专利名称：多圈磁电式绝对值编码器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量仪表领域，特别涉及一种多圈磁电式绝对值编码器。
背景技术：
编码器(encoder)是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者称为码盘，后者称码尺.按照数据读出方式的不同，编码器可以分为接触式和非接触式两种。接触式采用电刷输出，通过电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“ I”还是“O”;非接触式的接受敏感元件包括光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“I”还是“O”。如图1所示，现有的多圈绝对值编码器包括一输入轴10、一码盘11、多个光源12、一屏蔽光栅13、多个光电接收单兀14、一变速齿轮15和一输出轴(图1中未标注)。使用时，待测量物体带动该输入轴10旋转，该输入轴10带动该变速齿轮15减速，该变速齿轮15的转矩通过该输出轴输出。该输入轴10每转过一圈，该输出轴才旋转若干度，换而言之，该输出轴每转过一圈，该输入轴10已转过多圈。因此，该多圈绝对值编码器实现了多圈测量的目的。然而，现有的多圈绝对值编码器需要使用码盘11和屏蔽光栅13，这元器件的使用不仅会增加多圈绝对值编码器的体积，也会提升制作成本。另外，现有的多圈绝对值编码器的耐用性也较差。由于多圈绝对值编码器在机械塔吊、闸门控制、电梯调控和机械测量等诸多领域发挥着重要作用，并且直接影响着现代化建设，因此，绝对值编码器领域的研发人员一直渴望研发出耗材少、体积较小、计量圈数多、精度高、计量结构合理以及耐用性高的多圈绝对值编码器。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中多圈绝对值编码器存在耗材较多、体积较大、计量圈数少、精度较低、计量结构不够合理、耐用性低以及成本较高的缺陷，提供一种多圈磁电式绝对值编码器，该多圈磁电式绝对值编码器具有耗材较少、体积较小、计量圈数多、精度高、计量结构合理、耐用性高以及成本低的优点。本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题—种多圈磁电式绝对值编码器,其包括一变速齿轮箱和一磁感应电路板，其特点在于，该变速齿轮箱包括一输入轴和多个输出轴，该些输出轴中一输出轴与该输入轴的变比等于1，该些输出轴中其它输出轴与该输入轴的变比互不相等并且均大于1，该些输出轴的端部均设置有一磁铁，该磁感应电路板上设置有多个感应芯片，该些感应芯片与该些磁
铁——对应。较佳地，该变速齿轮箱包括三个输出轴，该些输出轴分别为第一输出轴、第二输出轴和第三输出轴，该第一输出轴、该第二输出轴和该第三输出轴与该输入轴的变比分别为1:1、64:1、4096:1。在采用层层计量的构思情况下，本领域技术人员不必将上述变比定格为64:1。该多圈磁电式绝对值编码器的工作原理类似于机械钟表式的秒、分、时的分级计量方式，本领域技术人员完全可以选择不同型号的齿轮，改变该些变比的数值。另外，该些输出轴的数目也不必局限成3个，其它大于I的数值，例如，2个或4个也是能够解决本领域的技术问题并达到相应的技术效果的。较佳地，该多圈磁电式绝·对值编码器包括一传动装置，该传动装置包括一具有轴孔的法兰座和一连结轴，该连结轴与该轴孔相枢接，该连结轴的一端与该输入轴固定连接，该连结轴的另一端用于与一待测量物体相连接。该些传动装置的设定是为了便于该变速齿轮箱与待测量物体固定连接。较佳地，该些磁铁为圆柱形且位于同一平面上，该些磁铁的外径相等且均为2. 5-3. 5_，每一感应芯片和与该感应芯片相对应的磁铁的间距为O. 5-1. 5_。制作时，保持每一感应芯片和与该感应芯片相对应的磁铁的间距为O. 5-1. 5mm,以便使得感应芯片能够精确的检测到该磁铁的磁场变化。较佳地，该些感应芯片均设置于该磁感应电路板上，该磁感应电路板上还设置有一处理芯片和一存储器，该些感应芯片、该存储器均与该处理芯片相互通信。本实用新型的积极进步效果在于该多圈磁电式绝·对值编码器具有耗材较少、体积较小、计量圈数多、精度高、计量结构合理、耐用性高以及成本低的优点。
