04。结果，插入的第二空转齿轮122的齿轮部分312由空转齿轮轴314支撑，以便接近于第一外壳端204，以与第二数字齿轮112的第二转位部分302相互啮合。类似地，取决于第三和第四空转齿轮124、126介于其间的相应的第三和第四数字齿轮114、116的第二转位部分302到第一外壳端204或第二外壳端206的接近度，第三和第四空转齿轮124、126的齿轮部分312接近于第一外壳端204或第二外壳端206。
[0036]在一些示例中，空转齿轮120、122、124、126的齿轮部分312交替地被定向为使得外壳106中每隔一个空转齿轮的齿轮部分312接近于第一外壳端204或第二外壳端206。在这种示例中，包括齿轮部分312和空转齿轮轴314的每一个空转齿轮120、122、124、126都可以认为是相对于其他空转齿轮120、122、124、126反转。空转齿轮120、122、124、126的共同设计允许空转齿轮120、122、124、126中的任意空转齿轮插入数字齿轮110、112、114、116、118 之间。
[0037]如图4所示的，五个数字齿轮110、112、114、116、118以交替反转定向布置在外壳106中。但额外的或更少的数字齿轮可以用于实施绝对位置检测器104。相比于一些公知的设备，将例如五个数字齿轮110、112、114、116、118包含在外壳106中提供了与数字齿轮的旋转位置的数量增大相对应的增大的循环计数(即，更大的分辨率)，可以监控该增大的循环计数以便确定例如图1的轴102的位置状态。
[0038]依据前述，会意识到，以上公开的示例性装置包括绝对位置检测器，该绝对位置检测器具有一系列可旋转数字齿轮，其用于确定轴的绝对位置，并且其以大致平面的方式布置在外壳中。大致平面的布置提供了绝对位置检测器的外壳的减小的侧面或厚度。此外，数字齿轮的交替反转布置提供了用于每一个数字齿轮的基本上相同的齿轮设计，同时容纳了数量增大的数字齿轮以在给定外壳占用面积或尺寸中提供增大的分辨率。传感通信系统包括操作地耦合到每一个数字齿轮的相应的旋转位置检测源(例如，磁体)和包括传感器的集成电路，该传感器用于经由源的运动检测数字齿轮的旋转并编码相对应的位置状态。耦合到绝对位置检测器的外壳的单一电路板用于在不损害分辨率或准确度的情况下，相对于许多公知设备减小绝对位置检测器的复杂性。
[0039]尽管本文已经公开了特定示例性方法、装置和制造品，但本专利的覆盖范围不局限于此。相反，本专利覆盖正当地落入本专利的权利要求的范围内的所有方法、装置和制品Ο
【主权项】
1.一种装置，包括: 夕卜壳; 数字齿轮，所述数字齿轮耦合到所述外壳以围绕相应的平行轴旋转，每一个数字齿轮都具有第一部分和第二部分，所述第一部分包括布置在所述第一部分的整个圆周周围的第一组齿，所述第二部分包括仅布置在所述第二部分的圆周的一部分圆周周围的第二组齿，所述数字齿轮中的每一个数字齿轮都与表示轴的绝对位置的编码中相应的数字相对应；以及 在每一对相邻的所述数字齿轮之间的相应的空转齿轮，每一个空转齿轮都与所述一对相邻的所述数字齿轮中的一个数字齿轮的所述第一组齿以及所述一对相邻的所述数字齿轮中的另一个数字齿轮的所述第二组齿互相啮合。2.根据权利要求1所述的装置，其中，每一个数字齿轮都包括布置在所述第一部分与所述第二部分之间的第三部分，其中，所述第三部分用于防止所述数字齿轮的反向旋转。3.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，还包括驱动齿轮，所述驱动齿轮布置在所述外壳中并耦合到所述轴，所述驱动齿轮与所述数字齿轮中的一个数字齿轮相互啮入口 ο4.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，还包括耦合到所述外壳的电路板，所述电路板包括用于检测操作地耦合到所述数字齿轮中的每一个数字齿轮的相应的源的位置的传感器，所述传感器提供电信号以产生所述编码。5.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述传感器包括霍尔效应传感器。6.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述空转齿轮中的在第一对相邻的所述数字齿轮之间的第一个空转齿轮相对于所述空转齿轮中的在第二对相邻的所述数字齿轮之间的第二个空转齿轮是反转的。7.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述数字齿轮包括至少五个数字齿轮。8.一种装置，包括: 夕卜壳; 数字齿轮，所述数字齿轮横向布置在所述外壳中，其中，一对相邻的所述数字齿轮中的一个数字齿轮相对于所述一对相邻的所述数字齿轮中的另一个数字齿轮是反转的，所述一对相邻的所述数字齿轮中的所述一个数字齿轮响应于所述一对相邻的所述数字齿轮中的所述另一个数字齿轮围绕第二轴旋转而围绕第一轴旋转；以及 传感器，所述传感器操作地耦合到所述外壳以检测所述数字齿轮的旋转并提供与位置相对应的信号。