[实用新型]空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是编码器领域,具体涉及一种消除机械误差算法的空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器。

背景技术

编码器是将角度或位移信息转换成电气信号进行传输、通信的装置。编码器主要分为绝对式和增量式两种。相对于增量式旋转编码器而言，绝对式旋转编码器无需计数、位置数据唯一，而单圈绝对式编码器只能反映一圈内的位置，无法记录多圈的位置数据。市面上的电子多圈绝对式编码器依靠低功耗器件实现断电条件下对多圈数据的记忆，再次上电后读取单圈和多圈的位置数据，组合后发送给上位机，受电池容量限制，产品的耐用性、可靠性低，而齿轮光电多圈编码器，利用齿轮减速配比，光栅和齿轮固定，通过光栅采集多圈位置数据，安装难度高、成本高、防尘效果差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器，该编码器克服了电子多圈编码器使用时间受限和齿轮光电多圈编码器造价高、调试难度高、耐用性差的缺点，仅使用两枚磁电芯片采集位置数据并结合特殊的算法，便可以消除齿轮传动的延时及反方向旋转造成位置数据错误，实现齿轮多圈编码器的功能。

本实用新型的目的是这样实现的，一种空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器，该编码器包括主体、空心轴、第二磁铁、第一磁铁、第一磁芯片、电路板、第二磁芯片和齿轮组；所述空心轴设置在主体的中心位置，空心轴上固连有空心轴齿轮，所述齿轮组由多个双层齿轮依次啮合构成，每个双层齿轮的模数均相同，所述第一磁铁设置在齿轮组中与空心轴转速相同的齿轮轴上，所述第二磁铁设置在齿轮组末级实现不同减速比的齿轮轴上，所述第一磁芯片对应第一磁铁、第二磁芯片对应第二磁铁设置在电路板上，第一磁芯片和第二磁芯片分别处于第一磁铁和第二磁铁的正上方。

所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮和第七齿轮，所述空心轴齿轮与第二齿轮相啮合，所述第三齿轮与第二齿轮相啮合，空心轴齿轮与第三齿轮转速相同，在主体上设置第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合实现了与第三齿轮相同的转速，所述第四齿轮与第三齿轮啮合，第五齿轮与第四齿轮啮合，第六齿轮与第五齿轮啮合，第七齿轮与第六齿轮啮合。

本实用新型的优点和有益效果是：

1、本实用新型中齿轮组包含编码器空心轴齿轮和多个双层齿轮，齿轮模数均相同。空心轴齿轮与编码器空心轴固定，并与一枚双层齿轮咬合，其他双层齿轮通过一定的结构与之咬合在一起。在与编码器空心轴转速相同的齿轮轴上固定磁铁、在最末级的齿轮轴上固定磁铁，电路板与之对应的位置设置磁感应芯片用来采集位置数据。放置磁铁的齿轮轴通过两枚轴承与编码器主体固定保证同轴度。未放置磁铁的齿轮轴一端固定在电路板上，另一端固定在编码器主体上，上下放置间隔柱挤压齿轮保证同轴度。

2、本实用新型空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器使用高精度磁电芯片，安装时保证磁铁在同一平面且高度与磁芯片表面距离接近1mm，保证磁芯片数据的有效性和线性度。

3、本实用新型省去每一级都做圈数采集的计量方式，在保证机械加工精度和安装精度的前提下，多圈数据使用位数高于实际使用位数1位，并将数据分为奇数数据和偶数数据两个区域，将单圈数据分为上下两个半圈，通过对比奇偶数据和上下半圈数据，数据处理单元进行逻辑上的纠错和补偿便可以实现圈数的加减，避免齿轮传动和反方向旋转造成误差。

4、在连接机构上，本实用新型空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器在主体结构上留有固定孔，弹性连接片一端与编码器固定，另一端与待测装置固定，使用弹性连接片可以缓冲掉因为安装不同轴造成的旋转晃动。传动轴穿过此编码器，并利用锁紧装置将编码器空心轴与传动轴抱紧实现同步测量。

5、本实用新型空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器具有造价低廉、调试简易、结构合理、实用性强、抗污染能力强、判断逻辑新颖的优点。

附图说明

图1为本实用新型空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器的整体结构示意图。

图2为本实用新型空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器的分解结构示意图。

图3为本实用新型空心轴齿轮多圈磁电绝对式编码器的俯视结构示意图。

图4为本实用新型消除齿轮传动和反向旋转误差的逻辑判断框图。