CN204007651U - 一种磁环式旋转检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁环式旋转检测装置，包括固定套设于被测旋转轴外周的磁源体基座和固定设置于被测旋转机械的机身的读数头，磁源体基座的外周固定有磁源体，读数头设置有与磁源体相对布置的磁场信号采集器，磁源体包括套设于磁源体基座的外周的环形的第一磁源体以及设置于第一磁源体一侧的第二磁源体，第一磁源体包括均匀分布且首尾依次相接的多对磁极，第二磁源体为一对磁极。由于本方案采用磁源体为信号发生装置，使得磁源体基座与读数头分离，因此，本方案避免了光电编码器码盘容易碎裂或容易产生端跳而导致信号不好的情况。本磁环式旋转检测装置便于安装和拆卸，使用磁原体为信号发生装置可有效抗震并可在高污染环境下工作，可靠性高。

Description

一种磁环式旋转检测装置

技术领域

本实用新型涉及旋转机械的检测技术领域，尤其涉及一种磁环式旋转检测装置。

背景技术

目前，在数控机床、电梯、冶金、纺织、起重等行业的旋转机械中，为了实现对旋转机械的自动化控制，需要采用旋转检测装置来实时检测旋转主轴的旋转状态，并将旋转主轴的各项参数传输到控制系统。

编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。

现有的例如检测数控机床主轴状态的旋转检测装置一般采用大型整体式编码器，主要由主轴、基座、光栅盘、信号采集器等组成。安装时将基座固定于机床床身，将空心的主轴套设并固定于数控机床的主轴上，然后将主轴通过轴承导向安装于基座，光栅盘与主轴为一体，信号采集器固定在基座上，与光栅盘的位置配合。当光栅盘转动时，由发光装置发出的光束透过旋转的光栅盘被信号采集器接收，产生初始信号，该信号经过后续处理输出脉冲信号，从而实现对旋转机械的检测。

由于现有的旋转检测装置采用整体式编码器，安装后主轴与基座则固定为一个整体，并且对轴承的定位精度要求非常高，所以安装困难且不易拆卸和更换，导致旋转检测装置的占用空间较大，而且成本较高。另外，光电编码器的码盘容易碎裂或产生端跳，导致信号不好，且其结构复杂、装调困难，光电编码器的抗震性差且不能在高污染环境下工作，可靠性低。

因此，如何提供一种方便拆装、可靠性高、抗震性高且能在高污染环境下工作的旋转检测装置，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种磁环式旋转检测装置，该装置安装过程简单，容易拆卸和更换，可有效抗震并可在高污染环境下工作，可靠性高。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种磁环式旋转检测装置，包括固定套设于被测旋转轴外周的磁源体基座和固定设置于被测旋转机械的机身的读数头，所述磁源体基座的外周固定有磁源体，所述读数头设置有与所述磁源体相对布置的磁场信号采集器，所述磁源体包括套设于所述磁源体基座的外周的环形的第一磁源体以及设置于所述第一磁源体一侧的第二磁源体，所述第一磁源体包括均匀分布且首尾依次相接的多对磁极，所述第二磁源体为一对磁极。

优选地，在上述磁环式旋转检测装置中，所述磁源体基座的一端设有磁源体压板以及用于放置所述第一磁源体的轴肩，所述第一磁源体固定于所述磁源体压板与所述轴肩组成的环形槽中。

优选地，在上述磁环式旋转检测装置中，所述磁源体压板通过螺栓固定于所述磁源体基座的端面。

优选地，在上述磁环式旋转检测装置中，所述读数头还包括用于检测所述磁场信号采集器与所述磁源体基座之间距离的限位开关，所述限位开关连接有信号指示装置。

优选地，在上述磁环式旋转检测装置中，所述限位开关为接近开关，所述信号指示装置为5个信号指示灯，5个所述信号指示灯分别对应所述磁场信号采集器相对于所述磁源体基座的5个位置。

