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    • 专利摘要:
    本实用新型涉及一种磁电编码盘和制动器，包括编码盘和控制模块，编码盘为可转动地设置，控制模块安装在靠近编码盘的一侧面，编码盘包括第一检测扇区、第二检测扇区和第三检测扇区，第一检测扇区和第三检测扇区均设置有一个内编码道和一个外编码道，第二检测扇区设置有一个内编码道、一个中编码道和一个外编码道，针对现有识别精度低的技术问题，本实用新型突破了传统磁电编码器测量精度低的瓶颈。
    公开号:CN214333828U
    申请号:CN202120439129.8U
    申请日:2021-03-01
    公开日:2021-10-01
    发明作者:李孙庭
    申请人:Zhejiang Best Damping System Co ltd；
    IPC主号:G01D5-249
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及磁电测量与传感技术领域，具体涉及一种磁电编码盘和制动器。
    [n0002] 绝对式磁电编码器用于绝对角的高精度测量。传统的绝对式磁电编码器采用基于格雷码的磁电编码盘，利用磁敏元件透射发出的磁电信号直接形成读数，可精准定位当前转轴位置。编码盘可采用玻璃或金属材料制成，采用玻璃时，通过在编码盘上设置不透磁区域形成码道，采用金属时，利用多个镂空的透射形成。
    [n0003] 磁电编码装置的分辨率为2n，n表示该编码器编码盘内的码道数量。可见，码道数量越多，分辨率就越高，8位磁电编码器的第1位码道一般在128-256个编码区。为了提供检测精度到1°以内的磁电编码盘，现有技术采取的方法一般是采用6-7个甚至8个码道实现，这对磁电编码盘的加工要求非常高，对外层码道的制造工艺要求严苛。
    [n0004] 另一方面，在应用于车辆制动磨损件的磨损程度检测上，从零磨损到完全磨损往往只需要用到100°的检测角，大部分面积并未得以有效使用。
    [n0005] 本实用新型针对现有技术中的缺点，提供了一种磁电编码盘和制动器，具有减小测量误差、体积小的优点，突破了传统磁电编码器测量精度低的瓶颈。
    [n0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
    [n0007] 一种磁电编码盘，包括编码盘和控制模块，所述编码盘为可转动地设置，所述控制模块安装在靠近编码盘的一侧面，所述编码盘包括第一检测扇区、第二检测扇区和第三检测扇区，所述第一检测扇区和第三检测扇区均设置有一个内编码道和一个外编码道，所述第二检测扇区设置有一个内编码道、一个中编码道和一个外编码道，所述编码道上设有N极和S极交错分布的编码区，所述第一检测扇区内编码道交错设有15个N极编码区和15个S极编码区，所述第一检测扇区外编码道交错设有30个N极编码区和29个S极编码区；所述第二检测扇区内编码道交错设有4个N极编码区和4个S极编码区，所述第二检测扇区中编码道交错设有1个N极编码区和1个S极编码区，所述第二检测扇区外编码道交错设有2个N极编码区和3个S极编码区；所述第三检测扇区内编码道交错设有50个N极编码区和49个S极编码区，所述第三检测扇区外编码道交错设有8个N极编码区和8个S极编码区，所述控制模块包括七个传感器，分别为传感器一、传感器二、传感器三、传感器四、传感器五、传感器六和传感器七，分别对应七个编码道设置。
    [n0008] 可选的，所述第一检测扇区内编码道S极编码区分为14个大区和1个小区，且S极编码区小区排列于S极编码区大区之后，S极编码区大区之间为N极编码区，S极编码区大区和S极编码区小区之间为N极编码区，且所述第一检测扇区内编码道S极编码区大区为4°，小区为2°，所述第一检测扇区内编码道N极编码区为4°；所述第一检测扇区外编码道N极编码区和S极编码区均为2°，其中，所述传感器一位于第一检测扇区外编码道一侧；所述传感器二位于第一检测扇区内编码道一侧。
