CN206834940U - 基于韦根传感器的多圈计数装置 - Google Patents

Abstract

一种基于韦根传感器的多圈计数装置，用于设置在电机内，以识别电机中转子的转动方向及转动角度，所述电机转子为待测装置，其特征在于，所述基于韦根传感器的多圈计数装置包括感应组件、连接所述感应组件的转换模块、连接所述转换模块的MCU、及连接所述MCU的编码器；所述感应组件包括第一韦根传感器、第二韦根传感器、承载轴及磁铁组件；所述磁铁组件固定在所述承载轴表面；所述转换模块设有第一接收端及第二接收端。本实用新型的基于韦根传感器的多圈计数装置通过通过设置所述感应组件及转换模块，能在无外接电源的条件下记录待测装置的转动圈数，且所使用到的传感器数量和种类少，简化了编码装置硬件基础，提供了多圈计数装置的可靠性。

Description

基于韦根传感器的多圈计数装置

技术领域

本实用新型涉及编码装置，尤指一种基于韦根传感器的多圈计数装置。

背景技术

目前多圈绝对值编码器的多圈计数的技术难点主要在于，当无外部电源供电时，记录圈数变化的信息。目前，主要的解决方法有以下三种，其一是以多级齿轮作为计数的纯机械式多圈绝对值编码器，但由于结构复杂，对安装的要求相对苛刻，制作成本较高；其二是以外接电池的方式，在无外部电源供电时提供多圈计数的电量，受限于电池电量有限，若无法及时更换电池，将无法正常工作；其三是利用韦根效应的多圈绝对值编码器，通过收集韦根传感器产生的脉冲，为编码器多圈计数提供电量，但计数逻辑仍然依赖于其他的传感器，结构较复杂，臃肿。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种结构简单、低成本、长期有效且无需外接电源的基于韦根传感器的多圈计数装置。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于韦根传感器的多圈计数装置，用于设置在电机内，以识别电机中转子的转动方向及转动角度，所述电机转子为待测装置，其特征在于，所述基于韦根传感器的多圈计数装置包括感应组件、连接所述感应组件的转换模块、连接所述转换模块的MCU模块、及连接所述MCU模块的编码器；所述感应组件包括第一韦根传感器、第二韦根传感器、承载轴及磁铁组件。

本实用新型的基于韦根传感器的多圈计数装置通过通过设置所述感应组件及转换模块，能在无外接电源的条件下记录待测装置的转动圈数，且所使用到的传感器数量和种类少，简化了编码装置硬件基础，提供了多圈计数装置的可靠性。

在其中一个实施例中，所述磁铁组件固定在所述承载轴表面。

在其中一个实施例中，所述转换模块设有第一接收端及第二接收端；所述转换模块的第一接收端及第二接收端分别与所述第一韦根传感器、第二韦根传感器连接；所述转换模块还设有供电端、第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端。

在其中一个实施例中，所述转换模块包括分压电路、整流电路及编译电路；所述分压电路通过所述转换模块的第一接收端及第二接收端分别与所述第一韦根传感器及第二韦根传感器连接。

在其中一个实施例中，所述整流电路与所述分压电路连接；所述整流电路还与所述MCU模块连接。

在其中一个实施例中，所述编译电路设有第一响应端及第二响应端；所述编译电路的第一响应端及第二响应端与所述分压电路连接；所述编译电路还设有第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端；所述编译电路的所述第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端分别与作为所述转换模块的第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端，与所述MCU模块连接。

在其中一个实施例中，所述分压电路还设有公共引脚；所述分压电路的公共引脚分别与所述整流电路、所述编译电路及所述MCU模块连接。

在其中一个实施例中，所述MCU模块设有第一信号端、第二信号端、第三信号端及第四信号端；所述MCU模块的第一信号端、第二信号端、第三信号端及第四信号端分别与所述转换模块的第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端连接。

附图说明

图1为多圈计数装置的结构图；

图2为图1所示的感应模块的结构示意图；

图3为图1所示的转换模块的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1至图3，为本实用新型所涉及的基于韦根传感器的多圈计数装置，用于设置在电机内，以识别电机中转子的转动方向及转动圈数，所述电机转子为待测装置；所述基于韦根传感器的多圈计数装置包括感应组件10、连接所述感应组件10的转换模块20、连接所述转换模块20的MCU模块30、及连接所述MCU模块30的编码器40；所述感应组件10包括第一韦根传感器11、第二韦根传感器12、承载轴13及磁铁组件14。

