无线数字式编码器的制作方法

文档序号:11589934阅读:541来源:国知局

本实用新型涉及一种编码器,特别涉及无线数字式编码器。



背景技术:

在一些行业的设备中需要低成本的位置显示和控制,如仓储行业生产中,需要低成本的对顶层料车位置进行显示和控制。料车对料仓下料时,需要根据下料口的位置确定料车的位置,由于仓储用料车速度较慢,定位精度要求不高,所以可以不采用伺服和变频系统进行精确定位,也不用编码器与之形成闭环的位置控制系统,只需要用限位开关作为开关量控制料车电机的启停即可实现定位,而编码器所检测的位置数据可作为料车位置的显示,也可作为定位控制的辅助条件和判断依据,给料车操作人员带来极大的方便,一般的有线编码器需要接4~8根屏蔽线,尤其用在移动式小车的电缆中断线的故障率很高,而仓储用小车需要接线简单、故障率低,因而采用无线式编码器体现了更好的效果。另外普通编码器需要连接控制器(如PLC或其它智能设备)才能实现零位的标定和位置的计算和显示控制,现有技术在编码器的设计中,还没有这种既有无线传输功能又能自身设定参数和显示的编码器设计。



技术实现要素:

为了解决上述的技术问题,本实用新型提供了无线数字式编码器,应用于仓储系统的料车位置控制上,无需复杂的伺服控制系统和繁琐的编码器电缆连接,实现了料车的位置显示和定位控制,不但降低了系统的成本,而且降低了故障率。

为了达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案实现:

无线数字式编码器,包括壳体、码盘、按键、显示屏、指示灯、无线发射天线、电池和控制电路板,控制电路板包括单片机、编码器电路、无线射频电路、显示电路和电源电路;

所述码盘、电池和控制电路板封装在壳体内,按键、显示屏、指示灯和无线发射天线设置在壳体外部;

所述单片机通过编码器电路连接码盘,通过无线射频电路连接无线发射天线,通过显示电路连接显示屏,通过电源电路连接内部电池和外部电源;

所述单片机还连接有按键和指示灯;

所述显示屏为35X30mm液晶显示屏,编码器通过显示屏显示位置信息。

所述单片机采用芯片型号为:STC15F2K60S2。

所述编码器电路由HEDS-9000光栅编码器元件组成。

所述无线射频电路采用芯片型号为CC1100。

所述显示电路采用芯片型号为XJCG12864。

所述电源电路包括LM2575-5芯片和整形滤波电容C1。

所述指示灯为LED指示灯。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

本实用新型产品结构相对简单,成本较低,生产周期短,适合一种低成本自动显示及控制的物流运输仓储单位使用。

1、能够无需连接PLC和其它智能控制器,实现自身零点标定和位置计算,能够以较

低的成本实现料车的定位;

2、采用无线数字式编码器能够在编码器本体上显示料车位置,并且无需电缆连接,

大大降低了现场的维修成本。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图;

图2为本实用新型的电路原理图;

图3为本实用新型在仓储料车定位系统中的应用现场结构图。

其中,1-料车 2-料车车轮 3-制动器 4-料车电机 5-无线数字式编码器 6-限位挡板 7-左侧限位 8-一号下料口限位 9-零点位限位 10-二号下料位限位 11-右侧限位 12-料车轨道 13-一号料仓 14-二号料仓 15-显示仪表 16-无线天线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。

无线数字式编码器,包括壳体、码盘、按键、显示屏、指示灯、无线发射天线、电池和控制电路板,如图1所示,控制电路板包括单片机、编码器电路、无线射频电路、显示电路和电源电路;

所述码盘、电池和控制电路板封装在壳体内,按键、显示屏、指示灯和无线发射天线设置在壳体外部;

所述单片机通过编码器电路连接码盘,通过无线射频电路连接无线发射天线,通过显示电路连接显示屏,通过电源电路连接内部电池和外部电源;

所述单片机还连接有按键和指示灯;

所述显示屏为35X30mm液晶显示屏,编码器通过显示屏显示位置信息。

所述单片机采用芯片型号为:STC15F2K60S2。

所述编码器电路由HEDS-9000光栅编码器元件组成。

所述无线射频电路采用芯片型号为CC1100。

所述显示电路采用芯片型号为XJCG12864。

所述电源电路包括LM2575-5芯片和整形滤波电容C1。

所述指示灯为LED指示灯。

如图2所示,所述单片机芯片采用STC15F2K60S2SOP20,其CP0、CP1、INIT1管脚与编码器电路的HEDS-9000相连,其VCC管脚与电源VDD相连,GND管脚与电源GND相连,VCC有滤波电容C7,其SCLK管脚与无线芯片CC1100的SCLK管脚相连,其MISO管脚与无线芯片CC1100的SI管脚相连,其MISI管脚与无线芯片CC1100的SO管脚相连,其INT3管脚与无线芯片CC1100的GDO0管脚相连,其INT2管脚与无线芯片CC1100的GDO2管脚相连,这五个管脚经电阻R1、R2、R3、R4、R5上拉至VCC;

