一种纠偏系统非接触式磁性定位编码器的制作方法

本实用新型属于自动化控制应用技术领域，特别涉及一种纠偏系统非接触式磁性定位编码器。

背景技术：

编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，或者称为码尺。按照读出方式，编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式：增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转换成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小；绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

在纠偏系统应用中，纠偏执行器上的电机，普遍采用直流有刷电机加滚珠丝杆的结构，而且电机上都不会安装定位编码器，丝杆运行到两端都是用机械限位的方式来防止丝杆螺母跑出丝杆的有效范围。由于每次丝杆跑到两端时都会撞击两端的机械限位装置，容易使丝杆受损直至过早报废，如果电机堵转时，也容易出现电机烧坏、驱动烧坏等现象，对电机使用寿命大打折扣。

还有一种方式是在纠偏执行器外加装限位开关或行程开关来进行限位。限位开关或行程开关安装在纠偏执行器外，通过丝杆伸缩运动，带动机械零件遮挡限位开关的方式来切断电机电源从而让电机停止，或是给到电机一个启停信号让电机启动或停止。由于限位开关的感应范围有限，电机的定位精度就受到很大限制，并且限位开关受安装现场的限制，安装比较麻烦，还占用一定的安装空间。

技术实现要素：

为了克服以上技术问题，本实用新型提供了一种纠偏系统非接触式磁性定位编码器，通过设置减速齿轮装置和编码器线路板，电机转轴经过减速齿轮组减速后，磁性芯片通过感应电磁铁的变化判定滚珠丝杆行程位置的变化，将信号传导至编码器线路板，编码器限制纠偏执行器的行程范围，能有效保护滚珠丝杆和电机。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型提供一种纠偏系统非接触式磁性定位编码器，包括减速齿轮装置和圆形编码器线路板，所述减速齿轮装置与所述编码器线路板通过带螺栓的铜柱固定相连，所述铜柱至少为3个；

所述减速齿轮装置包括套在电机转轴外面的圆形减速齿轮底座，所述减速齿轮底座与所述电机转轴之间未接触，所述减速齿轮装置通过所述减速齿轮底座固定在电机尾端；

所述减速齿轮底座和电机连接的一端的直径与电机直径一致，所述减速齿轮底座远离电机的一端设有圆形台阶，所述圆形台阶的直径大于所述编码器线路板的直径，小于电机直径；

所述减速齿轮底座设有圆形台阶的一端嵌有减速齿轮组，所述减速齿轮组通过螺栓与所述减速齿轮底座连接，所述减速齿轮组直径小于所述编码器线路板的直径；

所述减速齿轮组是与电机转轴相啮合的多级减速齿轮组；

所述减速齿轮组输出轴上套有过渡铜套，所述铜套嵌于所述减速齿轮组输出轴上；所述铜套凸出所述减速齿轮组输出轴形成凹槽，所述凹槽内嵌有与所述凹槽大小一致的电磁铁；

所述编码器线路板靠近电机的一面设有磁性芯片，所述磁性芯片内部设有半导体载流子或导体载流子。

本实用新型的进一步设置为，所述减速齿轮组的转轴与所述电机转轴相啮合。

本实用新型的进一步设置为，所述电磁铁与所述减速齿轮组输出轴无相对运动。

本实用新型的进一步设置为，所述磁性芯片与所述电磁铁非接触、平行且同轴心，所述磁性芯片与所述电磁铁间距为0.4mm～0.6mm。

本实用新型的进一步设置为，所述电磁铁只用其中N极或S极靠近磁性芯片。

本实用新型的进一步设置为，所述磁性芯片与所述编码器线路板电连接。

本实用新型的进一步设置为，所述编码器线路板内的编码器芯片的AD采样位数为14位，转化成数字量后通过SPI口输出。

有益效果：相比于现有技术本实用新型的不同之处在于，本实用新型提供的一种纠偏系统非接触式磁性定位编码器，通过设置减速齿轮装置和编码器线路板，电机转轴旋转带动减速齿轮组减速旋转，减速齿轮组的输出轴带动电磁铁同步旋转，磁性芯片感应电磁铁的磁性变化来判定位置的变化，这种位置变化传导至编码器进行记录并保存。通过保存的编码器位置值定位纠偏执行器的行程范围，避免了纠偏执行器上丝杆螺母与机械限位硬接触，从而保护了丝杆，也保护了电机和电机驱动，以免被机械限位卡住而堵转烧坏，通过这种方式对电机滚珠丝杆运动行程进行限制可以达到很高的限位精度；另外，该纠偏系统非接触式磁性定位编码器是安装在电机后端，结构紧凑，占用空间小，拆装非常方便。