    [n0009] 可选的，所述第二检测扇区内编码道交错设置为23°的N极编码区、16°的S极编码区、 11°的N极编码区、9°的S极编码区、28°的N极编码区、16°的S极编码区、4°的N 极编码区、11°的S极编码区；所述第二检测扇区中编码道N极编码区和S极编码区均为 59°；所述第二检测扇区外编码道S极编码区分为小区、中区和大区，S极编码区小区和大区之间、大区和中区之间均为N极编码区，所述第二检测扇区外编码道S极编码区小区为7°，大区为32°，中区为15°，N极编码区为32°，其中，所述传感器三位于第二检测扇区内编码道一侧；所述传感器四位于第二检测扇区中编码道一侧；所述传感器五位于第二检测扇区外编码道一侧。
    [n0010] 可选的，所述第三检测扇区外编码道S极编码区分为大区和小区，N极编码区分为大区和小区，且按照顺时针方向，起始编码区为N极编码区小区，终止编码区为S极编码区小区， N极编码区小区和大区之间为S极编码区大区，且所述第三检测扇区外编码道S极编码区大区为8°，小区为6°，N极编码区大区为8°，小区为6°；所述第三检测扇区内编码道按照顺时针计算可依次分为一区、二区、三区、二区、四区、五区、六区、七区、六区、二区、三区、二区、八区、七区和九区，所述第三检测扇区内编码道一区为按照5°N极编码区、2° S极编码区和4°N极编码区顺序排列，二区为按照1°S极编码区和1°N极编码区顺序交错排列，且共设6个1°S极编码区和6个1°N极编码区，三区为按照2°S极编码区和2° N极编码区顺序排列，四区为1个3°S极编码区，五区为按照1°N极编码区和1°S极编码区顺序交错排列，且共设9个1°N极编码区和9个1°S极编码区，六区为1个3°N极编码区，七区为按照1°S极编码区和1°N极编码区顺序交错排列，且共设5个1°S极编码区和4个1°N极编码区，八区为按照3°S极编码区、1°N极编码区、2°S极编码区和 2°N极编码区顺序排列，九区为1个4°N极编码区，其中，所述传感器六位于第三检测扇区外编码道一侧；所述传感器七位于第三检测扇区内编码道一侧。
    [n0011] 可选的，所述控制模块还包括主控单元、转化模块和显示模块，所述转化模块和显示模块均与主控单元电性连接。
    [n0012] 可选的，所述转化模块包括放大器和模数转换器，所述放大器用于将七个传感器采集到的信号幅值放大至预设采样范围，所述模数转换器用于将幅值放大后的模拟信号转换成数字信号，所述显示模块为显示器，用于将转换后的数字信号进行显示。
    [n0013] 一种制动器，包括以上任意一项所述的一种磁电编码盘，还包括制动壳体、凸轮轴、电路板和压紧组件，所述电路板固定于制动壳体内，所述控制模块固定安装于电路板上，所述凸轮轴转动设置于制动壳体内，所述编码盘固定于凸轮轴上，所述压紧组件设置于凸轮轴内侧。
    [n0014] 可选的，所述压紧组件包括两组制动蹄、摩擦片、驱动器、衬套、蹄片轴和复位组件，两组制动蹄对称设置，且位于凸轮轴内侧，所述摩擦片设置于制动蹄上，所述驱动器设置于制动蹄的一端，所述衬套设置于制动蹄远离驱动器一端，所述蹄片轴固定于壳体内且贯穿衬套孔。
    [n0015] 可选的，所述驱动器为凸轮和滚轮，所述凸轮和滚轮滑动配合。
    [n0016] 可选的，所述复位组件为连接在两制动蹄上的拉簧。
    [n0017] 采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
    [n0018] 本实用新型通过利用三个扇区、七个码道大大减小了编码盘的体积，提高了编码盘信号采集的有效区域，通过设置七个霍尔元件进行数据采集，将二进制字符串提升到7位，提高了编码盘的测量精度。
    [n0019] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
    [n0020] 图1为本实用新型实施例提出的一种磁电编码盘和制动器的结构示意图；
    [n0021] 图2为本实用新型实施例提出的一种磁电编码盘和制动器编码盘的结构示意图；
    [n0022] 图3为本实用新型实施例提出的一种磁电编码盘和制动器编码盘三个检测扇区位置示意图；
    [n0023] 图4为本实用新型实施例提出的一种磁电编码盘和制动器二进制字符串输出流程图。
    [n0024] 下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
    [n0025] 实施例1