所述单片机将编程脚引至ISP端口,ISP端口1脚接GND,2脚接RXD,3脚接TXD,4脚接VDD,此端口为开发编程端口;

所述单片机上连接有按钮S1和指示灯LED0,按钮S1一端接GND,一端接INT0脚,该脚经电阻R8上拉至VCC,指示灯LED0一端P1.7,别一端经电阻R9接VCC;

所述编码器电路为HEDS-9000系列光栅编码器件,有5路连接,其VCC管脚接至电源VDD,GND管脚与电源GND想连,A管脚接至单片机CP0,B管脚接至单片CP1,Z管脚接单片机INT1脚;三路输出信号A相、B相、Z相接连至单片机时经C4、C5、C6滤波;

所述无线射频电路芯片采用CC1100,除一部分管脚与单片机相连接外,其DVDD、AVDD、DGUARD管脚与电源VDD相连,GND管脚与电源GND相连,其CS管脚经R6连接至VDD,XOS1与XOS2管脚经X1相连,并经C9、C10与GND相连,RBIAS管脚经R7与GND相连,RF-N管脚经L2、L4、L5、C16与PCB板是无线发射天线相连,RF-N管脚经C11与GND相连,L4、L5共用端经C14与GND相连,L5与C16共用端经C15与GND相连,RF-P管脚经C13与L2、L4共用端相连,经C13、L2与RF-N管脚相连,经L3、C12与GND相连;

所述显示电路采用芯片XJCG12864,采用35*30mm的液晶屏作为显示单元,XJCG12864芯片的VLCD引脚经C17接GND,VB1+引脚经C18接VB1-,VB0+引脚经C19接VB0-,VSS引脚接GND,VDD引脚接至电源VDD,经C20接GND,其D7引脚接单片机P5.5,其D6引脚接单片机P1.2,其A0引脚接P5.4,RST引脚接P3.4,CS0引脚经电阻R10接VDD;

所述电源电路的POWER为5-40V直流电源输入,经C1整形滤波,接至LM2575-5芯片的IN管脚,其ON管脚与GND连接,OUT管脚与D1二极管及电感相连,且输出端VDD经C2、C3滤波并接至LM2575-5的FEEDBACK管脚,电路中VDD为5V,GND为电源地。

用户在使用本实用新型所述的编码器之前,先将编码器上电进行参数设置和零点标定,按下S1按键,编码器进入设置模式,此时LED0指示灯点亮,用户在电脑上安装配套的应用软件,通过无线通讯设备在线对编码器进行参数设置和零点标定,设置的参数为旋转机构的轮子周长,编码器根据旋转机构的周长和零点标定计算出编码器当前的相对位置数值。

本实用新型所述的编码器将位置信息实时显示在外壳上的35X30mm液晶显示屏上,+XXXX”表示零点位置左侧,”-XXXX”表示在零点位置右侧。

具体实施例一、本实用新型的无线数字式编码器在仓储料车定位系统中的应用。

如图3所示,为仓储料车定位系统示意图,具体实现过程如下:

(1)在原有料车1导轨12上安装五个限位,分别对应左侧限位7、一号下料口限位8、零点位限位9、二号下料口限位10、右侧限位11,其中左右两限位接入料车1急停按钮防止料车过界,在料车1的车轮2上安装无线数字式编码器5,实现对料车1的精细位置显示及控制;

(2)料车1行走时,带动光栅编码输出脉冲,编码器5中单片机STC15F2K60S2的输入管脚捕获A、B正交脉冲,利同时序差自动计算A、B转动方向,计算出当前的脉冲个数,Z相输入,修正多次累积误差,单片机根据脉冲数、零点标定值及车轮周长,计算料车1行走的位置;

(3)料车1行走时,无线数字式编码器5除了可以自身显示外还将料车位置信息发送至显示仪表15,显示仪表15有三路开关量输入,分别接至导轨上的一号下料口限位8,零点位限位9,二号下料口限位10,显示仪表15显示料车位置。显示仪表15内单片机处理位置信号及开关量信号,实时显示,并提供报警及输出,显示仪表的输出信号控制料车电机4的启停,同时配合制动器3实现料车1的定位控制。

本实用新型的编码器可以不用连接控制器(如PLC和伺服系统),自身可以进行零点标定和参数设定,并能够在本体上进行位置的显示;

本实用新型的编码器产品结构相对简单,成本较低,生产周期短,适合一种低成本自动显示及控制的物流运输仓储单位使用。

以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

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