第二磁芯片和齒輪組；所述空心軸設置在主體的中心位置，空心軸上固連有空心軸齒輪，所述齒輪組由多個雙層齒輪依次嚙合構成，每個雙層齒輪的模數均相同，所述第一磁鐵設置在齒輪組中與空心軸轉速相同的齒輪軸上，所述第二磁鐵設置在齒輪組末級實現不同減速比的齒輪軸上，所述第一磁芯片對應第一磁鐵、第二磁芯片對應第二磁鐵設置在電路板上，第一磁芯片和第二磁芯片分別處于第一磁鐵和第二磁鐵的正上方。

所述齒輪組包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪、第六齒輪和第七齒輪，所述空心軸齒輪與第二齒輪相嚙合，所述第三齒輪與第二齒輪相嚙合，空心軸齒輪與第三齒輪轉速相同，在主體上設置第一齒輪，所述第一齒輪與第二齒輪嚙合實現了與第三齒輪相同的轉速，所述第四齒輪與第三齒輪嚙合，第五齒輪與第四齒輪嚙合，第六齒輪與第五齒輪嚙合，第七齒輪與第六齒輪嚙合。

本實用新型的優點和有益效果是：

1、本實用新型中齒輪組包含編碼器空心軸齒輪和多個雙層齒輪，齒輪模數均相同。空心軸齒輪與編碼器空心軸固定，并與一枚雙層齒輪咬合，其他雙層齒輪通過一定的結構與之咬合在一起。在與編碼器空心軸轉速相同的齒輪軸上固定磁鐵、在最末級的齒輪軸上固定磁鐵，電路板與之對應的位置設置磁感應芯片用來采集位置數據。放置磁鐵的齒輪軸通過兩枚軸承與編碼器主體固定保證同軸度。未放置磁鐵的齒輪軸一端固定在電路板上，另一端固定在編碼器主體上，上下放置間隔柱擠壓齒輪保證同軸度。

2、本實用新型空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器使用高精度磁電芯片，安裝時保證磁鐵在同一平面且高度與磁芯片表面距離接近1mm，保證磁芯片數據的有效性和線性度。

3、本實用新型省去每一級都做圈數采集的計量方式，在保證機械加工精度和安裝精度的前提下，多圈數據使用位數高于實際使用位數1位，并將數據分為奇數數據和偶數數據兩個區域，將單圈數據分為上下兩個半圈，通過對比奇偶數據和上下半圈數據，數據處理單元進行邏輯上的糾錯和補償便可以實現圈數的加減，避免齒輪傳動和反方向旋轉造成誤差。

4、在連接機構上，本實用新型空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器在主體結構上留有固定孔，彈性連接片一端與編碼器固定，另一端與待測裝置固定，使用彈性連接片可以緩沖掉因為安裝不同軸造成的旋轉晃動。傳動軸穿過此編碼器，并利用鎖緊裝置將編碼器空心軸與傳動軸抱緊實現同步測量。

5、本實用新型空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器具有造價低廉、調試簡易、結構合理、實用性強、抗污染能力強、判斷邏輯新穎的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器的整體結構示意圖。

圖2為本實用新型空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器的分解結構示意圖。

圖3為本實用新型空心軸齒輪多圈磁電絕對式編碼器的俯視結構示意圖。

圖4為本實用新型消除齒輪傳動和反向旋轉誤差的邏輯判斷框圖。