    [n0026] 一种磁电编码盘，包括编码盘1和控制模块，编码盘1为可转动设置，控制模块安装在靠近编码盘1的一侧面。
    [n0027] 编码盘1包括第一检测扇区、第二检测扇区和第三检测扇区，第一检测扇区和第三检测扇区均设置有一个内编码道和一个外编码道，第二检测扇区设置有一个内编码道、一个中编码道和一个外编码道，编码道上设有N极和S极交错分布的编码区，第一检测扇区外编码道交错设有30个N极编码区和29个S极编码区，且第一检测扇区外编码道N极编码区和S极编码区均为2°，控制模块包括七个传感器，分别为传感器一4、传感器二5、传感器三6、传感器四7、传感器五8、传感器六9和传感器七10，分别对应七个编码道设置，传感器一4 位于第一检测扇区外编码道一侧，具体地，位于外编码道顺时针计算的第一个N极编码区0°一侧。
    [n0028] 当编码盘1逆时针转动时，七个传感器检测的区间为1°，且七个传感器所在位置检测到编码盘1的编码区为S极编码区时，输出第一种信号，当七个传感器所在位置检测到编码盘1的编码区为N极编码区时，则输出第二种信号，从而传感器一4根据第一检测扇区外编码道的N极编码区和S极编码区的排布，依次输出编码盘1旋转每一个角度后的信号。
    [n0029] 第一检测扇区内编码道交错设有15个N极编码区和15个S极编码区，第一检测扇区内编码道S极编码区分为14个大区和1个小区，且S极编码区小区排列于S极编码区大区之后，S极编码区大区之间为N极编码区，S极编码区大区和S极编码区小区之间为N极编码区，第一检测扇区内编码道S极编码区大区为4°，小区为2°，第一检测扇区内编码道N 极编码区为4°，传感器二5位于第一检测扇区内编码道一侧，具体地，位于内编码道顺时针计算的第一个N极编码区0°一侧。
    [n0030] 传感器二5的输出方式与传感器一4输出方式相同，即检测到S极编码区输出第一种信号，检测到N极编码区输出第二种信号，从而传感器二5根据第一检测扇区内编码道的N极编码区和S极编码区的排布，依次输出编码盘1旋转每一个角度后的信号。
    [n0031] 第二检测扇区内编码道交错设有4个N极编码区和4个S极编码区，第二检测扇区内编码道交错设置为23°的N极编码区、16°的S极编码区、11°的N极编码区、9°的S极编码区、28°的N极编码区、16°的S极编码区、4°的N极编码区、11°的S极编码区，传感器三6位于第二检测扇区内编码道一侧，具体地位于内编码道23°N极编码区顺时针计算第2°一侧。
    [n0032] 传感器三6的输出方式与传感器一4输出方式相同，即检测到S极编码区输出第一种信号，检测到N极编码区输出第二种信号，从而传感器三6根据第二检测扇区内编码道的N极编码区和S极编码区的排布，依次输出编码盘1旋转每一个角度后的信号。
    [n0033] 第二检测扇区中编码道交错设有1个N极编码区和1个S极编码区，第二检测扇区中编码道N极编码区和S极编码区均为59°，传感器四7位于第二检测扇区中编码道一侧，具体地位于N极编码区顺时针第2°一侧。
    [n0034] 传感器四7的输出方式与传感器一4输出方式相同，即检测到S极编码区输出第一种信号，检测到N极编码区输出第二种信号，从而传感器四7根据第二检测扇区中编码道的N极编码区和S极编码区的排布，依次输出编码盘1旋转每一个角度后的信号。
    [n0035] 第二检测扇区外编码道交错设有2个N极编码区和3个S极编码区，第二检测扇区外编码道S极编码区分为小区、中区和大区，S极编码区小区和大区之间、大区和中区之间均为N极编码区，第二检测扇区外编码道S极编码区小区为7°，大区为32°，中区为15°，N 极编码区为32°，传感器五8位于第二检测扇区外编码道一侧，具体地位于S极编码区小区顺时针第2°一侧。
    [n0036] 传感器五8的输出方式与传感器一4输出方式相同，即检测到S极编码区输出第一种信号，检测到N极编码区输出第二种信号，从而传感器五8根据第二检测扇区外编码道的N极编码区和S极编码区的排布，依次输出编码盘1旋转每一个角度后的信号。
    [n0037] 第三检测扇区外编码道交错设有8个N极编码区和8个S极编码区，第三检测扇区外编码道S极编码区分为大区和小区，N极编码区分为大区和小区，且按照顺时针方向，起始编码区为N极编码区小区，终止编码区为S极编码区小区，N极编码区小区和大区之间为S极编码区大区，第三检测扇区外编码道S极编码区大区为8°，小区为6°，N极编码区大区为 8°，小区为6°，传感器六9位于第三检测扇区外编码道一侧，具体的位于N极编码区小区顺时针第4°一侧。
