一种行星齿轮结构的磁电绝对式编码器的制作方法

本发明涉及的是编码器领域,具体的说涉及一种行星齿轮结构的磁电绝对式编码器，该编码器通过行星齿轮组的结构实现多圈编码器的功能。

背景技术：

编码器是将角度或位移信息转换成电气信号进行传输、通信的装置。编码器主要分为绝对式和增量式两种。相对于增量式旋转编码器而言，绝对式旋转编码器无需计数、位置数据唯一，而单圈绝对式编码器只能反映一圈内的位置，无法记录多圈的位置数据。市面上的电子多圈绝对式编码器依靠低功耗器件实现断电条件下对多圈数据的记忆，再次上电后读取单圈和多圈的位置数据，组合后发送给上位机。受电池容量限制，产品的耐用性、可靠性低。而齿轮光电多圈编码器，利用齿轮减速配比，光栅和齿轮固定，通过光栅采集多圈位置数据，安装难度高、成本高、防尘效果差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服电子多圈编码器使用时间受限和齿轮光电多圈编码器造价高、调试难度高、耐用性差的缺点，提供一种行星齿轮结构的磁电绝对式编码器，该编码器使用行星齿轮的结构完成特定的减速比，仅使用一枚磁电芯片便可以检测单圈和多圈位置，实现机械多圈编码器的功能，此发明具有成本低、易安装、可靠性高、耐用性好等优点。

本发明的目的是这样实现的，该编码器包括编码器主轴、主体、支柱、电路板、磁铁、磁铁托和行星齿轮箱，编码器主轴通过轴承结构与主体固定，行星齿轮箱嵌入进主体内、齿轮圈与主体紧密配合；编码器主轴与行星齿轮箱中的第一层太阳齿轮紧密配合，动力由此输入，行星齿轮箱的输出轴上紧密配合磁铁托，磁铁托上安放有磁铁，电路板通过支柱与主体固定，在磁铁正上方的电路板上带有高精度磁电芯片用来检测位置，磁电芯片与磁铁相距1mm左右，且平面与磁铁平面平行。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、本发明该编码器使用行星齿轮的结构完成特定的减速比，仅使用一枚磁电芯片便可以检测单圈和多圈位置，实现机械多圈编码器的功能。

2、本发明通过行星齿轮组的结构实现多圈编码器的功能，使用金属齿轮经久耐用，相比现有钟表式布局的齿轮结构体积更小，有效减少齿轮传动误差，结构新颖、成本低、防护等级高，更适合复杂的工况环境。

3、本发明还具有成本低、易安装、可靠性高、耐用性好等优点。

附图说明

图1为本发明行星齿轮磁电绝对式编码器结构示意图。

图2为本发明图1中行星齿轮箱结构分解示意图。

附图标记说明:编码器主轴1、主体2、支柱3、电路板4、磁铁5、磁铁托6、齿轮箱下盖7、齿圈8、垫片9、第一层行星齿轮10、第一层行星齿轮11、第一层行星齿轮12、第一层太阳齿轮13、第一层行星架17、第二层行星齿轮14、第二层行星齿轮15、第二层行星齿轮16、第二层行星架18、第三层行星齿轮19、第三层行星齿轮20、第三层行星齿轮21、第三层行星架28、第一螺丝22、第二螺丝23、第三螺丝24、第四螺丝25、齿轮箱上盖26、轴承27；行星齿轮箱a。

具体实施方式

结合附图详细说明本发明的结构组成及工作原理：

如图1所示：一种行星齿轮结构的磁电绝对式编码器，该编码器包括编码器主轴1、主体2、支柱3、电路板4、磁铁5、磁铁托6和行星齿轮箱a，所述主轴1通过轴承结构与主体2固定，行星齿轮箱a嵌入进主体2内、齿轮圈与主体2紧密配合；所述编码器主轴1与行星齿轮箱a中的第一层太阳齿轮13紧密配合，动力由此输入，所述行星齿轮箱a的输出轴上紧密配合磁铁托6，磁铁托6上安放有磁铁5，所述电路板4通过支柱3与主体2固定，在磁铁5正上方的电路板4上带有高精度磁电芯片用来检测位置，磁电芯片与磁铁相距1mm左右，且平面与磁铁5平面平行，保证磁电芯片数据的有效性和线性度。仅通过一枚磁电芯片便可以记录单圈和多圈数据，以64:1的减速比为例，编码器主轴1旋转64圈，磁铁5旋转1圈，磁芯片为14位数据，则数据后8位为单圈位数，数据前6位为多圈位数。不同的减速比搭配不同的磁芯片可以实现不同的单圈多圈数据检测。

