CN105958735B - 一种管状电机的绝对编码器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管状电机的绝对编码器，解决了现有技术中管状电机运行时无法通过测量管状电机的运行状态感知卷帘门、窗的具体位置，从而造成管状电机使用性能差的不足。本发明提供的一种管状电机的绝对编码器，输入轴通过变速装置带动动力轴转动，在动力轴上设有码盘，码盘上设有感应部，在基板上设有配合感应部采集信号的感应器，被管状电机驱动的部件由一个极限位置移动到另一个极限位置时，动力轴旋转一周，位于动力轴上的码盘与动力轴同步旋转，被管状电机驱动的部件的行程被码盘分割出若干个节点，从而使得管状电机在运行时可以通过码盘方便地感知被管状电机驱动的部件的具体位置，优化了管状电机的使用性能。

Description

一种管状电机的绝对编码器
技术领域
本发明涉及管状电机的配件，尤其涉及一种管状电机的绝对编码器。
背景技术
管状电机广泛应用于卷帘门、窗的驱动机，以实现卷帘门、窗的自动收/放。
现有技术中的管状电机结构简单，门、窗的收/放均通过行程开关进行控制，即，门、窗完全打开或完全关闭后碰触行程开关，并由行程开关控制制状电机启动或停止，这种控制方式在使用时十分不方便，如门、窗处于没有完全打开或完全关闭的位置时突然停电，此时，管状电机的控制装置无法感知门、窗的正确位置，进而在上电时造成管状电机误动作。
因此，现有技术中的管状电机在运行时无法通过测量管状机的运行状态而感知门、窗的具体位置，从而影响管状电机的使用性能。
发明内容
本发明提供的一种管状电机的绝对编码器，旨在克服现有技术中管状电机运行时无法通过测量管状电机的运行状态感知卷帘门、窗的具体位置，从而造成管状电机使用性能差的不足。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种管状电机的绝对编码器，包括输入轴、变速装置、编码装置和基板，所述编码装置包括动力轴和设置在动力轴上的码盘，所述输入轴经变速装置变速后将动力传递至动力轴，设由输入轴驱动的装置从一个极限位置运动到另一个极限位置需要输入轴转动n周，所述变速装置使得输入轴与动力轴的传动比为n比1；设置在动力轴上的每片码盘上均设有独立数量的感应部，并且，所有码盘安装在动力轴上以后，各码盘根据码盘上感应部的数量按以下公式：a＝xy升序或降序排列，其中，a为码盘上感应部的数量，x为大于或等于2整数，y为大于或等于1的整数；所述基板上在每片码盘的对应位置上均设有配合感应部采集信号的感应器。
上述技术方案中，输入轴与管状电机连接，随管状电转动而转动，输入轴经变速装置带动动力轴旋转，并且，输入轴与动力轴的传动比为n比1，在动力轴上设置有码盘，码盘上设有感应部，基板上设有感应器，管状电机带动卷帘门、窗从一个极限位置移动到另一个极限位置，输入轴转动n周，动力轴转动1周，而动力轴上的码盘也会旋转一周，卷帘门、窗运动到不同位置时，感应器均可以通过码盘上感应部采集到卷帘门、窗的具体位置，从而使得编码器可以感知门、窗的具体位置，优化了管状电机的使用性能，进而优化了卷帘门、窗的使用性能。
一种可选的方案，所述变速装置为齿轮变速器，所述输入轴上设有与齿轮变速器内的齿轮啮合的主动轮。齿轮变速器噪音低并且传动比精确，提高了编码器的精度。
一种可选的方案，所述变速装置包括由输入轴带动的中间轴，所述中间轴上设有具有感应体的盘体，所述基板上在对应盘体的位置上设有配合感应体采集中间轴旋转状态的感应装置。感应装置配合感应体可采集中间的旋转方向、转速及中间轴是否匀速旋转，进而感知管状电机的旋转方向、转速及是否匀速旋转，避免了管状电机误动作，延长了管状电机的使用寿命。
一种可选的方案，所述码盘上开设有沿码盘径向凹入码盘的凹槽，所述凹槽沿码盘的轴向贯穿码盘，所述感应部为设置在码盘上的凹槽和位于码盘上相对于凹槽的凸起。码盘结构简单，并且精度高，优化了编码器的使用性能。