优选地，在上述磁环式旋转检测装置中，所述信号指示灯位于所述读数头的外侧。

优选地，在上述磁环式旋转检测装置中，所述第一磁源体包括1024对结构相同的磁极。

优选地，在上述磁环式旋转检测装置中，所述读数头固定有毛毡，所述毛毡位于所述读数头与所述磁源体基座之间的空隙中。

优选地，在上述磁环式旋转检测装置中，所述读数头设置有用于连接电缆线的紧固头，且所述紧固头为金属防水紧固头。

本实用新型提供的磁环式旋转检测装置，包括固定套设于被测旋转轴外周的磁源体基座和固定设置于被测旋转机械的机身的读数头，磁源体基座的外周固定有磁源体，读数头设置有与磁源体相对布置的磁场信号采集器，磁源体包括套设于磁源体基座的外周的环形的第一磁源体以及设置于第一磁源体一侧的第二磁源体，第一磁源体包括均匀分布且首尾依次相接的多对磁极，第二磁源体为一对磁极。在使用时，被测旋转轴带动磁源体基座连同磁源体一起旋转，磁场信号采集器接收磁源体的磁场变化信号并输出。

由于本方案采用磁源体为信号发生装置，使得磁源体基座与读数头分离，因此，本方案避免了光电编码器码盘容易碎裂或容易产生端跳而导致信号不好的情况。本磁环式旋转检测装置安装过程简单，对安装精度要求较低，容易拆卸和更换，使用磁原体为信号发生装置可有效抗震并可在高污染环境下工作，可靠性高，误差小，不仅能提高检测精度，还能降低故障率和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例方案中的磁环式旋转检测装置的纵向截面图；

图2为本实用新型具体实施例方案中的磁环式旋转检测装置的正面结构图；

图1和图2中：

磁源体基座-1、第一磁源体-2、第二磁源体-3、磁场信号采集器-4、紧固头-5、读数头-6、信号指示灯-7、毛毡-8、磁源体压板-9、螺栓-10。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1和图2，图1为本实用新型具体实施例方案中的磁环式旋转检测装置的纵向截面图；图2为本实用新型具体实施例方案中的磁环式旋转检测装置的正面结构图。

在一种具体实施例方案中，本实用新型提供了一种磁环式旋转检测装置，该磁环式旋转检测装置包括磁源体基座1和读数头6。其中，磁源体基座1固定套设于被测旋转轴外周，在工作时跟随被测旋转轴一起旋转；读数头6固定设置于被测旋转机械的机身，且读数头6与磁源体基座1之间设有间隙，以避免对磁源体基座1的旋转产生妨碍。磁源体基座1的外周固定有磁源体，读数头6设置有与磁源体相对布置的磁场信号采集器4，磁场信号采集器4用于检测磁源体旋转过程中的磁场变化信号；磁源体包括套设于磁源体基座1的外周的环形的第一磁源体2以及设置于第一磁源体2一侧的第二磁源体3，第一磁源体2包括均匀分布且首尾依次相接的多对磁极，每对磁极均包括N极和S极，下同，第二磁源体3为一对磁极。

在安装本磁环式旋转检测装置时，首先将磁源体基座1固定套设于被测旋转轴的外周，然后，将读数头6固定设置于被测旋转机械的机身上，再调整读数头6与磁源体基座1之间的距离，使磁场信号采集器4对准磁源体位置，以便于采集磁场变化信号。

在使用该装置时，被测旋转轴带动磁源体基座1连同磁源体一起旋转，此时，磁源体作为信号发生装置，多对N、S磁极在旋转过程中，磁源体对应于磁场信号采集器4处的磁场信号就会发生交变，磁场信号采集器4接收磁源体的磁场变化信号并输出。

由于本方案采用磁源体为信号发生装置，使得磁源体基座与读数头分离，因此，本方案避免了光电编码器码盘容易碎裂或容易产生端跳而导致信号不好的情况。本磁环式旋转检测装置安装过程简单，对安装精度要求较低，容易拆卸和更换，使用磁原体为信号发生装置可有效抗震并可在高污染环境下工作，可靠性高，误差小，不仅能提高检测精度，还能降低故障率和成本。

