CN214333827U - 一种编码盘的检测系统和制动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种编码盘的检测系统和制动器，包括主控单元、信号采集模块、信号转换模块、数据分析模块和编码盘，信号采集模块位于靠近编码盘任一一侧面位置，编码盘为可转动设置，主控单元与信号采集模块、信号转换模块和数据分析模块分别电连接，信号采集模块与信号转换模块电连接，信号采集模块包括第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块、第四采集模块、第五采集模块和第六采集模块，且第五采集模块和第六采集模块同时分别与数据分析模块电连接，能在满足减少使用传感器数量的同时，提高检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁电测量与传感技术领域，具体涉及一种编码盘的检测系统和制动器。
背景技术
绝对式磁电编码器用于绝对角的高精度测量。传统的绝对式磁电编码器采用基于格雷码的磁电编码盘，利用磁敏元件透射发出的磁电信号直接形成读数，可精准定位当前转轴位置。编码盘可采用玻璃或金属材料制成，采用玻璃时，通过在编码盘上设置不透磁区域形成码道，采用金属时，利用多个镂空的透射形成。
磁电编码装置的分辨率为2n，n表示该编码器编码盘内的码道数量。可见，码道数量越多，分辨率就越高。现有技术采取的方法一般是采用7-8个码道实现，需设置7-8个霍尔元件进行检测，从而得到高精度检测结果。
发明内容
本实用新型针对现有技术中的缺点，提供了一种编码盘的检测系统和制动器，能在满足减少使用传感器数量的同时，提高检测精度。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
一种编码盘的检测系统，包括主控单元、信号采集模块、信号转换模块、数据分析模块和编码盘，所述信号采集模块位于靠近编码盘任一一侧面位置，所述编码盘为可转动设置，所述主控单元与信号采集模块、信号转换模块和数据分析模块分别电连接，所述信号采集模块与信号转换模块电连接，所述信号采集模块包括第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块、第四采集模块、第五采集模块和第六采集模块，且所述第五采集模块和第六采集模块同时分别与数据分析模块电连接，所述数据分析模块用于对比分析第五采集模块和第六采集模块得到的模拟信号并输出比较结果。
可选的，所述编码盘包括第一采集扇区、第二采集扇区和第三采集扇区，所述第一采集扇区、第二采集扇区和第三采集扇区均设置有内编码道和外编码道，所述编码道上交错设置有N极编码区和S极编码区，且所述第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块、第四采集模块分别靠近第一采集扇区内编码道、第一采集扇区外编码道、第二采集扇区内编码道和第二采集扇区外编码道设置，所述第五采集模块和第六采集模块分别靠近第三采集扇区的内编码道和外编码道设置。
可选的，所述第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块、第四采集模块、第五采集模块和第六采集模块均为霍尔元件。
可选的，所述信号转换模块包括放大器和模数转换器，六个所述霍尔元件分别与放大器电连接，所述模数转换器与放大器电连接。
可选的，所述数据分析模块为比较器，所述第五采集模块和第六采集模块的霍尔元件分别与比较器电连接。
可选的，所述第一采集扇区外编码道交错设置有30个N极编码区和29个S极编码区，且所述第一采集扇区外编码道N极编码区和S极编码区均为2°；所述第一采集扇区内编码道交错设有15个N极编码区和15个S极编码区，所述第一采集扇区内编码道S极编码区分为14个大区和1个小区，且S极编码区小区排列于S极编码区大区之后，所述第一采集扇区内编码道S极编码区大区为4°，小区为2°，所述第一采集扇区内编码道N极编码区为4°。
可选的，所述第二采集扇区内编码道交错设置有4个N极编码区和4个S极编码区，且按照顺时针计算，4个N极编码区分别为23°、11°、21°和11°，4个S极编码区分别为16°、16°、16°和4°；所述第二采集扇区外编码道交错设置有2个N极编码区和3个S极编码区，所述第二采集扇区外编码道S极编码区按顺时针排列可分为小区、大区和中区，所述第二采集扇区外编码道S极编码区小区为7°，大区为32°，中区为15°，N极编码区为32°。
