工程机械用编码器及电气设备制造技术

本申请公开了工程机械用编码器，包括底座、连接套、磁环以及磁感应元件，所述底座上设置有沉孔，所述磁环套设固定在连接套上，所述沉孔用于容纳连接套及磁环，且连接套及磁环不与沉孔的孔壁接触，所述磁感应元件直接或间接设置于所述的底座上，且磁环与磁感应元件分别位于底座的两侧，所述磁感应元件有多个，且所述磁感应元件围绕着所述磁环分布。本实用新型专利技术具有如下有益效果：实现了非接触式测量角度，提高系统抗震性，增加可靠性。通过螺母结构，防止磁环松动。本申请还公开了一种使用上述工程机械编码器的电气设备。机械编码器的电气设备。机械编码器的电气设备。

【技术实现步骤摘要】
工程机械用编码器及电气设备


[0001]本技术涉及一种磁编码器，以及安装该磁编码器的电气设备，尤其涉及一种工程机械用磁编码器及电气设备。

技术介绍

[0002]在工程机械吊舱机构的旋转驱动中，由于蜗轮蜗杆具有传动比大、承载扭矩高，更具有自锁功能等特点，目前得到广泛的应用。电机通过驱动蜗杆带动涡轮旋转，从而驱动吊舱机构旋转。在测量吊舱旋转角度时，通常通过测量蜗杆的旋转角度，通过减速比计算涡轮旋转角度。目前通行的方案是，蜗杆尾端旋转伸出轴连接弹性联轴器，联轴器另一侧连接编码器输出轴。设置编码器安装座，编码器法兰固定在编码器安装座上，编码器安装座固定在蜗杆外壳体(即工程机械吊舱)上。由于蜗轮蜗杆传动扭矩负载大，运行振动大，而这种检测传动为接触式连接，对编码器轴承寿命，信号稳定性有不利的影响，同时需要一个较大的防水防尘保护罩保护编码器及连接部分，体积大，成本高。另一方面，吊舱旋转机构需要测量绝对角度，断电后绝对角度需要存储，而蜗轮蜗杆传动比例大，蜗杆旋转多圈，涡轮才旋转一圈，因此目前常用机械多圈绝对值编码器，编码器昂贵。