图1为现有的多圈绝对值编码器的结构示意图。图2为本实用新型实施例1的多圈磁电式绝对值编码器的结构示意图。图3为本实用新型实施例2的多圈磁电式绝对值编码器的结构示意图。图4为图3中的多圈磁电式绝对值编码器的变速齿轮箱的结构示意图。图5为图4中的变速齿轮箱的外壳体的立体图。附图标记说明输入轴10码盘11光源12屏蔽光栅13光电接收单元14变速齿轮15变速齿轮箱2磁感应电路板3传动装置4输入轴21第一输出轴23第二输出轴24第三输出轴25第一磁铁26第二磁铁27第三磁铁28印刷电路板31第一感应芯片32第二感应芯片33第三感应芯片34外壳体20第一输出孔203第二输出孔204第三输出孔20具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。实施例1如图2所不,本实施例的多圈磁电式绝对值编码器包括一变速齿轮箱2和一磁感应电路板3。该变速齿轮箱2包括一输入轴21和三个输出轴,该输出轴分别为第一输出轴23、第二输出轴24和第三输出轴25。在该些输出轴中，该第一输出轴23与该输入轴的变比等于I。另外，该第二输出轴24与该输入轴的变比等于64,该第三输出轴25与该输入轴的变比等于4096。该第一输出轴23的端部、该第二输出轴24的端部和该第三输出轴25的端部分别设置有第一磁铁26、第二磁铁27和第三磁铁28。该些磁铁为扁平圆柱形(即高度小于直径的圆柱)且位于同一平面上，该些磁铁的外径相等且均为2. 5-3. 5mm,相应于该第一磁铁26、该第二磁铁27和该第三磁铁28，该磁感应电路板3上设置有第一感应芯片32、第二感应芯片33和第三感应芯片34。每一感应芯片和与该感应芯片相对应的磁铁的间距为O. 5-1. 5mm。该磁感应电路板包括一印刷电路板31，该印刷电路板31不仅排列有该第一感应芯片32、该第二感应芯片33和该第三感应芯片34，还设置有一处理芯片和一存储器，该些感应芯片、该存储器均与该处理芯片相互通信。安装时，将该输入轴21与一待测量物体固定连接。使用时，待测量物体通过该输入轴21带动该第一输出轴23旋转，该第一输出轴23与该第二输出轴24和该第三输出轴25相互联动。待测量物体、该输入轴21、该第一输出轴23以及该第一磁铁26相互刚性连接，即待测量物体每旋转I秒的角度，该第一磁铁26也旋转I秒的角度，因此，该多圈磁电式绝对值编码器的精度高。该第一磁铁26每转64圈，该第二磁铁27转一圈。该第二磁铁27每转64圈，该第三磁铁28转一圈。因此，该第二磁铁27和该第三磁铁28相互配合共计计数4096圈。因此，该多圈磁电式绝对值编码器的计量圈数多。上述联动结构类似于日常生活中的钟表，即该第一磁铁26相应于秒针，该第二磁铁27相应于分针，该第三磁铁28相应于时针，采用层层计量的构思，因此计量结构合理。在该印刷电路板31上，该处理芯片同时与该些感应芯片通信以实现测量运算，并将运算暂存于该存储器中。在精度与单圈绝对值编码器相同、计量圈数多达4096圈的情况下，才仅用一个处理芯片和一个存储器，因此耗材较少，成本较低。在保持每圈高分辨率的情况下，该多圈磁电式绝对值编码器可以使用处于一个平面上的三组磁电感应传感器及一个处理芯片实现多圈数据的测量。另外，本实施例的多圈绝对值编码器还具有磁编码器固有的其它优点，例如，转速高、相应速度快、防尘防油、抗振动等级高、调试方便、线性驱动并且抗干扰性能强等。