所述磁铁组件14固定在所述承载轴13表面；所述承载轴13与所述待测装置同轴；所述承载轴13可随所述待测装置转动；所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12设置在电机内部；所述第一韦根传感器11的径向方向指向所述承载轴13的轴心；所述第二韦根传感器12的径向方向指向所述承载轴13的轴心；所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12沿与以所述承载轴13轴心为圆心的圆周分布；所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12并不随所述待测装置转动；所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12与所述转换模块20连接。

在本实施方式中，所述磁铁组件14包括正置磁铁15及反置磁铁16；所述正置磁铁15及反置磁铁16固定在所述承载轴13外侧。

所述转换模块20设有第一接收端及第二接收端；所述转换模块20的第一接收端及第二接收端分别与所述第一韦根传感器11、第二韦根传感器12连接；所述转换模块20还设有供电端、第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端。

所述转换模块20包括分压电路21、整流电路22及编译电路23；所述分压 电路21通过所述转换模块20的第一接收端及第二接收端分别与所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12连接；所述整流电路22与所述分压电路21连接，以接收电能；所述整流电路22同时与所述MCU模块30连接，以为所述MCU模块30提供电源；所述编译电路23设有第一响应端及第二响应端；所述编译电路23的第一响应端及第二响应端与所述分压电路21连接；所述编译电路23还设有第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端；所述编译电路23的所述第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端分别与作为所述转换模块20的第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端，与所述MCU模块30连接。

所述分压电路21还设有公共引脚；所述分压电路21的公共引脚分别与所述整流电路22、所述编译电路23及所述MCU模块30连接。

所述MCU模块30内部包含FRAM；所述MCU模块30设有第一信号端、第二信号端、第三信号端及第四信号端；所述MCU模块30的第一信号端、第二信号端、第三信号端及第四信号端分别与所述转换模块20的第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端连接；所述MCU模块30还设有发送端；所述MCU模块30的发送端与所述编码器40连接。

所述MCU模块30还设有电源端；所述MCU模块30的电源端与所述转换模块20中的整流电路22连接。

所述编码器40设有读取端；所述编码器40的读取端与所述MCU模块30的发送端连接；所述编码器40可根据所述MCU模块30的存储信息判断所述待测装置的转向及计算所述待测装置的转动圈数。

当所述承载轴13转动时，所述磁铁组件14跟随所述承载轴13转动；使所述正置磁铁15及反置磁铁16交替经过所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12，使所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12附近磁场产生交替变化，从而使所述第一韦根传感器11在磁场变化中产生第一脉冲电压，使所述第二韦根传感器12产生第二脉冲电压；所述第一韦根传感器11产生的第一脉冲电压经所述转换模块20的第一接收端输入至所述分压电路21；所述第二韦根传感器12产生的第二脉冲电压经所述转换模块20的第二接收端输入至所述分压电路 21。

所述分压电路21将所述第一脉冲电压分为第一脉冲供电分压及第一脉冲信号分压；所述分压电路21将所述第二脉冲电压分为第二脉冲供电分压及第二脉冲信号分压；所述第一脉冲供电分压及第二脉冲供电分压被传送至所述整流电路22，经所述整流电路22整流后，由所述转换模块20的供电端输出至所述MCU模块30，为所述MCU模块30供电。

所述分压电路21将所述第一脉冲信号分压及第二脉冲信号分压传送至所述编译电路23；所述第一脉冲信号分压根据电压方向分为第一传感器正脉冲及第一传感器负脉冲；当所述正置磁铁15经过所述第一韦根传感器11端部时，所述分压电路21输出第一传感器正脉冲；当所述反置磁铁16经过所述第一韦根传感器11端部时，所述分压电路21输出第一传感器负脉冲；所述第二脉冲信号分压根据电压方向分为第二传感器正脉冲及第二传感器负脉冲；当所述正置磁铁15经过所述第二韦根传感器12端部时，所述分压电路21输出第二传感器正脉冲；当所述反置磁铁16经过所述第二韦根传感器12端部时，所述分压电路21输出第二传感器负脉冲；所述第一传感器正脉冲、第一传感器负脉冲、第二传感器正脉冲及第二传感器负脉冲分别输入到所述编译电路23时，所述编译电路23分别经所述转换模块20的第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端向所述MCU模块30产生触发。

具体地，当所述编译电路23接收到所述第一传感器正脉冲时，所述编译电路23向所述MCU模块30的第一信号端发出触发信号；当所述编译电路23接收到所述第一传感器负脉冲时，所述编译电路23向所述MCU模块30的第二信号端发出触发信号；当所述编译电路23接收到所述第二传感器正脉冲时，所述编译电路23向所述MCU模块30的第三信号端发出触发信号；当所述编译电路23接收到所述第二传感器负脉冲时，所述编译电路23向所述MCU模块30的第四信号端发出触发信号。

