專利名稱：差分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于建筑機(jī)械設(shè)備和起重設(shè)備的距離檢測(cè)和方向辨識(shí)的差 分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器。
背景技術(shù)：
在建筑機(jī)械領(lǐng)域，現(xiàn)有的傳感技術(shù)多采用電位器和編碼器對(duì)距離進(jìn)行檢測(cè)。電位 器方式主要是采用機(jī)械式行程限位器加上電位器測(cè)量，蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)著電位器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而 電壓發(fā)生變化。根據(jù)電壓計(jì)算各機(jī)構(gòu)的距離進(jìn)行限位控制。在實(shí)際應(yīng)用中，這一技術(shù)存在 一些必須解決的問(wèn)題，機(jī)械式蝸輪蝸桿本身存在加工工藝誤差，電位器為接觸式，不能自由 多圈轉(zhuǎn)動(dòng)，且有一定使用壽命，所以這種方式的距離測(cè)量精度不夠。脈沖編碼器的測(cè)量精度很高，同時(shí)也具備方向檢測(cè)功能。編碼器碼盤的材料有玻 璃、金屬和塑料。玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，但是不抗 震，容易碎。金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定厚度，故精度不高， 熱穩(wěn)定性差。塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度和壽命均要差一些，不能滿足塔機(jī)等 安全設(shè)備控制系統(tǒng)的要求。建筑機(jī)械設(shè)備和起重設(shè)備的距離檢測(cè)和方向辨識(shí)主要是通過(guò)檢測(cè)滾筒或傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。但建筑機(jī)械設(shè)備和起重設(shè)備的工作環(huán)境惡劣復(fù)雜，傳動(dòng)滾筒和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振 動(dòng)大，環(huán)境溫度高，電纜線長(zhǎng)，且沒(méi)有良好的地線，干擾非常強(qiáng)烈，在變頻應(yīng)用機(jī)構(gòu)中尤其突 出。所以要求編碼器要具有良好的抗干擾性和穩(wěn)定性。建設(shè)機(jī)械多屬安全類設(shè)備，在高危 環(huán)境下作業(yè)，要求編碼器安裝方便，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，壽 命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)的差分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種差分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器，它包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有連接軸，連接軸一端安裝 在軸承內(nèi)，另一端與脈沖碼盤連接；在殼體內(nèi)還設(shè)有雙通道霍爾芯片和差分調(diào)理電路，該電 路與航空插頭連接，雙通道霍爾芯片與脈沖碼盤相對(duì)應(yīng)。所述連接軸與軸承聯(lián)結(jié)，軸承與殼體之間用軸承固定片固定。所述脈沖碼盤圓周上設(shè)有若干個(gè)磁鋼。本實(shí)用新型采用差分處理電路后，圖4中，A+與A-。B+與B-均是差分電路處理 后的信號(hào)。A與B是檢測(cè)傳感器輸出的兩路脈沖信號(hào)源。在正轉(zhuǎn)時(shí)A點(diǎn)先來(lái)脈沖，隨后B點(diǎn) 也被觸發(fā)。反轉(zhuǎn)時(shí)，B點(diǎn)在A點(diǎn)之前先觸發(fā)，通過(guò)檢測(cè)這個(gè)時(shí)滯，即可判斷出電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 基于這一特性，MCU很容易就能判斷出正反轉(zhuǎn)，其原理是，在A觸發(fā)中斷后，檢測(cè)B點(diǎn)的電平， 如果是低電平，說(shuō)明是正轉(zhuǎn)，如果B點(diǎn)是高電平，說(shuō)明是反轉(zhuǎn)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到檢 測(cè)精度、使用環(huán)境和傳輸距離，往往干擾極強(qiáng)，信號(hào)必須進(jìn)行差分、倍頻處理才能使用。在本