需要说明的是，本方案中的磁源体包括第一磁源体2和第二磁源体3，第一磁源体2包括多对磁极，具体可以为充磁磁极，这些磁极的N极和S极首尾依次相接，并拼接成一个圆环状的第一磁源体2，第二磁源体3则只包含一对磁极，具体也可以为充磁磁极。第一磁源体2套设于磁源体基座1的外周，第二磁源体3则设置于第一磁源体2的一侧(具体为沿平行于磁源体基座1的轴线方向的一侧)。将第一磁源体2分成多对磁极的目的是为了将被测旋转轴转动的一周分成多份，从而可以提高检测精度。第二磁源体3的设置目的是为了便于检测被测旋转轴转过了多少圈。

具体的，根据所需测量的不同精度，第一磁源体2可以设置不同数量的多对磁极，例如设置512对、256对、1024对或2048对磁极，优选地，本方案中的第一磁源体2包含有1024对充磁磁极，且这1024对磁极的结构均相同，1024对磁极首尾相接拼接成一个圆环形的第一磁源体2。具体的，本实施例方案中的第一磁源体2的宽度为3mm，厚度为2mm，第二磁源体3的宽度与厚度均为3mm。当然，使用者也可以根据安装环境的具体尺寸，选择大小不同的第一磁源体2和第二磁源体3。

需要说明的是，本方案中的磁源体可以通过多种方式固定于磁源体基座1的外周，例如通过胶水粘接固定、螺栓固定、压板固定或螺纹连接固定等方式，优选地，本方案采用了磁源体压板9，具体的，本方案在磁源体基座1的一端设置有用于放置第一磁源体2的轴肩，安装时先将第一磁源体2放置在该轴肩上，然后，将磁源体压板9放置于磁源体基座1的端部，此时，磁源体压板9与轴肩就组成了一个环形槽，第一磁源体2恰恰位于该环形槽中。其中，磁源体压板9可以通过卡扣固定于磁源体基座1的端部，也可以通过螺纹固定或螺栓固定等方式进行固定，优选地，本方案中的磁源体压板9通过多个螺栓10固定于磁源体基座的端面，便于安装和拆卸。第二磁源体3也可以通过粘接固定、螺栓固定或螺纹固定等方式固定于磁源体基座1的外周，本方案优选在磁源体基座1的外壁上开设有一个凹坑，第二磁源体3则镶嵌于该凹坑内。

需要说明的是，在安装本磁环式旋转检测装置的过程中，需要对读数头6与磁源体基座1之间的距离进行调整，以使磁场信号采集器4便于接收磁源体的交变的磁场信号，因此，读数头6与磁源体基座1之间的距离调整对检测结果具有影响。

为了便于调整读数头6与磁源体基座1之间的距离，本方案还在读数头6上设置有用于检测磁场信号采集器4与磁源体基座1之间距离的限位开关，限位开关连接有信号指示装置。如此设置，在调整读数头6与磁源体基座1之间的距离的过程中，当两者到达预定距离的时候，限位开关发生动作，从而控制信号指示装置发出指示信号，调试人员就知道该装置已经达到了预定的安装位置。

具体的，限位开关可以为行程开关、接近开关或微动开关等，信号指示装置可以为信号指示灯或扬声器等，优选地，本实施例方案中的限位开关为接近开关，信号指示装置为信号指示灯7，为了便于人员观察安装位置，本实施例方案特设置了5个信号指示灯7，这5个信号指示灯分别对应磁场信号采集器4相对于磁源体基座1的5个不同位置，其中有一个位置是安装需要的指定位置，其他4个信号指示灯7亮的话，则代表读数头6或磁源体基座1偏离指定位置不同的距离。为了分别控制5个信号指示灯7，本方案可以选用带有5个触点的接近开关，或者直接设置有5个接近开关，每个接近开关对应连接有一个信号指示灯7并用于测量一定的距离，即当读数头6与磁源体基座1处于不同距离位置时，对应不同的信号指示灯7就会发光，从而可以实现对不同距离的指示作用。