一种可选的方案，所述感应部为粘接在码盘上的感应块。简化了码盘的结构，降低了码盘的制造成本。
一种可选的方案，所述盘体上设有至少两个感应体。提高了感应装置的感应精度。
一种可选的方案，所述感应体为粘接在盘体上的感应片，简化了盘体的结构，降低了盘体的制造成本；或者，所述盘体上开设有沿盘体径向凹入盘体的槽体，所述槽体沿盘体的轴向贯穿盘体，所述感应体为设置在盘体上的槽体和位于盘体上相对于槽体的凸部，提高了感应装置的感应精度。
一种可选的方案，所述动力轴上设有五片码盘，所有码盘安装在动力轴上以后，各码盘上感应部的数量依次为：2个、4个、8个、16个、32个。管状电机驱动的部件的行程被分为多个节点，管状电机驱动的部件位于任何节点上都可以被感知，优化了编码器的使用性能。
一种可选的方案，所述盘体上设有六个感应体。提高了感应装置的感应精度。
一种可选的方案，所述基板上设有支撑中间轴的凸耳，所述基板上还固定有支撑动力轴的凸板。中间轴、动力轴固定牢固，优化了编码器的稳定性能。
与现有技术相比，本发明提供的一种管状电机的绝对编码器，具有如下优点：输入轴通过变速装置带动动力轴转动，在动力轴上设有码盘，码盘上设有感应部，在基板上设有配合感应部采集信号的感应器，被管状电机驱动的部件由一个极限位置移动到另一个极限位置时，动力轴旋转一周，位于动力轴上的码盘与动力轴同步旋转，被管状电机驱动的部件的行程被码盘分割出若干个节点，被管状电机驱动的部件位于任意节点上都可以被感应器感知，从而使得管状电机在运行时可以通过码盘方便地感知被管状电机驱动的部件的具体位置，优化了管状电机的使用性能；
被管状电机驱动的部件在运行中突然停电时，编码器可以准确地识别停电时被管状电驱动的部件的具体位置，上电后，可以有效地避免管状电机误动作，化化了管状电机的使用性能；
被管状电机驱动的部件通过手动方式移动时，被管状电机驱动的部件的移动会带动输入轴的转动，从而带动动力轴转动，因此，通过手动方式移动管状电机驱动的部件移动后，编码器仍可以准确地识别被管状电机驱动的部件的位置，进一步优化了管状电机的使用性能。
附图说明
附图1是本发明一种管状电机的绝对编码器的轴测图；
附图2是本发明一种管状电机的绝对编码器的主视图；
附图3是附图2的俯视图；
附图4是本发明一种管状电机的绝对编码器中码盘的主视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一种管状电机的绝对编码器作进一步说明。如图1、图2、图3、图4所示，一种管状电机的绝对编码器，包括输入轴1、变速装置2、编码装置3和基板4，以用于车库卷帘门的管状电机为例，管状电机带动输入轴1同步转动的同时还驱动卷帘门移动，所述编码装置3包括动力轴5和设置在动力轴5上的码盘6，码盘6套设在动力轴5上，并随动力轴5同步转动，所述输入轴1经变速装置2变速后将动力传递至动力轴5，设由输入轴1驱动的装置从一个极限位置运动到另一个极限位置需要输入轴1转动n周，所述变速装置2使得输入轴1与动力轴5的传动比为n比1；也就是说，被管状电机驱动的卷帘门从最上方移动到最下方，或者，卷帘门从最后下方移动到最上方需要管状电动机转动n周，该过程中，管状电机带动输入轴1也同步转动n周，而变速装置2的传动比使得输入轴1转动n周而动力轴5只转动1周，以便于编码器感知卷帘门的正确位置；所述变速装置2为齿轮变速器，所述输入轴1上设有与齿轮变速器内的齿轮啮合的主动轮8，齿轮变速器具有噪音小，传动比精确的优点，提高了编码器的精度；
参见图1、图2、图3，设置在动力轴5上的每片码盘6上均设有独立数量的感应部，并且，所有码盘6安装在动力轴5上以后，各码盘6根据码盘6上感应部的数量按以下公式：a＝xy升序或降序排列，其中，a为码盘6上感应部的数量，x为大于或等于2整数，y为大于或等于1的整数；所述基板4上在每片码盘6的对应位置上均设有配合感应部采集信号的感应器7，感应器7通过螺钉固定在基板4上，以动力轴5上设有五片码盘6为例，所有码盘6安装在动力轴5上以后，各码盘6上感应部的数量依次为：2个、4个、8个、16个、32个；该设置使得码盘6在卷帘门的行程上均布有32个节点，卷帘门移动到任何节点都能被编码器所感知，从而有效地避免了管状电机误动作，优化了管状电机的使用性能；各码盘6上感应部的数量按x＝2进行设置，有利于感应器7与控制管状电机的控制器相通讯。
