CN207881725U - 一种集成式磁绝对角度编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式磁绝对角度编码器，包括：壳体，壳体内形成有容置腔，且壳体上端面纵向开设有连通至容置腔的通道；外连接轴，一端经由通道伸入容置腔内并连接有一磁性件，另一端用以与外部待测物体相连；信号处理单元，由多根支撑柱水平安装于容置腔内，且每一支撑柱的两端分别固连壳体的内顶面及信号处理单元的面板上，信号处理单元上端面具有与磁性件相对设置的磁感应元器件，并且，信号处理单元通过导线或集成于信号处理单元上的一无线通讯模块与外部上位机***通讯连接。其技术方案采用简单的结构实现集成式，并能够实现自诊断、自修正的功能。

Description

一种集成式磁绝对角度编码器

技术领域

本实用新型涉及磁编码器技术领域，尤其涉及一种集成式磁绝对角度编码器。

背景技术

公知的编码器主要有旋变，光学，磁编码器等型式。相对于光学编码器，磁编码器有更好的抗污染，抗震动特性。相对于旋变编码器，磁传感器具有质量轻，方便实现小型化等特性。随着半导体工艺的快速发展，以及丰富的接口灵活性，磁编码器越来越广泛应用。

磁角度编码器采用磁性材料加磁性感应元器件以及信号处理组成的编码器。当磁性材料有周期性的转动，磁性感应元器件会产生周期性的信号输出，信号处理单元以此计算出绝对输出角度。

相对于分散式装配方式即磁性材料与被测物体连接，磁性感应元器件与被测对象壳体分别固定，不能很好的实现单个编码器快速性能标定，修正。随着伺服电机、机器人、机床各种应用环境的要求提高以及快速诊断，维修，安装的需求。需要一种集成式、自诊断、自修正的磁编码器。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，首先提供一种集成式并能自诊断、自修正的集成式磁绝对角度编码器，用以克服上述技术缺陷。

具体技术方案如下：

一种集成式磁绝对角度编码器，包括：

壳体，壳体内形成有容置腔，且壳体上端面纵向开设有连通至容置腔的通道；

外连接轴，一端经由通道伸入容置腔内并连接有一磁性件，另一端用以与外部待测物体相连；

信号处理单元，由多根支撑柱水平安装于容置腔内，且每一支撑柱的两端分别固连壳体的内顶面及信号处理单元的面板上，信号处理单元上端面具有与磁性件相对设置的磁感应元器件，并且，信号处理单元通过导线或集成于信号处理单元上的一无线通讯模块与外部上位机***通讯连接。

较佳的，外连接轴伸入壳体的一端端面上向内凹陷形成有一个与磁性件形状相配的内凹槽，且磁性件嵌设于内凹槽中。

较佳的，壳体包括拼合成一体的上壳体和下壳体，并于上壳体和下壳体之间形成容置腔，通道开设于上壳体的中心位置，信号处理单元由多根支撑柱连接上壳体的下端面。

较佳的，支撑柱的数量为三根，三根支撑柱均匀布置的连接于上壳体的下端面，且信号处理单元的面板上开设有与三根支撑柱位置相对且形状相配的通槽。

较佳的，信号处理单元为一圆盘形的PCB电路板，磁感应元器件设置于PCB电路板上。

较佳的，磁性件是极对数为一的永磁体。

较佳的，于下壳体一侧还开设有用以穿设导线的槽孔。

上述技术方案的有益效果在于：

集成式磁绝对角度编码器包括壳体、外连接轴、信号处理单元、以及相对设置的磁性件和磁感应元器件，由待测物体带动外连接轴及磁性件转动，磁感应元器件的相对两端接入信号处理单元内，在感应到磁性件的转动后在另外的相对两端形成弦状电压变化并传输至信号处理单元内，而信号处理单元内经由放大电路、诊断电路、修正电路等处理模块处理电路后形成一准确的绝对角度信号传输至外部上位机中，以读取、记录或进一步诊断修正及分析，从而能够方便可靠的实现磁感应编码器的功能，采用简单的结构实现集成式，在生产制造过程中实现单个编码器的快速标定，仅通过外连接轴和外界被测对象连接，使得整体性能受外界影响达到最小。并可实现编码器的快速诊断，维修，更换的效果。

附图说明

图1为本实用新型集成式磁绝对角度编码器的分体结构示意图；

图2为本实用新型集成式磁绝对角度编码器的部分装配结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1和图2对本实用新型提供的集成式磁绝对角度编码器作具体阐述。

参阅图1，为集成式磁绝对角度编码器的分体结构示意图；结合图2，为集成式磁绝对角度编码器的部分装配结构示意图。如图中所示，本实用新型提供的集成式磁绝对角度编码器包括：壳体，壳体内形成有容置腔，且壳体上端面纵向开设有连通至容置腔的通道41；外连接轴6，一端经由通道41伸入容置腔内并连接有一磁性件5，另一端用以与外部待测物体相连；信号处理单元2，由多根支撑柱3水平安装于容置腔内，且每一支撑柱3的两端分别固连壳体的内顶面及信号处理单元2的面板上，信号处理单元2上端面具有与磁性件5相对设置的磁感应元器件(图中未示出)，并且，信号处理单元2通过导线或集成于信号处理单元2上的一无线通讯模块(图中未示出)与外部上位机***通讯连接。

