[发明专利]一种非接触式无源保持光磁多回转绝对位置传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式无源保持光磁多回转绝对位置传感器。

背景技术

自动化控制系统都需要依靠位置反馈信号工作，而编码器是最重要的位置反馈装置。现有的编码器可分为增量式编码器和绝对式编码器两大类。

增量式编码器只能接收一连串相同的脉冲，通过计数设备来确定其位置，通过有源方式将相对编码方式当作绝对编码来使用。当编码器不动或停电时，依靠内置电池记忆位置，受电池寿命、低温失效、受振接触不良等因素影响，可靠性大大的降低。当工作时，编码器输出脉冲过程中，可能有干扰而丢失脉冲，导致记忆的零点产生偏移，而偏移的量直到错误的产生后方能知晓。

带参考点式的增量式编码器，通过回参考点方式，将参考位置修正为记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性。在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零，然后才能进入正常工作状态，非常不便。尤其是许多自动化设备不允许在开机时(或事故断电后重新启动时)有不受控制的寻找零点运动。

绝对式编码器的码盘有多条码道，各条码道为直径不等的记有编码信息的同心圆环，每一条码道有其独立的读码探测器。编码器的绝对转角可综合各码道读码探测器的输出信号唯一地确定。码道数目n与分辨率R的关系为R＝2ⁿ。显然，码道越多，分辨率就越高。但是多码道码盘制作困难，外形尺寸大，价格昂贵。对于单圈的绝对式编码器，当码盘转动超过360°时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种非接触式无源保持光磁多回转绝对位置传感器，每个位置由机械位置唯一决定，不需记忆，不需找参考点，不受停电、干扰的影响，其可靠性高、精度高、测量范围大、结构紧凑、成本低，可以用于多转式角位移精确测试。

本发明的技术方案是：该装置包括输入轴、设置在输入轴下端的输入齿轮、固定在输入轴上端的磁钢、光电编码器电路板、磁旋转编码器电路板、过渡轴、罩盖和底座，所述的罩盖和底座用于固定和安装本装置，所述的输入轴和过渡轴上还分别设有至少一对编码齿轮和过渡齿轮，所述的编码齿轮上设有编码码道；所述的磁旋转编码器电路板上设有磁旋转编码器，磁旋转编码器正对于磁钢；所述的光电编码器电路板两面均安装至少一组光发射和接收元件。

所述的磁旋转编码器为AS5045非接触式磁旋转编码器。

所述的磁钢为双极磁钢。

所述的各编码齿轮通过过渡齿轮间歇运动。

所述的光发射和接收元件正对于编码齿轮上的编码码道，光发射和接收元件的数目与编码齿轮上的编码码道数量相同。

所述的输入轴和过渡轴平行设置。

所述的光电编码器电路板与编码齿轮平行相对设置。

本发明通过利用磁旋转绝对编码器可获得较高的精度，利用减速装置的原理增加光电绝对编码器增加了绝对编码器的量程，与增量式编码器相比，具有每一个位置绝对唯一、可靠性高、抗干扰、无需掉电记忆等优点。与传统绝对传感器相比具有精度高、体积小、且测量范围大等优点，并且本发明结构紧凑、成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中1是输入齿轮，2是编码齿轮，3是光电编码器电路板，4是光发射和接收元件，5是磁旋转编码器电路板，6是输入轴，7是磁钢，8是磁旋转编码器，9是过渡轴，10是过渡齿轮，11是罩盖，12是底座。

具体实施方式

一种非接触式无源保持光磁多回转绝对位置传感器，该装置包括输入轴6、设置在输入轴6下端的输入齿轮1、固定在输入轴6上端的磁钢7、光电编码器电路板3、磁旋转编码器电路板5、过渡轴9、罩盖11和底座12，所述的罩盖11和底座12用于固定和安装本装置，所述的输入轴6和过渡轴9上还分别设有两对编码齿轮2和过渡齿轮10，所述的编码齿轮2上设有按照编码规则制作的编码码道；所述的磁旋转编码器电路板5上设有磁旋转编码器8，磁旋转编码器8正对于磁钢7；所述的光电编码器电路板3两面均安装一组光发射和接收元件4；所述的磁旋转编码器8为AS5045非接触式磁旋转编码器8；所述的磁钢7为双极磁钢7；所述的各编码齿轮2通过过渡齿轮10间歇运动；所述的光发射和接收元件4正对于编码齿轮2上的编码码道，光发射和接收元件4的数目与编码齿轮2上的编码码道数量相同；所述的输入轴6和过渡轴9平行设置；所述的光电编码器电路板3与编码齿轮2平行相对设置。