CN202885839U

CN202885839U - 多圈绝对值编码器

Info

Publication number: CN202885839U
Application number: CN 201220533267
Authority: CN
Inventors: 裘奋
Original assignee: Shanghai Gemple Mechanic & Electric Co Ltd
Current assignee: Shanghai Gemple Mechanic & Electric Co Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-10-17

Abstract

本实用新型公开了一种多圈绝对值编码器，包括一输入轴、一行星齿轮簇、一输出轴、一磁铁、一磁感应电路板和一环形支撑座，该行星齿轮簇包括至少一行星齿轮组且变比大于1，该些行星齿轮组依次级联并设置于该环形支撑座的腔体内，每一行星齿轮组包括一外齿圈、一输入太阳轮、一输入行星轮、一输出行星轮和一输出太阳轮，该输入轴用于带动该些行星齿轮组中的第一级行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该些行星齿轮组中的最后一级行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该输出轴旋转，该磁铁固定于该输出轴上，该磁感应电路板用于检测该磁铁的磁场分布并输出电信号。本实用新型的多圈绝对值编码器具有体积较小、耐用性高并且价格低廉的优点。

Description

多圈绝对值编码器

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“1”还是“0”；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“1还是“0。

如图1所示，现有的多圈绝对值编码器1包括一输入轴10、一码盘11、多个光源12、一屏蔽光栅13、多个光电接收单元14、一组变速齿轮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带动该组变速齿轮15减速，该组变速齿轮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、屏蔽光栅13、组变速齿轮15，这元器件的使用不仅会增加了多圈绝对值编码器的制作成本而且也使其体积较大。另外，现有的多圈绝对值编码器的耐用性也较差。

因此，研究并开发一种体积较小、耐用性高并且成本低廉的多圈绝对值编码器尤为必要。

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的多圈绝对值编码器的成本较高、体积较大并且耐用性低的缺陷，提供一种多圈绝对值编码器，该多圈绝对值编码器具有体积较小、耐用性高并且成本低廉的优点。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种多圈绝对值编码器，其特点在于，该多圈绝对值编码器包括一输入轴、一行星齿轮簇、一输出轴、一磁铁、一磁感应电路板和一环形支撑座，该行星齿轮簇包括至少一行星齿轮组且变比大于1，该些行星齿轮组依次级联并设置于该环形支撑座的腔体内，每一行星齿轮组包括一外齿圈、一输入太阳轮、一输入行星轮、一输出行星轮和一输出太阳轮，该输入轴用于带动该些行星齿轮组中的第一级行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该些行星齿轮组中的最后一级行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该输出轴旋转，该磁铁固定于该输出轴上，该磁感应电路板用于检测该磁铁的磁场分布并输出电信号。

较佳的，该些行星齿轮组的外齿圈均与该环形支撑座固定连接，并且相邻的两级行星齿轮组中前一级的行星齿轮组的输出太阳轮用于带动后一级的行星齿轮组的输入太阳轮。

较佳的，该行星齿轮簇仅包括一行星齿轮组，该行星齿轮组的外齿圈与该环形支撑座固定连接，该输入轴用于带动该行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该输出轴旋转。

较佳的，该行星齿轮簇包括两个行星齿轮组，该些行星齿轮组分别为第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，该些行星齿轮组的外齿圈与该环形支撑座固定连接，该输入轴用于带动该第一行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该第一行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该第二行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该第二行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该输出轴旋转。

较佳的，该输入轴通过一轴承与该环形支撑座相互枢接。

较佳的，该磁铁为条形磁铁、马蹄形磁铁或圆环形磁铁。

较佳的，该磁感应电路板上设置有磁检测芯片、处理器和存储器。

本实用新型的积极进步效果在于：

由于不使用码盘和屏蔽光栅，并且使用市售的行星齿轮组代替组变速齿轮，况且市售的行星齿轮组体积较小、价格低廉，因此本实用新型的多圈绝对值编码器具有体积小、价格低廉的优点。另外，本实用新型的多圈绝对值编码器使用磁检测结构，因此不仅结构简单而且耐用性也高。

附图说明

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的多圈绝对值编码器的内芯子的结构示意图。

图3为本实用新型实施例1的多圈绝对值编码器的外壳体的结构示意图。

图4为图2中的行星齿轮簇的结构示意图。

图5为本实用新型实施例2的多圈绝对值编码器的行星齿轮簇的结构示意图。

附图标记说明：

现有的多圈绝对值编码器：1

输入轴：10 码盘：11

光源：12 屏蔽光栅：13

光电接收单元：14 组变速齿轮：15

本实施例的多圈绝对值编码器：2

输入轴：21 轴承：22

环形支撑座：23 行星齿轮簇：24

输出轴：25 磁铁：26

磁感应电路板：27 信号线：28

外壳体：29 磁检测芯片：270

安装口：290 接头：291

传输电缆：292 行星齿轮簇：3

第一行星齿轮组：31 第二行星齿轮组：32

输入太阳轮：311 输入行星轮：312

外齿圈：313 输出行星轮：314

输出太阳轮：315 输入太阳轮：321

输入行星轮：322 外齿圈：323

输出行星轮：324 输出太阳轮：325

具体实施方式

下面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所示，本实施例的多圈绝对值编码器2包括一输入轴21、一个行星齿轮簇、一输出轴25、一磁铁26、一磁感应电路板27和一环形支撑座23。该输入轴21通过一轴承22与该环形支撑座23相互枢接。

安装时，将输入轴21与待测量物体通过键槽固定连接。同时将图2所示的多圈绝对值编码器的内芯子通过图3中的安装口290的装载于外壳体29中，并将信号线28通过该外壳体29的接头291伸出，并且与外界的传输电缆292电连接即可。

