CN110657824A - 磁感编码装置 - Google Patents

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CN110657824A CN201910444589.7A CN201910444589A CN110657824A CN 110657824 A CN110657824 A CN 110657824A CN 201910444589 A CN201910444589 A CN 201910444589A CN 110657824 A CN110657824 A CN 110657824A
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Abstract

本发明是公开一种磁感编码装置，其包含一编码环及一磁感机构，所述编码环具有一计数环部，所述磁感机构是对应编码环毗邻设置，并于局部区域提供一磁场，且所述磁场会受编码环的计数环部运动而产生变化，通过上述构件的组成，磁感机构非接触性的感测编码环的运动，通过磁场的变化检知旋转位置及速度，避免机械性的磨耗，更可避免光学式感应对环境污染的敏感性，提升整体量测的稳定性。

Description

磁感编码装置
技术领域：
本发明是涉及机械定位量测相关的技术领域，尤其是指一种磁感编码装置。
背景技术：
旋转编码器也称为轴编码器，为工业常用的精密定位仪器，可用来将转轴的旋转位置及旋转量转换成模拟或数字信号以供***判读。当前的旋转编码器可分为增量型编码器与绝对型编码器两种类型，其中，绝对型编码器是将转轴的不同位置进行编号，根据读取头读到的编号，可以对应得知转轴当前旋转至读取头的位置或区段。
绝对型编码器进一步又可分为光学式与机械式两种。光学式的编码器包含与转轴同步旋转的圆盘，圆盘上有许多同心圆状的透明区段及不透明区段，这些透明及不透明区段的组合使光在圆盘不同的位置上具有不同的光学特征，而利用光感测数组可量测这些特征并藉此得知转轴旋转位置。光学式的旋转编码器虽然精确，但其抗环境能力较低，换言之，若使用在较恶劣的环境下，光学式旋转编码器精确程度将大幅降低，甚至可能失去效用。
发明内容：
有鉴于上述公知技艺的问题与缺失，本发明的主要目的，乃在于提供一种磁感编码装置，通过结构的设计，除去光学式编码器容易被环境干扰的缺失。
为了达成上述本发明的主要目的，本案发明人提供所述磁感编码装置的实施例，其中，包括：
一编码环，是为一导磁体具有一环本体及一计数环部；所述计数环部，是沿所述环本体中轴线一侧配置，且所述计数环部具有多个等间距配置的计数穿孔；
一磁感机构，是毗邻所述编码环设置，包括一磁性传感单元、一磁电信号调整单元、一方/ 弦波处理单元、一信号输出单元、一接头及一壳体；所述磁性传感单元，是对所述编码环毗邻的局部区域提供一磁场，且所述磁场会受所述计数环部的运动产生变化，并藉此输出一弦波磁电信号；所述磁电信号调整单元，是与所述磁性传感单元电气连接，将接收的所述弦波磁电信号进行噪声去除；所述方/弦波处理单元，是与所述磁电信号调整单元电气连接，将所述弦波磁电信号，转换成一方波磁电信号；所述信号输出单元，是与所述方/弦波处理单元电气连接，将所述方波磁电信号进行噪声去除与信号放大；以及所述接头，是与所述信号输出单元电气连接，传递所述方波磁电信号；所述壳体，是为不导磁体，提供所述磁性传感单元、所述磁电信号调整单元、所述方/弦波处理单元、及所述信号输出单元容置。
于前述本发明磁感编码装置的实施例中，其中，所述磁性传感单元包含一永久磁体及一磁性传感组件，所述永久磁体通过磁极排列方式，可于所述磁性传感组件前端形成所述磁场。
于前述本发明磁感编码装置的实施例中，其中，所述编码环更具有一基准环部，所述基准环部是沿所述环本体中轴线一侧分布，且相异于所述计数环部的另一侧，且所述基准环部具有至少一基准穿孔。
于前述本发明磁感编码装置的实施例中，其中，所述基准穿孔孔径大于任一各所述计数穿孔。