9.根据权利要求8所述的装置，还包括耦合到所述外壳的第一端的电路板，所述传感器操作地耦合到所述电路板。10.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，还包括操作地耦合到每一个数字齿轮的相应的源，所述传感器用于通过检测所述源的旋转来检测所述数字齿轮的旋转。11.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，还包括在每一对相邻的所述数字齿轮之间相互啮合的相应的空转齿轮，其中，在第一对相邻的所述数字齿轮之间相互啮合的所述空转齿轮中的第一个空转齿轮接近于所述外壳的所述第一端，并且在第二对相邻的所述数字齿轮之间相互啮合的所述空转齿轮中的第二个空转齿轮接近于所述外壳的所述第_-上山12.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，每一个数字齿轮都包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有布置在所述第一部分的整个圆周周围的多个齿，所述第二部分具有仅布置在所述第二部分的圆周的一部分圆周周围的齿。13.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述一对相邻的所述数字齿轮中的所述一个数字齿轮的所述第一部分接近于所述外壳的第一端，并且所述一对相邻的所述数字齿轮中的所述另一个数字齿轮的所述第一部分接近于所述外壳的第二端。14.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，还包括驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述数字齿轮中的一个数字齿轮相互啮合并耦合到所述轴，所述数字齿轮响应于所述驱动齿轮的旋转而旋转。15.一种装置，包括: 外壳；以及 第一组齿轮，所述第一组齿轮布置在所述外壳中以围绕相应的平行轴旋转，其中，所述第一组中的每一个齿轮都包括第一转位部分和第二部分，所述第二部分具有布置在所述第二部分的整个圆周周围的齿，所述第一组齿轮用于产生表示轴的绝对位置的编码。16.根据权利要求15所述的装置，还包括第二组齿轮，所述第二组中的所述齿轮中的每一个齿轮都介于所述第一组中的一对相邻的所述齿轮之间，其中，所述第二组中的每一个齿轮都与所述第一组中的所述一对相邻的所述齿轮中的一个齿轮的所述第一转位部分和所述第一组中的所述一对相邻的所述齿轮中的另一个齿轮的所述第二部分相互啮合。17.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，还包括驱动齿轮，所述驱动齿轮布置在所述外壳中并耦合到所述轴，所述驱动齿轮与所述第一组中的所述齿轮中的一个齿轮的所述第一转位部分相互嗤合。18.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述第一组中的每一个齿轮还包括锁定环，所述锁定换布置在所述第一转位部分与所述第二部分之间。19.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，还包括操作地耦合到所述第一组中的每一个齿轮的相应的磁源，所述磁源具有垂直于所述轴的极化。20.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，还包括传感器，所述传感器操作地耦合到所述外壳，所述传感器用于检测所述磁源的位置，并提供相对应的电信号以产生所述编码。
【专利摘要】公开了用于绝对位置检测的示例性装置。一种示例性装置，包括外壳和耦合到该外壳以围绕相应的平行轴旋转的数字齿轮。每一个数字齿轮都具有第一部分和第二部分，该第一部分包括布置在第一部分的整个圆周周围的第一组齿，该第二部分包括仅布置在第二部分的圆周的一部分圆周周围的第二组齿。每一个数字齿轮都与表示轴的绝对位置的编码中相应的数字相对应。在每一对相邻的数字齿轮之间的相应的空转齿轮与数字齿轮中的一个数字齿轮的第一组齿以及数字齿轮中的另一个数字齿轮的第二组齿互相啮合。
【IPC分类】G01D5/04
【公开号】CN105378436
【申请号】CN201480039194
【发明人】D·R·小布卢默, G·W·斯卡尔夫
【申请人】爱默生过程管理阀门自动化公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年7月7日
【公告号】EP3019829A1, US9322635, US20150008904, WO2015006207A1