附图说明

图1为纠偏系统非接触式磁性定位编码器局部剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参阅图1所示，本实用新型提供一种纠偏系统非接触式磁性定位编码器，包括减速齿轮装置2和圆形编码器线路板3，所述减速齿轮装置2与所述编码器线路板3通过带螺栓的三个铜柱4(图中显示了两个)固定相连，所述三个铜柱4以120度的间隔均匀分布在所述编码器线路板3上：

所述减速齿轮装置2包括套在电机转轴5外面的圆形减速齿轮底座21，所述减速齿轮底座21与所述电机转轴5之间未接触，所述减速齿轮装置2通过所述减速齿轮底座21固定在电机1尾端用以支撑整个磁性定位编码器装置；

所述减速齿轮底座21和电机1连接的一端的直径与电机1直径一致，所述减速齿轮底座21远离电机1的一端设有圆形台阶26，所述圆形台阶26的直径大于所述编码器线路板3的直径，小于电机1直径；

所述减速齿轮底座21设有圆形台阶26的一端嵌有减速齿轮组22，所述减速齿轮组22通过螺栓与所述减速齿轮底21座连接，所述减速齿轮组22直径小于所述编码器线路板3的直径；

所述减速齿轮组22是与电机转轴5相啮合的多级减速齿轮组；

所述减速齿轮组22输出轴23上套有过渡铜套24，所述铜套24嵌于所述减速齿轮组22输出轴上；所述铜套24凸出所述减速齿轮组22输出轴23形成凹槽，所述凹槽内嵌有与所述凹槽大小一致的电磁铁6；

所述编码器线路板3靠近电机1的一面设有磁性芯片7，所述磁性芯片7内部设有半导体载流子或导体载流子。

作为优选而非限定，所述减速齿轮组22的转轴与所述电机转轴5相啮合。

作为优选而非限定，所述电磁铁6与所述减速齿轮组22输出轴23无相对运动，即电磁铁6旋转速度与电机转轴5经减速齿轮组22减速后的速度一致，即与所述减速齿轮输出轴23的速度一致。

作为优选而非限定，所述磁性芯片7与所述电磁铁6非接触、平行且同轴心，所述磁性芯片7与所述电磁铁6间距为0.5mm。

作为优选而非限定，所述电磁铁6只用其中N极或S极靠近磁性芯片7。

作为优选而非限定，所述磁性芯片7与所述编码器线路板3电连接。

作为优选而非限定，所述编码器线路板3内的编码器芯片的AD采样位数为14位，转化成数字量后通过SPI口输出。

具体来说，电机1旋转带动减速齿轮组22减速旋转，减速齿轮组22输出轴23带动电磁铁6同步旋转，而磁性芯片7通过感应电磁铁6的变化来判定电机1滚珠丝杆的行程位置变化，并可以记录和保存滚珠丝杆行程位置变化的极限位置点，进而通过该编码器保存的数据限定纠偏执行器的行程范围，避免纠偏执行器上滚珠丝杆螺母与机械限位硬接触，从而保护了滚珠丝杆，也保护了电机1和电机驱动装置，以免被机械限位卡住而堵转烧坏；另外该纠偏系统非接触式磁性定位编码器是安装在电机1的尾端，结构紧凑，占用空间小，并且整个磁性定位编码器拆装非常方便。

磁性芯片工作原理为：利用磁电阻效应，磁性芯片7内部的通电导体载流子或者半导体载流子因受到电磁铁6洛仑磁力的作用，其运动轨迹发生偏转或产生螺旋运动，从而导致物质内部的电位差发生变化(宏观表现为随着外磁场的变化，磁性芯片内部的电磁阻值也发生相应的变化)，进而传导一种信号给到编码器线路板3，编码器线路板3处理该种信号，包括记录、保存信号，同时也可以根据需要进行编码，反过来限制输出轴23端部电磁铁6的转动，进而限制电机转轴5以及电机1滚珠丝杆的运动，使电机1的滚珠丝杆在设定的行程范围内一直做循环往复的运动，达到我们所需要的目的，即通过这种非接触性磁力定位编码器限制滚珠丝杆的行程范围。通过这种方式对电机滚珠丝杆运动行程进行限制可以达到很高的限位精度。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。