由附图2所示：所述行星齿轮箱a包括齿轮箱下盖7、齿圈8、垫片9、第一行星齿轮10、第二行星齿轮11、第三行星齿轮12、第一太阳齿轮13、第一层行星架17、第三太阳齿轮17-1、第四行星齿轮14、第五行星齿轮15、第六行星齿轮16、第二层行星架18、第三太阳齿轮18-1、第七行星齿轮19、第八行星齿轮20、第九行星齿轮21、第三层行星架28、第一螺丝22、第二螺丝23、第三螺丝24、第四螺丝25、齿轮箱上盖26和轴承27。

所述第一行星齿轮10、第二行星齿轮11、第三行星齿轮12、第一太阳齿轮13构成第一层行星齿轮组、被设置在第一层行星架17上，所述第一太阳齿轮13与编码器主轴1紧密固定作为主动件和动力输入，第一太阳齿轮13与第一行星齿轮10、第二行星齿轮11和第三行星齿轮12啮合，第一行星齿轮10、第二行星齿轮11和第三行星齿轮12沿齿圈8转动。

所述第四行星齿轮14、第五行星齿轮15、第六行星齿轮16构成第二层行星齿轮组、被设置在第二层行星架18上，设置在第一层行星架17中心一侧的第二太阳齿轮17-1与第四行星齿轮14、第五行星齿轮15和第六行星齿轮16啮合，所述第四行星齿轮14、第五行星齿轮15和第六行星齿轮16沿齿圈8转动。

所述第七行星齿轮19、第八行星齿轮20和第九行星齿轮21构成第三层行星齿轮组、被设置在第三层行星架28上，设置在第二层行星架18中心一侧的第三太阳齿轮18-1与第七行星齿轮19、第八行星齿轮20和第九行星齿轮21啮合，所述第七行星齿轮19、第八行星齿轮20和第九行星齿轮21沿齿圈8转动。

所述第一层行星齿轮组、第二层行星齿轮组和第三层行星齿轮组沿轴向依次设置，第一层行星齿轮组与齿轮箱下盖7之间设置有不锈钢垫片9用来减少齿轮与下盖的摩擦。

所述第一螺丝22、第二螺丝23、第三螺丝24和第四螺丝25穿过齿轮箱上盖26和齿圈8与齿轮箱下盖7紧固，将所有行星齿和行星支架密封到一起，避免齿轮上下窜动。注入润滑脂，减少齿轮间的摩擦，延长使用寿命。

所述第一太阳齿轮13与编码器主轴1紧密固定作为主动件和动力输入，当编码器主轴1旋转时，第一太阳齿轮13会带动与其啮合的第一行星齿轮10、第二行星齿轮11和第三行星齿轮12，使其沿齿圈8转动。第一层行星齿轮组转动的同时又会带动第一层行星架17转动，在第一层行星架17的中心另一侧有一第二太阳齿轮17-1并与第一层行星架17一体，通过第二太阳齿轮17-1便可驱动第四行星齿轮14、第五行星齿轮15和第六行星齿轮16。以此类推第三层行星架28作为行星齿轮箱a的输出轴便可以转动，第三层行星架28与轴承27紧密配合，轴承27与齿轮箱上盖26紧密配合，第三层行星架28与齿轮箱上盖保持同轴，大大减小旋转过程中的径向位移，提高了检测精度。

以上描述了本发明的具体实施方法和技术方案，所述结构及原理均用作示例，文中未详细描述的内容属于本领域专业人员公知的现有技术，本领域技术人员在遵循本发明原理的条件下，可以对实施方式进行变更，但变更属本发明的保护范围。