进一步地，本发明人又提供所述磁感编码装置的实施例，其中，包括：一编码尺，是为一导磁体具有一尺本体及一第一尺标部；所述第一尺标部是沿所述尺本体中轴线一侧配置，所述第一尺标部具有多个等间距配置的第一尺标孔；一磁感机构，是毗邻所述编码环设置，包括一磁性传感单元、一磁电信号调整单元、一方/弦波处理单元、一信号输出单元、一接头及一壳体；所述磁性传感单元，是对所述编码环毗邻的局部区域提供一磁场，且所述磁场会受所述计数环部的运动产生变化，并藉此输出一弦波磁电信号；所述磁电信号调整单元，是与所述磁性传感单元电气连接，将接收的所述弦波磁电信号进行噪声去除；所述方/弦波处理单元，是与所述磁电信号调整单元电气连接，将所述弦波磁电信号，转换成一方波磁电信号；所述信号输出单元，是与所述方/弦波处理单元电气连接，将所述方波磁电信号进行噪声去除与信号放大；以及所述接头，是与所述信号输出单元电气连接，传递所述方波磁电信号；所述壳体，是为不导磁体，提供所述磁性传感单元、所述磁电信号调整单元、所述方/弦波处理单元、及所述信号输出单元容置。
于前述本发明磁感编码装置的实施例中，其中，所述磁性传感单元包含一永久磁体及一磁性传感组件，所述永久磁体通过磁极排列方式，可于所述磁性传感组件前端形成所述磁场。
于前述本发明磁感编码装置的实施例中，其中，所述编码环更具有一第二尺标部，所述第二尺标部是沿所述尺本体中轴线一侧分布，且相异于所述第二尺标部的另一侧，又所述第二尺标部具有至少一第二尺标孔。
于前述本发明磁感编码装置的实施例中，其中，所述第二尺标孔孔径大于任一各所述第一尺标孔。
根据本发明上述目的，提出一种磁感编码装置，其包含一编码环及一磁感机构。所述编码环具有一计数环部。所述磁感机构是对应编码环毗邻设置，并于局部区域提供一磁场，且所述磁场会受编码环的计数环部运动而产生变化。通过上述构件的组成，磁感机构非接触性的感测编码环的运动，通过磁场的变化检知旋转位置及速度，避免机械性的磨耗，更可避免光学式感应对环境污染的敏感性，提升整体量测的稳定性。
具体实施方式：
以下进一步说明本发明磁感编码装置实施例，为便于理解本发明实施方式。
本发明的磁感编码装置，是包含一编码环及一磁感机构。
上述编码环，是为一导磁体具有一环本体、一计数环部、及一基准环部。前述计数环部与基准环部是分布于环本体中轴线两侧；其中，计数环部具有多个等间距配置的计数穿孔，而基准环部则具有至少一基准穿孔，且孔径大于任一计数穿孔。实施时，编码环是套固于一转轴外周侧并与的同动。
上述磁感机构，是包括一磁性传感单元、一磁电信号调整单元、一方/弦波处理单元、一信号输出单元、一接头、及一壳体。
上述磁性传感单元，是对应编码环毗邻设置。所述磁性传感单元包含一永久磁体及一磁性传感组件。所述永久磁体通过磁极排列方式，可于磁性传感组件前端(编码环局部)形成预期的磁场(磁力线)分布，且磁场受编码环(计数环部的计数穿孔或基准环部的基准穿孔)运动而改变。所述磁性传感组件，即感测此一变化而输出一弦波磁电信号。
上述磁电信号调整单元，是与磁性传感单元电气连接，将接收的弦波磁电信号进行噪声去除。
上述方/弦波处理单元，是与磁电信号调整单元电气连接，将磁电信号调整单元输出的弦波磁电信号(弦波形态)，转换成方波形态并输出一方波磁电信号，以利后端设备的接收与处理。
上述信号输出单元，是与方/弦波处理单元电气连接，将方/弦波处理单元输出的方波磁电信号进行噪声去除与信号放大。
上述接头，是与信号输出单元电气连接，并可匹配后端设备连接，传递信号输出单元输出的方波磁电信号至后端设备。
上述壳体，是为不导磁体，提供磁性传感单元、磁电信号调整单元、方/弦波处理单元、及信号输出单元容置。
是以，上述即为本发明所提供一较佳实施例磁感编码装置各部构件及组装方式的介绍，兹再将本发明的实施例作动特点介绍如下。
首先，将编码环套设于一转轴上并与转轴同动，而磁感机构则对应编码环毗邻设置，并对抵近的区域提供一磁场，另配合接头连接后端设备。
当编码环被转轴带动时，编码环上的计数环部与计数穿孔，及基准环部与基准穿孔会逐一抵近磁感机构的磁性传感单元，由于计数穿孔与各基准穿孔会与环本体端面形成高低的落差，通过此一高度差的变化，以对磁性传感单元提供的磁场形成干扰，而磁性传感单元便可取得此一磁场变化，从而能计算出编码环相对于磁感机构的转动量。
另外，基准环部中的基准穿孔，可作为编码环归零或转动圈数计算的用。