可选的，所述第三采集扇区外编码道交错设置有8个N编码区和8个S极编码区，且所述第三采集扇区外编码道S极编码区分为大区和小区，N极编码区分为大区和小区，且按照顺时针方向，起始编码区为N极编码区小区，终止编码区为S极编码区小区，所述第三采集扇区外编码道S极编码区大区为8°，小区为6°，N极编码区大区为8°，小区为6°；所述第三采集扇区内编码道交错设有53个N极编码区和53个S极编码区，所述第三采集扇区内编码道按照顺时针计算可依次分为一区、二区、三区、四区、二区、三区和五区，所述第三采集扇区内编码道一区为以4°N极编码区为起始区，然后按照1°N极编码区和1°S极编码区交错排列，且交错排列区共设2个N极编码区和2个S极编码区，二区为按照以1个3°N极编码区为起始区，6个1°S极编码区和6个1°N极编码区交错排列的中间区，1个2°S极编码区和1个2°N极编码区的终止区的顺序排列，三区为6个1°S极编码区和6个1°N极编码区交错排列，并以1个3°S极编码区为终止区，四区为15个1°N极编码区和15个1°S极编码区交错排列，五区为7个1°N极编码区和7个1°S极编码区交错排列。
一种制动器，包括以上任一一项所述的一种编码盘的检测系统，还包括制动壳体、凸轮轴、电路板和压紧组件，所述电路板固定于制动壳体内，所述信号采集模块固定安装于电路板上，所述凸轮轴转动设置于制动壳体内，所述编码盘固定于凸轮轴上，所述压紧组件设置于凸轮轴内侧。
可选的，所述压紧组件包括两组制动蹄、摩擦片、驱动器、衬套、蹄片轴和拉簧，两组制动蹄对称设置，且位于凸轮轴内侧，所述摩擦片设置于制动蹄上，所述驱动器设置于制动蹄的一端，且所述驱动器为凸轮和滚轮，所述凸轮和滚轮滑动配合，所述衬套设置于制动蹄远离驱动器一端，所述蹄片轴固定于壳体内且贯穿衬套孔，所述拉簧连接在两制动蹄上。
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本实用新型通过利用六个霍尔元件对码道进行检测，从而得出六位二进制字符串，同时通过对其中两个码道的信号进行对比得出第七位二进制字符串，使得六码道编码盘的二进制字符串提升到7位，保证了在码道减少情况下，编码盘的检测精度不降低。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提出的一种编码盘的检测系统和制动器的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提出的一种编码盘的检测系统和制动器的模块示意图；
图3为本实用新型实施例提出的一种编码盘的检测系统和制动器的元件信号传输流程图；
图4为本实用新型实施例提出的一种编码盘的检测系统和制动器的编码盘结构示意图；
图5为本实用新型实施例提出的一种编码盘的检测系统和制动器的编码盘三个采集扇区位置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例1
如图1至2，一种编码盘的检测系统，包括主控单元、信号采集模块、信号转换模块、数据分析模块和编码盘1，信号采集模块位于靠近编码盘1任一一侧面位置，编码盘1为可转动设置，主控单元与信号采集模块、信号转换模块和数据分析模块分别电连接。
如图2，信号采集模块用于采集编码盘1转动时产生的模拟信号，信号采集模块包括第一采集模块3、第二采集模块4、第三采集模块5、第四采集模块6、第五采集模块7、第六采集模块8，且第一采集模块3、第二采集模块4、第三采集模块5、第四采集模块6、第五采集模块7和第六采集模块8均为霍尔元件。
如图4至5，编码盘1包括第一采集扇区、第二采集扇区和第三采集扇区，第一采集扇区、第二采集扇区和第三采集扇区均设置有内编码道和外编码道，第一采集模块3、第二采集模块4、第三采集模块5、第四采集模块6分别靠近第一采集扇区内编码道、第一采集扇区外编码道、第二采集扇区内编码道和第二采集扇区外编码道设置，第五采集模块7和第六采集模块8分别靠近第三采集扇区的内编码道和外编码道设置。
编码道上交错设置有N极编码区和S极编码区，第一采集扇区外编码道交错设置有30个N极编码区和29个S极编码区，且第一采集扇区外编码道N极编码区和S极编码区均为2°，第一采集模块3的霍尔元件具体地位于第一采集扇区外编码道顺时针计算的第一个N极编码区0°一侧。
第一采集扇区内编码道交错设有15个N极编码区和15个S极编码区，第一采集扇区内编码道S极编码区分为14个大区和1个小区，且S极编码区小区排列于S极编码区大区之后，第一采集扇区内编码道S极编码区大区为4°，小区为2°，第一采集扇区内编码道N极编码区为4°，第二采集模块4的霍尔元件具体地位于第一采集扇区内编码道顺时针计算的第一个N极编码区0°一侧。