上述实施例在实际使用过程中，感应器7与控制管状电机运行的控制器通讯，感应器7采集到的信号传送至控制器，并由控制器处理，以根据感应器7采集的信号感知卷帘门的具体位置，感应器7、控制器均为现有技术中的装置，有效地避免了管状电机误动作，优化了管状电机的使用性能。
感应器7采集信号的原理为：输入轴1经变速装置2带动动力轴5转动，安装在动力轴5上的五片码盘6上均设有感应部，并且，各码盘6上感应部的数量依次为：2个、4个、8个、16个、32个，由此，编码器会在卷帘门的行程上均布32个节点，由于卷帘门从一个极限位置移动到另一极限位置时动力轴5仅需转动一周，因此，该节点实际上为设置在码盘6上的感应部，感应器7配合感应部采集信号，从而使得动力轴5在旋转时，编码器可以感知卷帘门的具体位置。
一种对上述实施方式的优化方式：参见图1、图2、图3，所述变速装置2包括由输入轴1带动的中间轴9，所述中间轴9上设有具有感应体的盘体10，所述基板4上在对应盘体10的位置上设有配合感应体采集中间轴9旋转状态的感应装置11，感应装置11通过螺钉固定在基板4上，中间轴9的旋转状态直接反映出输入轴1的旋转状态，而输入轴1的旋转状态又直接反映出管状电机的旋转状态，中间轴9的旋转状态是指，中间轴9的转向、转速和中间轴9是否匀速旋转，感应装置11与控制器通讯，该设置使得感应装置11可以感知管状电机的转向、转速及是否匀速旋转，优化了管状电机的使用性能。管状电机不是匀速旋转时，说明卷帘门被异物卡到，此时，控制器应发出报警信息，提示用户处理。
上述实施例中的码盘6其具体结构可以为：参见图4，所述码盘6上开设有沿码盘6径向凹入码盘6的凹槽12，所述凹槽12沿码盘6的轴向贯穿码盘6，所述感应部为设置在码盘6上的凹槽12和位于码盘6上相对于凹槽12的凸起13，凹槽12与凸起13是相对的，实际上就是在码盘6上开设凹槽12，该设置使得码盘6结构简单，并且，感应部的位置精确，提高了编码器的精度；
所述码盘6的结构还可以为，所述感应部为粘接在码盘6上的感应块。感应块粘接在码盘6上形成感应部，该设置降低了码盘6的制造成本。感应块也可以通过其它连接方式固定在码盘6上，如螺纹连接等。
上述实施例中的盘体10其具体结构可以为：所述盘体10上设有至少两个感应体，感应体的数量越多，则感应装置11采集的信号就越多，从而使得感应装置11的精度就越高，以盘体10上设有六个感应体为例，所述盘体10上开设有沿盘体10径向凹入盘体10的槽体14，所述槽体14沿盘体10的轴向贯穿盘体10，所述感应体为设置在盘体10上的槽体14和位于盘体10上相对于槽体14的凸部15，槽体14与凸部15是相对的，实际上就是在盘体10上开设槽体14，该设置提高了感应装置11的感应精度。
所述盘体10结构还可以为，所述感应体为粘接在盘体10上的感应片。降低了盘体10的制造精度。
上述实施方式的中间轴9、动力轴5均应与基板4可靠连接，参见图1、图2、图3，所述基板4上设有支撑中间轴9的凸耳16，所述基板4上还固定有支撑动力轴5的凸板17。所述基板4是指用于固定变速装置2、编码装置3的结构，可以为管状电机的壳体等。变速装置2为齿轮变速器时，为便于凸耳16的设置，齿轮变速器的末级齿轮应位于其中一个凸耳16与动力轴5之间，以避免动力轴5与凸耳16干涉。
以上仅为本发明的优选实施方式，旨在体现本发明的突出技术效果和优势，并非是对本发明的技术方案的限制。本领域技术人员应当了解的是，一切基于本发明技术内容所做出的修改、变化或者替代技术特征，皆应涵盖于本发明所附权利要求主张的技术范畴内。