使用时，如图2所示，待测量物体带动该输入轴21旋转，该输入轴21带动该行星齿轮簇24旋转，该行星齿轮簇24带动该输出轴25旋转，该输出轴25带动该磁铁26旋转。该磁检测芯片270检测该磁铁26的磁场的偏转角度并生成电信号，在经该处理器和该存储器的处理后由该信号线28和该传输电缆292输出。

该磁铁26可以为条形磁铁、马蹄形磁铁或圆环形磁铁。该磁铁26与磁检测芯片270的间隙最好控制在3毫米以内，以便能够精确地检测到磁场的变化。

本实施例的行星齿轮簇的变比大于1，即该输入轴21每转过多圈，该输出轴25才转过一圈。因此，该多圈绝对值编码器实现了多圈测量的目的。

由于行星齿轮簇可以仅包括一个行星齿轮组，如图4所示，也可以包括多个行星齿轮组，如图5所示，以下将分别给出上述两种不同类型的行星齿轮簇的工作原理：

如图4所示，本实施例的行星齿轮簇仅包括一个第一行星齿轮组31，该第一行星齿轮组包括一外齿圈313、一输入太阳轮311、一输入行星轮312、一输出行星轮314和一输出太阳轮315。工作时，该外齿圈313与图2中的环形支撑座23固定连接，图2中的输入轴21用于带动该输入太阳轮311旋转，该输入太阳轮311带动该输入行星轮312旋转，该输入行星轮312带动该输出行星轮314旋转，该输出行星轮314带动该输出太阳轮315旋转。由于仅包括一个行星齿轮组，因此该行星齿轮簇的变比为m:1，即输入太阳轮311每转过m圈，该输出太阳轮315才转过1圈。

实施例2

如图3所示，本实施例和实施例1的多圈绝对值编码器2具有多处相同的部分，这些相同部分不再赘述，本实施例和实施例1的区别在于：如图5所示，本实施例的行星齿轮簇3包括一个第一行星齿轮组31和一个第二行星齿轮组32。图5和图4中的第一行星齿轮组31完全相同，在此不再赘述。该第二行星齿轮组包括一外齿圈323、一输入太阳轮321、一输入行星轮322、一输出行星轮324和一输出太阳轮325。

工作时，该外齿圈323与图2中的环形支撑座23固定连接，并且该第一行星齿轮组31的输出太阳轮325与该第二行星齿轮组32的输入太阳轮321固定连接。该输出太阳轮325用于带动该输入太阳轮321旋转，该输入太阳轮321带动该输入行星轮322旋转，该输入行星轮322带动该输出行星轮324旋转，该输出行星轮324带动该输出太阳轮325旋转。由于仅包括两个行星齿轮组，并且该第二行星齿轮组32的变比为n:1，因此该行星齿轮簇的变比为mn:1，即输入太阳轮311每转过mn圈，该输出太阳轮315才转过1圈。

至此，本领域技术人员能够理解包含更多个行星齿轮组的行星齿轮簇的级联结构，并且也能够推算出其变比。

由于市售的行星齿轮较为成熟，即尺寸较小、价格较低并且耐用性强。因此，实际生产时，可以将行星齿轮簇安装于多圈绝对值编码器的剩余空间内，以便进一步节省空间。至此，可以理解本实用新型的多圈绝对值编码器具有体积较小、耐用性高并且成本低廉的优点。另外，本实用新型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。

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。

Claims

1.一种多圈绝对值编码器，其特征在于，该多圈绝对值编码器包括一输入轴、一行星齿轮簇、一输出轴、一磁铁、一磁感应电路板和一环形支撑座，该行星齿轮簇包括至少一行星齿轮组且变比大于1，该些行星齿轮组依次级联并设置于该环形支撑座的腔体内，每一行星齿轮组包括一外齿圈、一输入太阳轮、一输入行星轮、一输出行星轮和一输出太阳轮，该输入轴用于带动该些行星齿轮组中的第一级行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该些行星齿轮组中的最后一级行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该输出轴旋转，该磁铁固定于该输出轴上，该磁感应电路板用于检测该磁铁的磁场分布并输出电信号。

2.如权利要求1所述的多圈绝对值编码器，其特征在于，该些行星齿轮组的外齿圈均与该环形支撑座固定连接，并且相邻的两级行星齿轮组中前一级的行星齿轮组的输出太阳轮用于带动后一级的行星齿轮组的输入太阳轮。

3.如权利要求1所述的多圈绝对值编码器，其特征在于，该行星齿轮簇仅包括一行星齿轮组，该行星齿轮组的外齿圈与该环形支撑座固定连接，该输入轴用于带动该行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该输出轴旋转。

4.如权利要求1所述的多圈绝对值编码器，其特征在于，该行星齿轮簇包括两个行星齿轮组，该些行星齿轮组分别为第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，该些行星齿轮组的外齿圈与该环形支撑座固定连接，该输入轴用于带动该第一行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该第一行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该第二行星齿轮组的输入太阳轮旋转，该第二行星齿轮组的输出太阳轮用于带动该输出轴旋转。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的多圈绝对值编码器，其特征在于，该输入轴通过一轴承与该环形支撑座相互枢接。

6.如权利要求5所述的多圈绝对值编码器，其特征在于，该磁铁为条形磁铁、马蹄形磁铁或圆环形磁铁。

7.如权利要求5所述的多圈绝对值编码器，其特征在于，该磁感应电路板上设置有磁检测芯片、处理器和存储器。