CN1398343A - 多转编码器 - Google Patents

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Abstract

在多转编码器中，在一输入轴(2)上设有掌握输入轴(2)在一圈中的角度位置的第一编码盘(3)。为掌握输入轴(2)的转速，设有一个多转部(5)，它具有被减速驱动的且呈磁铁(10，11，12)形式的其它编码盘。在第一编码盘(3)与多转部(5)之间设有印制电路板(4)，其上装有扫描第一编码盘(3)和磁铁(10，11，12)的传感器(8，30)。第一编码盘(3)的传感器(8，30)和磁铁(10，11，12)被装在印制电路板(4)的面对第一编码盘(3)的共同表面(40)上。

Description

多转编码器
技术领域
本发明涉及多转编码器。
背景技术
在许多情况下，需要知道一根轴在一圈中的位置和绝对转速。为此采用了多转编码器，例如WO99/57522、DE2817172C2和DE19534995A1所述的那样。
这样的编码器一方面应结构紧凑，另一方面应具有很高的测量精度。在根据DE2817172C2的编码器中，为获得节省空间的结构，在输入编码盘的圆周面区域内部设置了通过减速齿轮传动装置驱动的角度模数变换编码盘。扫描输入编码盘和为此被减速驱动的角度模数变换编码盘的传感器件被设置在不同的印制电路板上。
在DE19534995A1所述的多转编码器中，扫描输入编码盘及为此被减速驱动的编码盘的传感器件设置在一块公共印制电路板的一侧上。为了这样做，被减速驱动的编码盘在空间上被设置在输入编码盘的旁边，这增大了结构尺寸并且由于无法实现模块式安装而使安装更困难。
发明内容
本发明的任务在于提供一种结构紧凑的、能实现模块结构的并具有高的角度分辨率的多转编码器。
该任务通过一个具有权利要求1的技术特征的装置来完成。
本发明的优点在于，输入编码载体的传感器和为此被减速驱动的编码载体能通过已知的触点接通方法在一个共同的步骤中被安置在一块印制电路板的唯一表面上。
印制电路板的对置表面用于其它信号处理用构件并能通过另一种方法来插装。此外，至少尽可能地将编码器的整个圆周面用于输入编码载体的编码，由此可获得取决于编码器整个圆周面的最高角度分辨率。
本发明的有利的设计结构在从属权利要求中说明了。
附图说明
附图示出了本发明的实施例，其中：
图1是多转编码器结构的横截面示意图；
图2是多转编码器的呈分解视图形式的透视图；
图3是多转部的磁性编码载体的俯视图；
图4是第二种多转编码器的横截面示意图；
图5是第三种多转编码器的横截面示意图。
实施方式的具体描述
多转编码器是按模块式构成的，它包括一个支承体1、一个其上固定有一个输入编码盘3的输入轴2、一块印制电路板4和一个多转部5。为了掌握在一圈中的输入轴2绝对位置，在该轴上设有受一个光源7照射并被一个传感器件8扫描的编码6。编码6是一个多轨迹代码，一般是反射码，其中最细的轨迹是具有最高分辨率的增量轨迹。有利的是，它尽可能靠外地设置在编码盘3圆周面上，以便在圆周面上设置尽可能多的刻度循环。在整个圆周面上设置的刻度循环越多，则编码器的要测量的分辨率越高。
输入轴2可旋转地支承在支承体1内并且减速驱动其它编码载体10、11、12。在这里，在多转部5中设有一个减速齿轮传动装置20，在图1中，以截面图示出了其中的齿轮21、22。其它编码载体10、11、12用来测量输入轴2的转速，其中每个其它编码盘10、11、12通过减速齿轮传动装置20被各前置的编码载体10、11、12减速驱动，为了扫描各编码载体10、11、12，设有一个传感器30，在图中只能看到其中一个。为获得节省空间的结构，编码载体10、11、12至少基本上完全设置在输入编码盘3的圆周面区域内。
编码载体10、11、12的旋转轴线D10、D11、D12与输入轴2同心且平行地设置在一个共同平面内。每个编码载体是一个具有在圆周方向上交替设置的磁极(N-S)的磁铁。在最简单的情况下，磁铁10、11、12分别被设计成具有唯一的北极和南极的磁棒。图3以俯视图示出了这样的磁铁10。磁铁10的磁场由一个磁敏传感器30来检测，它根据磁极N和S的角度位置产生和输出电测量信号。此测量信号最好是一个与角度位置有关的数字串行代码字。因此，每个传感器30最好是一块半导体基板，其上立体排列地集成有呈霍尔器件或磁阻件形式的多个磁敏传感件，并且所述传感器包括一个具有放大器和模拟/数字转换器的测定电路，以便在传感器30的输出端分别给出一个多位代码数字，它表示所属磁铁10、11、12的绝对角度位置。
用来扫描输入编码盘3的传感器8和用来检测磁铁10、11、12磁场的传感器是半导体部件并被装在印制电路板4的一个共同表面上并且被电接通。印制电路板4的表面40与输入编码盘3正相对。装着磁铁10、11、12的多转部5与印制电路板4的另一表面41面对。印制电路板4的这个表面最好通过第一种方法来插装，对置表面41则通过不同的第二种方法来插装。光电传感器8和磁敏传感器30借助引线连接在表面40上被接通，用于传感器8、30扫描信号的信号处理的电气部件是SMD元件和并且它们安装在表面41上。
印制电路板4至少在其装载光电传感器8和被紧固在支承体1上的区域内被设计成是厚并因而稳定的。在其中设有磁敏传感器30的且用来掌握磁铁10、11、12磁场的扫描区内，印制电路板4的厚度减小了或它设有缺口。在图1中，示出了其中一个成盲孔50形式的且被设计得较薄的区域，而在图2中，示意地示出了用于其中一个磁铁10、11、12的各盲孔50、51、52。这种措施的优点是，磁敏传感器30与磁铁10、11、12之间的距离接近或甚至小于印制电路板4的厚度，从而能提高了质量且特别是扫描信号的波幅。
通过一个共同的罩壳9使多转部5、编码盘3和印制电路板4不受环境影响。
在按照图1、2的实施例中，透射地扫描编码盘3，但本发明也可被用在可如此反射扫描的编码盘，即光源7也被设置在印制电路板4的表面40上并最好也在那里被接通。
如果第一编码盘3设置在印制电路板4与磁铁10、11、12之间，则可获得一个比较紧凑的结构。第一编码盘3又可以由传感器8以透射或反射的扫描方法来扫描。这两种方法如图4所示，在反射扫描法中，光源7在印制电路板4上位于传感器8旁边，而在透射扫描中，光源7位于输入编码盘3的另一侧。所示传感器8、30被安装在印制电路板4的面对编码盘3的表面40上。磁铁10、11、12的磁场穿过编码盘3到达在印制电路板4上的磁敏传感器30，因而编码盘由非铁磁材料构成。
在图5中，示意地示出了第三实施例。作用相同的部件在这里仍用与前面例子相同的符号来表示。通过输入轴2被直接驱动的输入编码盘3被设置在印制电路板4表面41的对面。印制电路板4的另一表面40装载着用来扫描多转部5的编码载体10、11、12的传感器8。如果编码6是一个可光电扫描的代码，则在扫描光路中的印制电路板4区域必须被设计成是透明的。例如，为此设有一个缺口60。在这里，传感器8最好按照倒装方法其感光面向下地在印制电路板4的印制线路上被电接通。在这里未示出的光源的布置结构仍然取决于编码6是用透射扫描法还是反射扫描法来进行扫描。如果编码6是磁性扫描编码，则印制电路板4的区域60必须是非铁磁性的。不过，在这里最好设置一个缺口。