所述MCU模块30中设有若干存储单元；所述MCU模块30中的所述存储单元设置在所述FRAM中；所述MCU模块30中的存储单元包括Trigged0、Trigged1、Trigged2、Dir及Counter。

其中，所述存储单元Trigged0记录当前触发信号的来源，所述存储单元Trigged1记录前一个触发信号的来源，所述存储单元Trigged2记录再前一个触发信号的来源；所述存储单元Trigged0、Trigged1及Trigged2的记录值可为W1p、W1n、W2p及W2n；其中，记录值W1p代表所述MCU模块30从所述第一信号端接收到触发信号，即所述分压电路21输出第一传感器正脉冲；记录值W1n代表所述MCU模块30从所述第二信号端接收到触发信号，即所述分压电路21输出第一传感器负脉冲；记录值W2p代表所述MCU模块30从所述第三信号端接收到触发信号，即所述分压电路21输出第二传感器正脉冲；记录值W2n代表所述MCU模块30从所述第三信号端接收到触发信号，即所述分压电路21输出第二传感器负脉冲；当所述MCU模块30从所述第一信号端、第二信号端、第三信号端或第四信号端的其中一个接收到触发信号时，所述存储单元Trigged0将被相应地赋予W1p、W1n、W2p或W2n其中一个的值，同时，所述存储单元Trigged0的上一记录值会赋予给所述存储单元Trigged1，所述存储单元Trigged1的上一记录值会赋予给所述存储单元Trigged2。

所述存储单元Dir用于记录所述待测装置的转动方向；所述存储单元Dir的记录值可为RF及FW；记录值RF代表所述待测装置带动所述承载轴13相对所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12做反向转动；记录值FW代表所述待测装置带动所述承载轴13相对所述第一韦根传感器11及第二韦根传感器12做正向向转动。

所述存储单元Counter用于记录所述待测装置的转动圈数。

所述MCU模块30根据所述存储单元Trigged0、Trigged1及Trigged2的记录值判断待测转轴的转动方向及记录所述待测装置的转动圈数，并调整所述存储单元Dir及Counter的记录值。

所述编码器40在通电后，可根据所述存储单元Trigged0、Trigged1、Trigged2、Dir及Counter的记录值判断所述待测装置的转向及计算所述待测装置的转动圈数。

本实用新型的基于韦根传感器的多圈计数装置通过通过设置所述感应组件及转换模块，能在无外接电源的条件下记录待测装置的转动圈数，且所使用到 的传感器数量和种类少，简化了编码装置硬件基础，提供了多圈计数装置的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于韦根传感器的多圈计数装置，用于设置在电机内，以识别电机中转子的转动方向及转动角度，所述电机转子为待测装置，其特征在于，所述基于韦根传感器的多圈计数装置包括感应组件、连接所述感应组件的转换模块、连接所述转换模块的MCU模块、及连接所述MCU模块的编码器；所述感应组件包括第一韦根传感器、第二韦根传感器、承载轴及磁铁组件。

2.根据权利要求1所述的基于韦根传感器的多圈计数装置，其特征在于，所述磁铁组件固定在所述承载轴表面。

3.根据权利要求1所述的基于韦根传感器的多圈计数装置，其特征在于，所述转换模块设有第一接收端及第二接收端；所述转换模块的第一接收端及第二接收端分别与所述第一韦根传感器、第二韦根传感器连接；所述转换模块还设有供电端、第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端。

4.根据权利要求3所述的基于韦根传感器的多圈计数装置，其特征在于，所述转换模块包括分压电路、整流电路及编译电路；所述分压电路通过所述转换模块的第一接收端及第二接收端分别与所述第一韦根传感器及第二韦根传感器连接。

5.根据权利要求4所述的基于韦根传感器的多圈计数装置，其特征在于，所述整流电路与所述分压电路连接；所述整流电路还与所述MCU模块连接。

6.根据权利要求4所述的基于韦根传感器的多圈计数装置，其特征在于，所述编译电路设有第一响应端及第二响应端；所述编译电路的第一响应端及第二响应端与所述分压电路连接；所述编译电路还设有第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端；所述编译电路的所述第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端分别与作为所述转换模块的第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端，与所述MCU模块连接。

7.根据权利要求4所述的基于韦根传感器的多圈计数装置，其特征在于，所述分压电路还设有公共引脚；所述分压电路的公共引脚分别与所述整流电路、所述编译电路及所述MCU模块连接。

8.根据权利要求3所述的基于韦根传感器的多圈计数装置，其特征在于，所述MCU模块设有第一信号端、第二信号端、第三信号端及第四信号端；所述MCU模块的第一信号端、第二信号端、第三信号端及第四信号端分别与所述转换模块的第一触发端、第二触发端、第三触发端及第四触发端连接。