[發明專利]一種雙霍爾測角、測長模塊、裝置及方法

在審

• 申請號: 202011394876.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112525068A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 熊景林;何光義;楊玉杰;李銳;韓忠來;張莉;王麗;桂洪波
• 申請（專利權）人: 徐州威卡電子控制技術有限公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30;G01B7/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了長度、角度測量技術領域的一種雙霍爾測角、測長模塊、裝置及方法，旨在解決現有技術測角、測長裝置成本高、結構復雜、疲勞壽命低，占用空間大，測量精度低等技術問題，電路板通過多個支撐柱與安裝支架定位后固定連接；測角齒輪軸和計圈齒輪軸分別通過第一軸承組件安裝在安裝支架上，測角齒輪軸在朝向電路板的一端設有測角磁鐵，另一端設置測角齒輪；計圈齒輪軸在朝向電路板的一端設有計圈磁鐵，另一端設置計圈齒輪；在電路板朝向安裝支架的一側上設有與測角磁鐵相對的測角霍爾芯片，與計圈磁鐵相對的計圈霍爾芯片；測角齒輪和計圈齒輪相互嚙合，且測角齒輪的齒數與計圈齒輪的齒數之間沒有公約數，且計圈齒輪的齒數為質數。

技術領域

本發明屬于長度、角度測量技術領域，具體涉及一種雙霍爾測角、測長模塊、裝置及方法。

背景技術

現有工程機械絕大部分的長度角度傳感器是通過傳感器外部卷筒帶動芯軸齒輪與測長模塊的齒輪嚙合，其測長模塊為齒輪與多圈電位器配合，這樣當外部卷筒上纏繞的測長電纜拉出時，電位器軸也會相應轉動，即輸出長度信號。長度測量范圍取決于齒輪的傳動比和電位器的圈數，對與測長范圍較大的場合則需多級齒輪傳動，這樣勢必會造成結構復雜，占用空間較大，同時多級齒輪的引入會造成傳動精度較差，多圈電位器有死點，不能任意位置置零等問題；另外市場上也有采用單霍爾的長度角度傳感器，但是大都沒有掉電記憶功能，或者是韋根原理的，其成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙霍爾測角、測長模塊、裝置及方法，以解決現有技術測長裝置結構復雜，占用空間大，測量精度低的技術問題。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種雙霍爾測角、測長模塊，包括平行設置的安裝支架和電路板，所述電路板通過多個支撐柱與所述安裝支架固定連接；測角齒輪軸和計圈齒輪軸分別通過第一軸承組件安裝在所述安裝支架上，所述測角齒輪軸在朝向所述電路板的一端設有測角磁鐵，另一端設置測角齒輪；所述計圈齒輪軸在朝向所述電路板的一端設有計圈磁鐵，另一端設置計圈齒輪；在所述電路板朝向所述安裝支架的一側上設有與所述測角磁鐵相對的測角霍爾芯片，與所述計圈磁鐵相對的計圈霍爾芯片；所述測角齒輪和所述計圈齒輪相互嚙合，所述測角齒輪的齒數與所述計圈齒輪的齒數之間沒有公約數，且所述計圈齒輪的齒數為質數。

進一步地，每個所述第一軸承組件包括軸承座，所述軸承座與所述安裝支架固定連接，所述軸承座內設置兩套軸承。

一種雙霍爾測角、測長裝置，包括殼體、卷筒、傳動軸和前述的雙霍爾測角、測長模塊，所述傳動軸通過第二軸承組件安裝在所述殼體上，所述傳動軸一端與卷筒固定連接，另一端與傳動齒輪固定連接，所述傳動齒輪與測角齒輪相互嚙合；所述傳動軸上設有儲能機構。

進一步地，所述儲能機構包括環繞在所述傳動軸周圍若干圈的彈簧鋼片，所述彈簧鋼片一端固定在所述傳動軸上，另一端與所述殼體固定連接。

進一步地，所述第二軸承組件包括第一軸承和第二軸承，所述儲能機構位于所述第一軸承和所述第二軸承之間。

進一步地，所述殼體上設有可拆式的上蓋，所述上蓋與所述殼體之間設有密封圈。

一種雙霍爾測角、測長方法，采用前述的雙霍爾測角、測長裝置，包括：通過測角霍爾芯片采集測角齒輪的轉動角度；通過計圈霍爾芯片采集計圈齒輪的轉動角度；根據測角齒輪的轉動角度和計圈齒輪的轉動角度，判斷測角齒輪轉過的圈數；通過測角齒輪轉過的圈數和當前角度，確定測角齒輪轉過的總角度，進而確定卷筒上的測長線伸出的長度。