Claims (10)

1.一种多转编码器，它具有：
第一编码载体(3)，它与一个输入轴(2)相连并且为了掌握输入轴(2)的角度位置而被一个传感器(8)扫描；
用来测量输入轴(2)转速的几个其它的编码载体(10，11，12)，其中每个其它的编码载体(10，11，12)通过一个减速齿轮传动装置(20)相对各前置编码载体(10，11，12)减速地被驱动，为了扫描每个其它编码载体(10，11，12)而设有一个传感器(30)；
其它编码载体(10，11，12)设置在第一编码载体(3)的圆周面区域内，其特征在于，
第一编码载体(3)的传感器(8)和其它编码载体(10)的传感器(30)共同设置在一块印制电路板(4)的一个共同表面(40)上。
2.根据权利要求1的多转编码器，其特征在于，印制电路板(4)在空间上设置在第一编码载体(3)与其它编码载体(10，11，12)之间。
3.根据权利要求1所述的多转编码器，其特征在于，第一编码载体(3)在空间上设置在印制电路板(4)与其它编码载体(10，11，12)之间。
4.根据权利要求1-3之一所述的多转编码器，其特征在于，其它编码载体(10，11，12)是可绕着与输入轴(2)平行地延伸的转动轴线(D10，D11，D12)旋转地安装的磁铁(10，11，12)，它们在旋转方向上交替地被磁化并分别为其配备一个磁敏传感器(30)。
5.根据权利要求2和4所述的多转编码器，其特征在于，第一编码载体(3)被设置成面对印制电路板(4)表面(40)，在表面(40)上还装有传感器(8，30)，其它编码载体(10，11，12)被设置成面向印制电路板(4)的对置面(41)。
6.根据权利要求5所述的多转编码器，其特征在于，印制电路板(4)在磁敏传感器(30)的区域内具有缺口或盲孔(50)。
7.根据权利要求6所述的多转编码器，其特征在于，磁铁(10，11，12)突入缺口或盲孔(50)。
8.根据权利要求2所述的多转编码器，其特征在于，其它编码载体(10，11，12)被设置成面对印制电路板(4)表面(40)，在表面(40)上还装有传感器(8，30)，第一编码载体(3)被设置成面向印制电路板(4)的另一表面(41)。
9.根据权利要求8所述的多转编码器，其特征在于，印制电路板(4)在第一编码载体(3)的传感器(8)的区域内具有一个缺口(60)。
10.根据前述权利要求之一所述的多转编码器，其特征在于，第一编码载体是一个可光电扫描的编码盘(3)，它配备有一个在印制电路板(4)上的光电传感器(8)。
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