为了方便人员观察，优选地，本实施例方案将信号指示灯7设置于读数头6的外侧，如图2所示，其在安装时可有效控制读数头6与磁源体基座1之间的距离，为安装调试提供方便。

为了适应高污染环境，避免粉尘、烟尘或其他杂质对磁场信号采集器4产生损坏，优选地，本方案在读数头6还固定有毛毡8，该毛毡8位于读数头6与磁源体基座1之间的空隙中，并且毛毡8与磁源体基座1之间还留有一定的空隙，毛毡8可以对粉尘等杂物起到一定的清理作用。

需要说明的是，本实用新型中的磁场信号采集器4为现有技术中成熟应用的采集器，本领域技术人员可以根据现有技术选择不同型号的磁场信号采集器4，此处不再对磁场信号采集器4的结构进行赘述。读数头6设置有空腔，磁场信号采集器4则牢固地放置于该空腔内部，并且伸出有信号接收装置用以接收交变磁场信号。

需要说明的是，读数头6还设置有用于连接电缆线的紧固头5，为了避免水汽进入该磁环式旋转检测装置中，优选地，本方案优选采用了金属防水紧固头设置于读数头6。

本实用新型提供的磁环式旋转检测装置，将磁源体基座1直接与被测旋转轴配合，并且采用磁电原理，无码盘，无皮带与副轴传动的误差，减小了安装空间，精度高，安装维护方便，降低了成本。本实用新型可用于测试数控机床等旋转机械的主轴旋转状态，并将主轴各项参数传输到控制系统。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种磁环式旋转检测装置，其特征在于，包括固定套设于被测旋转轴外周的磁源体基座(1)和固定设置于被测旋转机械的机身的读数头(6)，所述磁源体基座(1)的外周固定有磁源体，所述读数头(6)设置有与所述磁源体相对布置的磁场信号采集器(4)，所述磁源体包括套设于所述磁源体基座(1)的外周的环形的第一磁源体(2)以及设置于所述第一磁源体(2)一侧的第二磁源体(3)，所述第一磁源体(2)包括均匀分布且首尾依次相接的多对磁极，所述第二磁源体(3)为一对磁极。

2.根据权利要求1所述的磁环式旋转检测装置，其特征在于，所述磁源体基座(1)的一端设有磁源体压板(9)以及用于放置所述第一磁源体(2)的轴肩，所述第一磁源体(2)固定于所述磁源体压板(9)与所述轴肩组成的环形槽中。

3.根据权利要求2所述的磁环式旋转检测装置，其特征在于，所述磁源体压板(9)通过螺栓(10)固定于所述磁源体基座(1)的端面。

4.根据权利要求1所述的磁环式旋转检测装置，其特征在于，所述读数头(6)还包括用于检测所述磁场信号采集器(4)与所述磁源体基座(1)之间距离的限位开关，所述限位开关连接有信号指示装置。

5.根据权利要求4所述的磁环式旋转检测装置，其特征在于，所述限位开关为接近开关，所述信号指示装置为5个信号指示灯(7)，5个所述信号指示灯(7)分别对应所述磁场信号采集器(4)相对于所述磁源体基座(1)的5个位置。

6.根据权利要求5所述的磁环式旋转检测装置，其特征在于，所述信号指示灯(7)位于所述读数头(6)的外侧。

7.根据权利要求1所述的磁环式旋转检测装置，其特征在于，所述第一磁源体(2)包括1024对结构相同的磁极。

8.根据权利要求1所述的磁环式旋转检测装置，其特征在于，所述读数头(6)固定有毛毡(8)，所述毛毡(8)位于所述读数头(6)与所述磁源体基座(1)之间的空隙中。

9.根据权利要求1所述的磁环式旋转检测装置，其特征在于，所述读数头(6)设置有用于连接电缆线的紧固头(5)，且所述紧固头(5)为金属防水紧固头。