第二采集扇区内编码道交错设置有4个N极编码区和4个S极编码区，且按照顺时针计算，4个N极编码区分别为23°、11°、21°和11°，4个S极编码区分别为16°、16°、16°和4°，第三采集模块5的霍尔元件具体地位于第二采集扇区内编码道23°N极编码区顺时针计算第2°一侧。
第二采集扇区外编码道交错设置有2个N极编码区和3个S极编码区，第二采集扇区外编码道S极编码区按顺时针排列可分为小区、大区和中区，第二采集扇区外编码道S极编码区小区为7°，大区为32°，中区为15°，N极编码区为32°，第四采集模块6的霍尔元件具体地位于第二采集扇区外编码道S极编码区小区顺时针第2°一侧。
第三采集扇区外编码道交错设置有8个N编码区和8个S极编码区，且第三采集扇区外编码道S极编码区分为大区和小区，N极编码区分为大区和小区，且按照顺时针方向，起始编码区为N极编码区小区，终止编码区为S极编码区小区，第三采集扇区外编码道S极编码区大区为8°，小区为6°，N极编码区大区为8°，小区为6°，第五采集模块7的霍尔元件具体地位于第三采集扇区外编码道N极编码区小区顺时针第4°一侧。
第三采集扇区内编码道交错设有53个N极编码区和53个S极编码区，第三采集扇区内编码道按照顺时针计算可依次分为一区、二区、三区、四区、二区、三区和五区，第三采集扇区内编码道一区为以4°N极编码区为起始区，然后按照1°N极编码区和1°S极编码区交错排列，且交错排列区共设2个N极编码区和2个S极编码区，二区为按照以1个3°N极编码区为起始区，6个1°S极编码区和6个1°N极编码区交错排列的中间区，1个2°S极编码区和1个2°N极编码区的终止区的顺序排列，三区为6个1°S极编码区和6个1°N极编码区交错排列，并以1个3°S极编码区为终止区，四区为15个1°N极编码区和15个1°S极编码区交错排列，五区为7个1°N极编码区和7个1°S极编码区交错排列，第六采集模块8的霍尔元件具体地位于第三采集扇区内编码道一区顺时针第一个S极编码区第0°一侧。
以编码盘1逆时针转动1°为一次检测周期，六个霍尔元件检测到对应位置的编码区为S极编码区的输出第一种模拟信号，检测到对应位置的编码区为N极编码区的输出第二种模拟信号。
如图2至3，六个霍尔元件会将检测到的模拟信号传输给主控单元。
信号集模块与信号转换模块电连接，信号转换模块用于将六个霍尔元件采集到的模拟信号转换为数字信号，信号转换模块包括放大器和模数转换器，六个霍尔元件分别与放大器电连接，六个霍尔元件会通过主控单元将六组模拟信号传输给放大器，放大器用于将采集到的六组模拟信号的幅值放大至预设采集范围，模数转换器与放大器电连接，六组幅值放大后的模拟信号被放大器传输给主控单元，并由主控单元传输给模数转换器，模数转换器用于将幅值放大后的模拟信号转换为数字信号，从而输出六组二进制字符串。
第五采集模块7和第六采集模块8同时分别与数据分析模块电连接，数据分析模块用于对比分析编码盘1采集得到的模拟信号并输出比较结果，数据分析模块为比较器，第五采集模块7和第六采集模块8的霍尔元件分别与比较器电连接，比较器将第五采集模块7和第六采集模块8的霍尔元件采集到的两组模拟信号的比较结果输出为数字信号，若两组模拟信号相同则输出为1，不同则输出为0，从而输出得到第七组二进制字符串。
表1检测扇区对应的格雷码
如图2所示，图2中的阴影部分为S极编码区，霍尔元件输出为1
实施例2
如图1，一种制动器，包括以上任一一项所述的一种编码盘的检测系统和制动器，还包括制动壳体9、凸轮轴2、电路板10和压紧组件，电路板10固定于制动壳体9内，信号采集模块固定安装于电路板10上，凸轮轴2转动设置于制动壳体9内，编码盘1固定于凸轮轴2上，压紧组件设置于凸轮轴2内侧，从而通过凸轮轴2的转动带动编码盘1转动
压紧组件包括两组制动蹄、摩擦片、驱动器、衬套、蹄片轴和拉簧，两组制动蹄对称设置，且位于凸轮轴2内侧，摩擦片设置于制动蹄上，驱动器设置于制动蹄的一端，衬套设置于制动蹄远离驱动器一端，蹄片轴固定于壳体内且贯穿衬套孔，驱动器为凸轮和滚轮，凸轮和滚轮滑动配合，拉簧连接在两制动蹄上，可通过转动凸轮从而带动滚轮使得两组制动蹄的一端做相反运动，并带动摩擦片对凸轮轴2内侧进行抵紧，使得凸轮轴2停止转动，一次达到制动作用，并通过拉簧带动两组制动蹄复位。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种编码盘的检测系统，其特征在于，包括主控单元、信号采集模块、信号转换模块、数据分析模块和编码盘，所述信号采集模块位于靠近编码盘任一一侧面位置，所述编码盘为可转动设置，所述主控单元与信号采集模块、信号转换模块和数据分析模块分别电连接，所述信号采集模块与信号转换模块电连接，所述信号采集模块包括第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块、第四采集模块、第五采集模块和第六采集模块，且所述第五采集模块和第六采集模块分别与数据分析模块电连接，所述数据分析模块用于对比分析第五采集模块和第六采集模块得到的模拟信号并输出比较结果。