基于上述技术方案，集成式磁绝对角度编码器包括壳体、外连接轴6、信号处理单元2、以及相对设置的磁性件5和磁感应元器件，由待测物体带动外连接轴6及磁性件5转动，磁感应元器件的相对两端接入信号处理单元2内，在感应到磁性件5的转动后在另外的相对两端形成弦状电压变化并传输至信号处理单元2内，而信号处理单元2内经由放大电路、诊断电路、修正电路等处理模块处理电路后形成一准确的绝对角度信号传输至外部上位机中，以读取、记录或进一步诊断修正及分析，从而能够方便可靠的实现磁感应编码器的功能，本实用新型采用简单的结构实现集成式，在编码器生产制造过程中实现单个编码器的快速标定，仅通过外连接轴6和外界被测对象连接，使得整体性能受外界影响达到最小。并可实现编码器的快速诊断，维修，更换的效果。

值得指出的是，上述的信号处理单元2为一圆盘形的PCB电路板，磁感应元器件设置于PCB电路板上，具体可采用霍尔元件。进一步的，本实施例中，磁性件5是极对数为一的永磁体，但也可以是多极式的永磁体。

在一种优选的实施方式中，外连接轴6伸入壳体的一端端面上向内凹陷形成有一个与磁性件5形状相配的内凹槽61，且磁性件5嵌设于内凹槽61中，使得在外连接轴6圆周转动时不易于因离心作用而将磁性件5甩出。进一步的，壳体包括拼合成一体的上壳体4和下壳体1，并于上壳体4和下壳体1之间形成容置腔，通道41开设于上壳体4的中心位置，信号处理单元2由多根支撑柱3连接上壳体4的下端面，从而便于向下脱出下壳体1进行维护更换各部件及安装。进一步的，支撑柱3的数量为三根，三根支撑柱3均匀布置的连接于上壳体4的下端面，且信号处理单元2的面板上开设有与三根支撑柱3位置相对且形状相配的通槽21，便于固定及保持信号处理单元2的水平状态，此外，磁感应元器件与磁性件5间具有一个预设的距离以保证磁场变化信号的接收，信号处理单元2根据弦状波形线相位确定被测物体及外连接轴6的转动角度及当前角度位置。具体使用中，还可在支撑柱3外周开设外螺纹，并通过在通槽21两侧分别旋接一个螺母实现支撑柱3与信号处理单元2之间的固定，以便于位置调节和锁定，也可直接通过化学胶粘接两者实现相对固定效果。

作为进一步的优选实施方式，于下壳体1一侧还开设有用以穿设导线的槽孔11，便于信号处理单元2与上位机之间的通讯连接。

具体的，在编码器生产过程中，将标定(装配精度修正、温度特性修正、转速影响修正)参数写入单个编码器的信号处理输出单元中，能够降低外界应用环境对磁编码器的影响并提高产品的一致性，而在具体使用过程中，信号处理输出单元能将编码器内部自诊断信息发送反馈至上位机***，提高和上位机***的交互性，进而提高整个***的安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种集成式磁绝对角度编码器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成有容置腔，且所述壳体上端面纵向开设有连通至所述容置腔的通道(41)；

外连接轴(6)，一端经由所述通道(41)伸入所述容置腔内并连接有一磁性件(5)，另一端用以与外部待测物体相连；

信号处理单元(2)，由多根支撑柱(3)水平安装于所述容置腔内，且每一所述支撑柱(3)的两端分别固连所述壳体的内顶面及所述信号处理单元(2)的面板上，所述信号处理单元(2)上端面具有与所述磁性件(5)相对设置的磁感应元器件，并且，所述信号处理单元(2)通过导线或集成于所述信号处理单元(2)上的一无线通讯模块与外部上位机***通讯连接。

2.如权利要求1所述的集成式磁绝对角度编码器，其特征在于，所述外连接轴(6)伸入所述壳体的一端端面上向内凹陷形成有一个与所述磁性件(5)形状相配的内凹槽(61)，且所述磁性件(5)嵌设于所述内凹槽(61)中。

3.如权利要求2所述的集成式磁绝对角度编码器，其特征在于，所述壳体包括拼合成一体的上壳体(4)和下壳体(1)，并于所述上壳体(4)和下壳体(1)之间形成所述容置腔，所述通道(41)开设于所述上壳体(4)的中心位置，所述信号处理单元(2)由多根所述支撑柱(3)连接所述上壳体(4)的下端面。

4.如权利要求3所述的集成式磁绝对角度编码器，其特征在于，所述支撑柱(3)的数量为三根，三根所述支撑柱(3)均匀布置的连接于所述上壳体(4)的下端面，且所述信号处理单元(2)的面板上开设有与三根所述支撑柱(3)位置相对且形状相配的通槽(21)。

5.如权利要求1或4所述的集成式磁绝对角度编码器，其特征在于，所述信号处理单元(2)为一圆盘形的PCB电路板，所述磁感应元器件设置于所述PCB电路板上。

6.如权利要求5所述的集成式磁绝对角度编码器，其特征在于，所述磁性件(5)是极对数为一的永磁体。

7.如权利要求4所述的集成式磁绝对角度编码器，其特征在于，于所述下壳体(1)一侧还开设有用以穿设所述导线的槽孔(11)。