技术实现思路

[0003]本技术针对上述问题，提出了一种工程机械用编码器。
[0004]本技术采取的技术方案如下：
[0005]一种工程机械用编码器，包括底座、连接套、磁环以及磁感应元件，所述底座上设置有沉孔，所述磁环套设固定在连接套上，所述沉孔用于容纳连接套及磁环，且连接套及磁环不与沉孔的孔壁接触，所述磁感应元件直接或间接设置于所述的底座上，且磁环与磁感应元件分别位于底座的两侧，所述磁感应元件有多个，且所述磁感应元件围绕着所述磁环分布。
[0006]本种编码器实施方法如下，首先将连接套(连带着粘接好的磁环一起)固定到工程机械的蜗杆尾端伸出轴上，而后再将底座固定在工程机械上，并且使得工程机械的蜗杆尾端伸出轴、连接套以及磁环均位于沉孔内，蜗杆、连接套以及磁环均不与沉孔的孔壁接触，所以当工程机械上的蜗杆转动时，蜗杆转动带动磁环跟着转动，而磁环转动会被磁感应元件感应到，由于工程机械的蜗杆尾端伸出轴、连接套以及磁环均不跟沉孔的孔壁接触，所以工程机械蜗杆的振动不会传递给底座上，而由于蜗杆转动时会带动磁环一并转动，而磁环的转动可以被磁感应元件感应到输出正弦电压信号，所以本技术编码器实际是一种非接触式编码器，实现了非接触式测量角度，提高系统抗震性，增加可靠性。与蜗杆尾端伸出轴固定的连接套采用内螺纹连接，通过螺母结构，防止磁环松动。当然，通过顶丝或者胶粘接也是可选的实施方案。
[0007]可选的，还包括电路板、单片机和存储单元，所述电路板设置于底座上，所述磁感应元件与所述电路板上的单片机电连接，所述存储单元与单片机电连接，且电路板置于底
座腔体内。
[0008]为实现单圈实时角度测量和多圈计数，以及多圈掉电记忆，本技术方案为：磁环采用单对极磁环，当磁环随蜗杆旋转时，磁感应元件输出正弦电压信号，单片机接收正弦信号，通过ADC转换，滤波及误差修正后，输出单圈绝对角度位置信息。采用存储单元是记录实时圈数数据，当单圈从零角度到最大角度之间跳变时，圈数累加或减一。为实现断电记忆，需要实时存储瞬间掉电多圈数据，本案采用改进电源供电方式，即单片机供电通过电源输入端接入一个整流二极管，二极管后增加储能电容，在二极管前端，即电源输入口，分压后接入单片机AD口采样，当编码器断电后，单片机检测电源输入口电压跌落，而电容存储能量维持单片机持续工作一段时间，期间存储多圈计数数据。由于蜗轮蜗杆传动具有自锁功能，在系统断电后涡轮蜗杆不会转动位置，因此再次上电绝对位置不变。
[0009]可选的，磁环采用长高度磁环，使磁环在蜗杆轴向窜动时，磁感应元件的磁敏检测部位，均落在磁环的有效磁场范围内，保证测量信号的稳定性。
[0010]可选的，所述底座上设置有安装通孔，所述安装通孔有多个，且安装通孔围绕着底座外侧圆周均布。
[0011]设置安装通孔是为了便于借助螺栓或者螺钉将底座安装到工程机械上。
[0012]可选的，所述底座上设置有所述连接片，所述安装通孔位于所述连接片上。
[0013]可选的，所述底座上开设有环沉槽和环凸台，所述环沉槽、环凸台与所述沉孔位于底座的同一侧，所述环凸台位于环沉槽与沉孔之间
[0014]可选的，还包括胶圈，所述胶圈设置于所述环沉槽内。
[0015]在底座上开设环沉槽，并且在环沉槽内设置胶圈，这样当底座安装到工程机械上之后，胶圈的存在可以确保二者之间配合的密闭性，防止水渗透进去。而环凸台是为和蜗杆外壳止口同轴配合。确保磁环与圆周分布的磁感应元件气息均匀。
[0016]可选的，还包括端盖，所述端盖可拆卸地与所述底座配合在一起，所述底座与端盖之间形成了密闭的容纳腔，电路板与磁感应元件位于容纳腔内，所述磁环以及连接套位于容纳腔外。底座与端盖之间的容纳腔灌封有固态胶体，所述电路板和磁感应元件被固态胶体覆盖。
[0017]容纳腔的作用是对电路板以及磁感应元件起到保护作用，以及确保圆周分布的磁感应元件，在径向与磁环等间距。壳体内侧沉孔采用盲孔方式，通过容纳腔灌封胶体，保护线路板和磁感应元件等，防止水进入线路板，以及水通过沉孔进入磁环室，达到非常高的防护等级。而端盖采用导磁材料，罩住磁感应元件，起到外部干扰磁场的屏蔽效果，提高测量精度和准确性。
[0018]可选的，所述端盖与底座通过螺钉配合在一起。
[0019]可选的，所述底座上设置有支撑柱，所述支撑柱上开设有螺孔。
[0020]支撑柱的作用一则是起到支撑端盖的作用，二则螺孔开设在支撑柱上，这样当端盖与底座固定在一起之后，螺钉的一部分位于支撑柱内，这样不会降低底座的支撑强度。
[0021]可选的，还包括穿线软套，所述穿线软套卡夹于所述端盖与底座之间。
[0022]因为电路板是连接有线缆的，为了便于线缆穿梭进出容纳腔，所述在底座与端盖之间设置穿线软套，线缆通过穿线软套进入容纳腔，对线缆起到一定的保护作用。
[0023]一种安装有如上所述工程机械用编码器的电气设备，其特征在于，包括电机、蜗
轮、蜗杆、第一轴承、第二轴承和壳体，所述蜗杆通过第一轴承和第二轴承设置于壳体内，所述电机安装于第一轴承一侧壳体，通过联轴器与蜗杆连接，所述工程机械用编码器安装于第二轴承一侧，所述蜗杆与涡轮啮合。
[0024]可选的，所述工程机械用编码器的连接套固定在蜗杆伸出轴上，所述磁环固定在所述连接套上，所述磁编码器的底座通过环凸台与所述壳体配合，所述胶圈与壳体表面密封配合，所述环凸台与磁环同轴，所述磁环落入磁编码器的沉孔内。
[0025]本技术的有益效果是：实现了非接触式测量角度，提高系统抗震性，增加可靠性。通过螺母结构，防止磁环松动。采用全密封结构，提高编码器安装后整体防水等级。通过改进的供电电路和设置存储单元，实现多圈计数和掉电后多圈存储。
附图说明：
[0026]图1是工程机械用编码器示意简图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程机械用编码器，其特征在于，包括底座、连接套、磁环以及磁感应元件，所述底座上设置有沉孔，所述磁环套设固定在连接套上，所述沉孔用于容纳连接套及磁环，且连接套及磁环不与沉孔的孔壁接触，所述磁感应元件直接或间接设置于所述的底座上，且磁环与磁感应元件分别位于底座腔体内壁的两侧，所述磁感应元件有多个，且所述磁感应元件围绕着所述磁环分布。2.如权利要求1所述的工程机械用编码器，其特征在于，还包括电路板、单片机和存储单元，所述电路板设置于底座腔体内，所述磁感应元件与所述电路板上的单片机电连接，所述存储单元与单片机电连接。3.如权利要求1所述的工程机械用编码器，其特征在于，所述底座上设置有安装通孔和连接片，所述安装通孔和连接片有多个，所述安装通孔位于所述连接片上，所述连接片围绕着底座外侧圆周均布。4.如权利要求1所述的工程机械用编码器，其特征在于，所述底座上开设有环沉槽和环凸台，所述环沉槽、环凸台与所述沉孔位于底座的同一侧，所述环凸台位于环沉槽与沉孔之间。5.如权利要求4所述的工程机械用编码器，其特征在于，还包括胶圈，所述胶圈设置于所述环沉槽内。6.如权利要求1所述的工程机械用编码器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海苗，沈新军，吴海刚，赵潇雨，
申请(专利权)人：杭州辰控智能控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：