本发明除可适用于轴编码器外，亦可实施于线性编码器，其包含一编码尺及一磁感机构；其中，磁感机构是与上述实施例相同，故不多作赘述，唯不同在于：上述编码尺，是为一导磁体具有一尺本体、一第一尺标部、及一第二尺标部。前述第一、二尺标部、是分布于尺本体中轴线两侧。所述第一尺标部具有多个等间距配置的第一尺标孔，而第二尺标部则具有至少一第二尺标孔，且孔径大于任一第一尺标孔。
有关本实施例的作动方式，与上述实施例相同，故不多作赘述。
以上所述说明，仅为本发明的较佳实施方式而已，意在明确本发明的特征，并非用以限定本发明实施例的范围，本领域普通知识人员根据本发明所作的均等变化，以及本领域普通知识人员熟知的改变，仍应属本发明涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种磁感编码装置，其特征在于，包括：
一编码环，是为一导磁体具有一环本体及一计数环部；所述计数环部，是沿所述环本体中轴线一侧配置，且所述计数环部具有多个等间距配置的计数穿孔；
一磁感机构，是毗邻所述编码环设置，包括一磁性传感单元、一磁电信号调整单元、一方/弦波处理单元、一信号输出单元、一接头及一壳体；所述磁性传感单元，是对所述编码环毗邻的局部区域提供一磁场，且所述磁场会受所述计数环部的运动产生变化，并藉此输出一弦波磁电信号；所述磁电信号调整单元，是与所述磁性传感单元电气连接，将接收的所述弦波磁电信号进行噪声去除；所述方/弦波处理单元，是与所述磁电信号调整单元电气连接，将所述弦波磁电信号，转换成一方波磁电信号；所述信号输出单元，是与所述方/弦波处理单元电气连接，将所述方波磁电信号进行噪声去除与信号放大；以及所述接头，是与所述信号输出单元电气连接，传递所述方波磁电信号；所述壳体，是为不导磁体，提供所述磁性传感单元、所述磁电信号调整单元、所述方/弦波处理单元、及所述信号输出单元容置。
2.根据权利要求1所述的磁感编码装置，其特征在于，所述磁性传感单元包含一永久磁体及一磁性传感组件，所述永久磁体通过磁极排列方式，可于所述磁性传感组件前端形成所述磁场。
3.根据权利要求2所述的磁感编码装置，其特征在于，所述编码环10更具有一基准环部，所述基准环部是沿所述环本体中轴线一侧分布，且相异于所述计数环部的另一侧，且所述基准环部具有至少一基准穿孔。
4.根据权利要求3所述的磁感编码装置，其特征在于，所述基准穿孔孔径大于任一各所述计数穿孔。
5.一种磁感编码装置，其特征在于，包括：一编码尺，是为一导磁体具有一尺本体及一第一尺标部；所述第一尺标部是沿所述尺本体52中轴线一侧配置，所述第一尺标部具有多个等间距配置的第一尺标孔；一磁感机构，是毗邻所述编码环设置，包括一磁性传感单元、一磁电信号调整单元、一方/弦波处理单元、一信号输出单元、一接头及一壳体；所述磁性传感单元，是对所述编码环毗邻的局部区域提供一磁场，且所述磁场会受所述计数环部的运动产生变化，并藉此输出一弦波磁电信号；所述磁电信号调整单元，是与所述磁性传感单元电气连接，将接收的所述弦波磁电信号进行噪声去除；所述方/弦波处理单元，是与所述磁电信号调整单元电气连接，将所述弦波磁电信号，转换成一方波磁电信号；所述信号输出单元，是与所述方/弦波处理单元电气连接，将所述方波磁电信号进行噪声去除与信号放大；以及所述接头，是与所述信号输出单元电气连接，传递所述方波磁电信号；所述壳体，是为不导磁体，提供所述磁性传感单元、所述磁电信号调整单元、所述方/弦波处理单元、及所述信号输出单元容置。
6.根据权利要求5所述的磁感编码装置，其特征在于，所述磁性传感单元包含一永久磁体及一磁性传感组件，所述永久磁体通过磁极排列方式，可于所述磁性传感组件前端形成所述磁场。
7.根据权利要求6所述的磁感编码装置，其特征在于，所述编码环10更具有一第二尺标部，所述第二尺标部是沿所述尺本体中轴线一侧分布，且相异于所述第二尺标部的另一侧，又所述第二尺标部具有至少一第二尺标孔。
8.根据权利要求7所述的磁感编码装置，其特征在于，所述第二尺标孔孔径大于任一各所述第一尺标孔。
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