[發明專利]一種機械多圈絕對值編碼器及圈數解碼方法

在審

• 申請號: 202010037676.3
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111060142A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 張春輝;錢作忠
• 申請（專利權）人: 深圳眾為興技術股份有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;G01D5/249
• 代理公司: 深圳力拓知識產權代理有限公司 44313
• 代理人: 龔健

本發明實施例公開一種機械多圈絕對值編碼器及圈數解碼方法，包括安裝座、輸入軸、主動齒輪、至少一個從動齒輪、解碼IC和至少兩個單圈絕對值編碼器，主動齒輪與從動齒輪轉動地設置于安裝座上，輸入軸的一端與主動齒輪連接，主動齒輪與至少一個從動齒輪嚙合，每個從動齒輪的齒數為互不相同的質數，單圈絕對值編碼器對應地設置于安裝座上，解碼IC分別與每個單圈絕對值編碼器電性連接。多圈絕對值編碼器既可以避免電子多圈絕對值編碼器在電池掉電情況下丟失零點的問題，也可以解決傳統機械多圈絕對值編碼器因結構復雜而帶來的加工制造困難和體積較大的問題，在多圈計圈范圍上也遠超傳統機械多圈絕對值編碼器，可按需求輕易擴展多圈計圈范圍。

技術領域

本發明實施例涉及編碼器領域，具體涉及一種機械多圈絕對值編碼器及圈數解碼方法。

背景技術

編碼器在自動化控制領域廣泛應用于速度和位置檢測。而多圈絕對值編碼器具有位置編碼唯一和高精度的優點，在伺服控制時無需找零點，廣泛應用于工業機器人的伺服電機位置檢測。常見的多圈絕對值編碼器是帶電池的電子多圈絕對值編碼器，其體積小成本相對較低，但存在電池掉電情況下丟失零點的缺陷；另一種可靠的方案是減速齒輪形式的機械式多圈絕對值編碼器，因其不依賴電池所以不存在丟零點的問題，但其多級減速齒輪結構復雜體積較大且生產制造困難，技術長期被德國和日本所壟斷。

發明內容

為此，本發明實施例提供一種機械多圈絕對值編碼器及圈數解碼方法，以解決現有的編碼器存在電池掉電情況下丟失零點的缺陷，以及結構復雜和體積較大的問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種機械多圈絕對值編碼器，所述機械多圈絕對值編碼器包括安裝座、輸入軸、主動齒輪、至少一個從動齒輪、解碼IC和至少兩個單圈絕對值編碼器，所述主動齒輪與所述從動齒輪轉動地設置于安裝座上，所述輸入軸的一端與所述主動齒輪連接，所述主動齒輪與至少一個從動齒輪嚙合，每個所述從動齒輪的齒數為互不相同的質數，所述單圈絕對值編碼器對應地設置于所述安裝座上，所述單圈絕對值編碼器用于獲取與其對應的齒輪當前的單圈位置，所述解碼IC分別與每個單圈絕對值編碼器電性連接，所述解碼IC用于采集每個單圈絕對值編碼器的讀數來進行多圈數的解碼。

進一步地，所述安裝座包括第一安裝板和第二安裝板，所述第一安裝板與第二安裝板平行且間隔設置，并通過多根連接桿連接。

進一步地，所述主動齒輪與所述從動齒輪轉動地設置于第一安裝板靠近第二安裝板的一側，所述從動齒輪設置于所述主動齒輪的外周，且均與主動齒輪嚙合。

進一步地，所述單圈絕對值編碼器為光電式單圈絕對值編碼器、旋轉變壓器或磁編碼器。

進一步地，所述機械多圈絕對值編碼器還包括一級減速機，所述一級減速機的動力輸出軸與所述輸入軸的另一端連接。

相對應地，本發明還提供一種圈數解碼方法，所述圈數解碼方法包括以下步驟：

步驟a1，根據上述結構模型可提取數學方程組:

A1×Z1+K1＝m

A2×Z2+K2＝m

A3×Z3+K3＝m

..........

..........

An×Zn+Kn＝m

其中n為正整數代表總的齒輪個數，m為整數代表每個齒輪轉過的總齒數；A1-An為整數代表1-n號齒輪轉過的圈數；Z1-Zn為各不相同的質數代表1-n號齒輪的齒數；K1-Kn代表1-n號齒輪當前位置的齒數編號，編號定義從0開始，其最大值比齒數小1。

步驟b，計算每個齒輪轉過的圈數A1-An以及編碼器主動側轉過的圈數；