实施例2为了便于与待测量物体固定连接，如图3所示，该多圈磁电式绝对值编码器还包括一传动装置4，该传动装置4包括一具有轴孔的法兰座41和一连结轴42，该连结轴42与该轴孔相枢接，该连结轴42的一端与该输入轴21固定连接，该连结轴42的另一端用于与一待测量物体相连接。如图4所示，该变速齿轮箱2包括相互联动的第一输出轴23、第二输出轴24和第三输出轴25。如图5所不,该变速齿轮箱2还包括一外壳体20,该外壳体20的密封盖上设置有第一输出孔203、第二输出孔204和第三输出孔205。本实施例的多圈磁电式绝对值编码器具有以下改进首先，借鉴机械钟表的分级计量原理，通过变速齿轮箱和多个感应芯片，在一个紧凑的空间内实现多圈测量。其次，该输入轴与该第一输出轴可以刚性连接，能够保证安装同心度并且测量精度与单圈绝对值编码器一致，即精度没有受到影响。再次，该第二输出轴和该第三输出轴实现计量圈数，实际生产时可以增加更多输出轴，实现更为庞大数量的圈数的计量。最后，该些感应芯片和该处理芯片可以集成于同一印刷电路板并处于同一平面上，该处理芯片控制该些感应芯片进行同步数据采集和处理，因此硬件资源利用效率高，该处理芯片可以为微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)或现场可编程门阵列(FPGA)。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种多圈磁电式绝对值编码器,其包括一变速齿轮箱和一磁感应电路板,其特征在于，该变速齿轮箱包括一输入轴和多个输出轴，该些输出轴中一输出轴与该输入轴的变比等于1，该些输出轴中其它输出轴与该输入轴的变比互不相等并且均大于1，该些输出轴的端部均设置有一磁铁，该磁感应电路板上设置有多个感应芯片，该些感应芯片与该些磁铁--对应。
2.如权利要求1所述的多圈磁电式绝对值编码器，其特征在于，该变速齿轮箱包括三个输出轴，该些输出轴分别为第一输出轴、第二输出轴和第三输出轴，该第一输出轴、该第二输出轴和该第三输出轴与该输入轴的变比分别为1: 1、64:1、4096:1。
3.如权利要求1所述的多圈磁电式绝对值编码器，其特征在于，该多圈磁电式绝对值编码器包括一传动装置，该传动装置包括一具有轴孔的法兰座和一连结轴，该连结轴与该轴孔相枢接，该连结轴的一端与该输入轴固定连接，该连结轴的另一端用于与一待测量物体相连接。
4.如权利要求1所述的多圈磁电式绝对值编码器，其特征在于，该些磁铁为圆柱形且位于同一平面上，该些磁铁的外径相等且均为2. 5-3. 5mm，每一感应芯片和与该感应芯片相对应的磁铁的间距为O. 5-1. 5mm。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的多圈磁电式绝对值编码器，其特征在于，该些感应芯片均设置于该磁感应电路板上，该磁感应电路板上还设置有一处理芯片和一存储器， 该些感应芯片、该存储器均与该处理芯片相互通信。
专利摘要本实用新型公开了一种多圈磁电式绝对值编码器，其包括一变速齿轮箱和一磁感应电路板，该变速齿轮箱包括一输入轴和多个输出轴，该些输出轴中一输出轴与该输入轴的变比等于1，该些输出轴中其它输出轴与该输入轴的变比互不相等并且均大于1，该些输出轴的端部均设置有一磁铁，该磁感应电路板上设置有多个感应芯片，该些感应芯片与该些磁铁一一对应。本实用新型的多圈磁电式绝对值编码器具有计量圈数多、精度高、计量结构合理以及耐用性高的优点。
文档编号G01D5/12GK202885840SQ201220533379
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者裘奋 申请人:上海精浦机电有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