3電路中借鑒模擬差分信號(hào)傳輸原理，解決高低頻及諧波干擾。其原理是在原有的A，B亮 相脈沖中，通過(guò)數(shù)字電路，產(chǎn)生出A+，A-, B+, B-四路信號(hào)，其中A-和B-是同步信號(hào)A和B 的類比信號(hào)。A+，A-是一組同步相反的信號(hào)。A+為高電平時(shí)，A-作為參考電平將給A+類 比出一個(gè)低電平信號(hào)，使其導(dǎo)通。如果A+為低電平時(shí)，為了防止信號(hào)因干擾產(chǎn)生錯(cuò)誤脈沖， A-被強(qiáng)行拉高，使得A+沒(méi)有了可參考的低電平，也就無(wú)法導(dǎo)通，達(dá)到了抵抗強(qiáng)干擾的目的。 差分的作用主要是解決系統(tǒng)低頻諧波干擾對(duì)脈沖信號(hào)的影響利用軸承實(shí)現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，完成 信號(hào)采集。本實(shí)用新型的有益效果是差分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器利用電子差分和倍頻技術(shù)，大幅 提高測(cè)量精度，借助軟件計(jì)算，在理論上測(cè)量精度可以達(dá)到無(wú)限高。該編碼器可以方便的與 現(xiàn)有機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)相連接，在不影響原有機(jī)械結(jié)構(gòu)的情況下，精確測(cè)量機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)行 程和運(yùn)行方向。該編碼器能適應(yīng)機(jī)械設(shè)備和起重設(shè)備的惡劣工作環(huán)境，尤其適合用在這些 設(shè)備的安全控制和監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)距離的高精度測(cè)量和方向辨識(shí)，而且抗干擾性好，數(shù) 據(jù)傳輸距離長(zhǎng)，調(diào)試校正方便簡(jiǎn)單。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；圖3為脈沖碼盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖4計(jì)數(shù)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)后時(shí)序圖。其中，1.殼體，2.連接軸，3.軸承，4.脈沖碼盤，5.雙通道霍爾芯片，6.差分調(diào)理 電路，7.航空插頭，8.軸承固定片，9.磁鋼。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。圖1、圖2、圖3中它包括殼體1，所述殼體1內(nèi)設(shè)有連接軸2，連接軸2 —端安裝在 軸承3內(nèi)，另一端與脈沖碼盤4聯(lián)結(jié)；在殼體1內(nèi)還設(shè)有雙通道霍爾芯片5和差分調(diào)理電路 6，該電路與航空插頭7聯(lián)結(jié)，雙通道霍爾芯片5與脈沖碼盤4相對(duì)應(yīng)。所述連接軸2通過(guò) 軸承固定片8與軸承3聯(lián)結(jié)。所述脈沖碼盤4圓周上勻布若干個(gè)磁鋼9。
權(quán)利要求一種差分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器，它包括殼體，其特征是，所述殼體內(nèi)設(shè)有連接軸，連接軸一端安裝在軸承內(nèi)，另一端與脈沖碼盤聯(lián)結(jié)；在殼體內(nèi)還設(shè)有雙通道霍爾芯片和差分調(diào)理電路，該電路與航空插頭聯(lián)結(jié)，雙通道霍爾芯片與脈沖碼盤相對(duì)應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的差分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器，其特征是，所述連接軸與軸承聯(lián)結(jié)，軸承 與殼體之間用軸承固定片固定。
3.如權(quán)利要求1所述的差分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器，其特征是，所述脈沖碼盤圓周上設(shè)有若 干個(gè)磁鋼。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種差分倍頻旋轉(zhuǎn)編碼器。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)為它包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有連接軸，連接軸一端安裝在軸承內(nèi)，另一端與脈沖碼盤聯(lián)結(jié)；在殼體內(nèi)還設(shè)有雙通道霍爾芯片和差分調(diào)理電路，該電路與航空插頭聯(lián)結(jié)，雙通道霍爾芯片與脈沖碼盤相對(duì)應(yīng)。
文檔編號(hào)G01D3/028GK201707057SQ201020233768
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者候宇明, 婁天綱, 徐金釗 申請(qǐng)人:濟(jì)南開易達(dá)智能科技有限公司