2.根据权利要求1所述的一种编码盘的检测系统，其特征在于，所述编码盘包括第一采集扇区、第二采集扇区和第三采集扇区，所述第一采集扇区、第二采集扇区和第三采集扇区均设置有内编码道和外编码道，所述编码道上交错设置有N极编码区和S极编码区，且所述第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块、第四采集模块分别靠近第一采集扇区内编码道、第一采集扇区外编码道、第二采集扇区内编码道和第二采集扇区外编码道设置，所述第五采集模块和第六采集模块分别靠近第三采集扇区的内编码道和外编码道设置。
3.根据权利要求1所述的一种编码盘的检测系统，其特征在于，所述第一采集模块、第二采集模块、第三采集模块、第四采集模块、第五采集模块和第六采集模块均为霍尔元件。
4.根据权利要求3所述的一种编码盘的检测系统，其特征在于，所述信号转换模块包括放大器和模数转换器，六个所述霍尔元件分别与放大器电连接，所述模数转换器与放大器电连接。
5.根据权利要求3所述的一种编码盘的检测系统，其特征在于，所述数据分析模块为比较器，所述第五采集模块和第六采集模块的霍尔元件分别与比较器电连接。
6.根据权利要求2所述的一种编码盘的检测系统，其特征在于，所述第一采集扇区外编码道交错设置有30个N极编码区和29个S极编码区，且所述第一采集扇区外编码道N极编码区和S极编码区均为2°；所述第一采集扇区内编码道交错设有15个N极编码区和15个S极编码区，所述第一采集扇区内编码道S极编码区分为14个大区和1个小区，且S极编码区小区排列于S极编码区大区之后，所述第一采集扇区内编码道S极编码区大区为4°，小区为2°，所述第一采集扇区内编码道N极编码区为4°。
7.根据权利要求2所述的一种编码盘的检测系统，其特征在于，所述第二采集扇区内编码道交错设置有4个N极编码区和4个S极编码区，且按照顺时针计算，4个N极编码区分别为23°、11°、21°和11°，4个S极编码区分别为16°、16°、16°和4°；所述第二采集扇区外编码道交错设置有2个N极编码区和3个S极编码区，所述第二采集扇区外编码道S极编码区按顺时针排列可分为小区、大区和中区，所述第二采集扇区外编码道S极编码区小区为7°，大区为32°，中区为15°，N极编码区为32°。
8.根据权利要求2所述的一种编码盘的检测系统，其特征在于，所述第三采集扇区外编码道交错设置有8个N编码区和8个S极编码区，且所述第三采集扇区外编码道S极编码区分为大区和小区，N极编码区分为大区和小区，且按照顺时针方向，起始编码区为N极编码区小区，终止编码区为S极编码区小区，所述第三采集扇区外编码道S极编码区大区为8°，小区为6°，N极编码区大区为8°，小区为6°；所述第三采集扇区内编码道交错设有53个N极编码区和53个S极编码区，所述第三采集扇区内编码道按照顺时针计算可依次分为一区、二区、三区、四区、二区、三区和五区，所述第三采集扇区内编码道一区为以4°N极编码区为起始区，然后按照1°N极编码区和1°S极编码区交错排列，且交错排列区共设2个N极编码区和2个S极编码区，二区为按照以1个3°N极编码区为起始区，6个1°S极编码区和6个1°N极编码区交错排列的中间区，1个2°S极编码区和1个2°N极编码区的终止区的顺序排列，三区为6个1°S极编码区和6个1°N极编码区交错排列，并以1个3°S极编码区为终止区，四区为15个1°N极编码区和15个1°S极编码区交错排列，五区为7个1°N极编码区和7个1°S极编码区交错排列。
9.一种制动器，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的编码盘的检测系统，还包括制动壳体、凸轮轴、电路板和压紧组件，所述电路板固定于制动壳体内，所述信号采集模块固定安装于电路板上，所述凸轮轴转动设置于制动壳体内，所述编码盘固定于凸轮轴上，所述压紧组件设置于凸轮轴内侧。
10.根据权利要求9所述的一种制动器，其特征在于，所述压紧组件包括两组制动蹄、摩擦片、驱动器、衬套、蹄片轴和拉簧，两组制动蹄对称设置，且位于凸轮轴内侧，所述摩擦片设置于制动蹄上，所述驱动器设置于制动蹄的一端，且所述驱动器为凸轮和滚轮，所述凸轮和滚轮滑动配合，所述衬套设置于制动蹄远离驱动器一端，所述蹄片轴固定于壳体内且贯穿衬套孔，所述拉簧连接在两制动蹄上。
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