Claims (10)

1.一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：包括输入轴(1)、变速装置(2)、编码装置(3)和基板(4)，所述编码装置(3)包括动力轴(5)和设置在动力轴(5)上的码盘(6)，所述输入轴(1)经变速装置(2)变速后将动力传递至动力轴(5)，设由输入轴(1)驱动的装置从一个极限位置运动到另一个极限位置需要输入轴(1)转动n周，所述变速装置(2)使得输入轴(1)与动力轴(5)的传动比为n比1；设置在动力轴(5)上的每片码盘(6)上均设有独立数量的感应部，并且，所有码盘(6)安装在动力轴(5)上以后，各码盘(6)根据码盘(6)上感应部的数量按以下公式：a＝xy升序或降序排列，其中，a为码盘(6)上感应部的数量，x为大于或等于2整数，y为大于或等于1的整数；所述基板(4)上在每片码盘(6)的对应位置上均设有配合感应部采集信号的感应器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述变速装置(2)为齿轮变速器，所述输入轴(1)上设有与齿轮变速器内的齿轮啮合的主动轮(8)。
3.根据权利要求1或2所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述变速装置(2)包括由输入轴(1)带动的中间轴(9)，所述中间轴(9)上设有具有感应体的盘体(10)，所述基板(4)上在对应盘体(10)的位置上设有配合感应体采集中间轴(9)旋转状态的感应装置(11)。
4.根据权利要求3所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述码盘(6)上开设有沿码盘(6)径向凹入码盘(6)的凹槽(12)，所述凹槽(12)沿码盘(6)的轴向贯穿码盘(6)，所述感应部为设置在码盘(6)上的凹槽(12)和位于码盘(6)上相对于凹槽(12)的凸起(13)。
5.根据权利要求3所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述感应部为粘接在码盘(6)上的感应块。
6.根据权利要求3所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述盘体(10)上设有至少两个感应体。
7.根据权利要求6所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述感应体为粘接在盘体(10)上的感应片；或者，所述盘体(10)上开设有沿盘体(10)径向凹入盘体(10)的槽体(14)，所述槽体(14)沿盘体(10)的轴向贯穿盘体(10)，所述感应体为设置在盘体(10)上的槽体(14)和位于盘体(10)上相对于槽体(14)的凸部(15)。
8.根据权利要求4所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述动力轴(5)上设有五片码盘(6)，所有码盘(6)安装在动力轴(5)上以后，各码盘(6)上感应部的数量依次为：2个、4个、8个、16个、32个。
9.根据权利要求7所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述盘体(10)上设有六个感应体。
10.根据权利要求1所述的一种管状电机的绝对编码器，其特征在于：所述基板(4)上设有支撑中间轴(9)的凸耳(16)，所述基板(4)上还固定有支撑动力轴(5)的凸板(17)。
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Granted publication date: 20180706

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