    [n0038] 传感器六9的输出方式与传感器一4输出方式相同，即检测到S极编码区输出第一种信号，检测到N极编码区输出第二种信号，从而传感器六9根据第三检测扇区外编码道的N极编码区和S极编码区的排布，依次输出编码盘1旋转每一个角度后的信号。
    [n0039] 第三检测扇区内编码道交错设有50个N极编码区和49个S极编码区，第三检测扇区内编码道按照顺时针计算可依次分为一区、二区、三区、二区、四区、五区、六区、七区、六区、二区、三区、二区、八区、七区和九区，第三检测扇区内编码道一区为按照5°N极编码区、2°S极编码区和4°N极编码区顺序排列，二区为按照1°S极编码区和1°N极编码区顺序交错排列，且共设6个1°S极编码区和6个1°N极编码区，三区为按照2°S极编码区和2°N极编码区顺序排列，四区为1个3°S极编码区，五区为按照1°N极编码区和 1°S极编码区顺序交错排列，且共设9个1°N极编码区和9个1°S极编码区，六区为1 个3°N极编码区，七区为按照1°S极编码区和1°N极编码区顺序交错排列，且共设5个 1°S极编码区和4个1°N极编码区，八区为按照3°S极编码区、1°N极编码区、2°S极编码区和2°N极编码区顺序排列，九区为1个4°N极编码区，传感器七10位于第三检测扇区内编码道一侧，具体的位于一区5°N极编码区顺时针第4°一侧。
    [n0040] 传感器七10的输出方式与传感器一4输出方式相同，即检测到S极编码区输出第一种信号，检测到N极编码区输出第二种信号，从而传感器七10根据第三检测扇区内编码道的N 极编码区和S极编码区的排布，依次输出编码盘1旋转每一个角度后的信号，七个传感器均为霍尔元件。
    [n0041] 控制模块包括主控单元，编码盘1在旋转过程中，七个霍尔元件会将检测到的信号传输给主控单元。
    [n0042] 控制模块还包括转化模块和显示模块，转化模块和显示模块均与主控单元电性连接，转化模块包括放大器和模数转换器，放大器用于将七个霍尔元件采集到的信号幅值放大至预设采样范围，模数转换器用于将幅值放大后的模拟信号转换成数字信号，从而编码盘1每转动 1°，七个霍尔元件检测到的信号会通过放大器和模数转换器，并输出为七位数的二进制字符串。
    [n0043] 显示模块为显示器，用于将转换后的数字信号进行显示，七位数的二进制字符串会通过显示器进行显示，从而完成编码盘1的精度测量动作。
    [n0044] 表1检测扇区对应的格雷码如图2所示，图2中的阴影部分为S极编码区，霍尔元件输出为1
    [n0045] 基准角 1 2 3 4 5 6 7 1° 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 3° 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 9° 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 16° 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 20° 1 0 0 0 0 1 1
    [n0046] 实施例2
    [n0047] 一种制动器，包括以上任意一项所述的一种磁电编码盘，还包括制动壳体2、凸轮轴11、电路板3和压紧组件，电路板3固定于制动壳体2内，控制模块固定安装于电路板3上，凸轮轴11转动设置于制动壳体2内，编码盘1固定于凸轮轴11上，压紧组件设置于凸轮轴11内侧，从而通过凸轮轴11的转动带动编码盘1转动。
    [n0048] 压紧组件包括两组制动蹄、摩擦片、驱动器、衬套、蹄片轴和复位组件，两组制动蹄对称设置，且位于凸轮轴11内侧，摩擦片设置于制动蹄上，驱动器设置于制动蹄的一端，衬套设置于制动蹄远离驱动器一端，蹄片轴固定于壳体内且贯穿衬套孔，驱动器为凸轮和滚轮，凸轮和滚轮滑动配合，复位组件为连接在两制动蹄上的拉簧，可通过转动凸轮从而带动滚轮使得两组制动蹄的一端做相反运动，并带动摩擦片对凸轮轴11内侧进行抵紧，使得凸轮轴 11停止转动，一次达到制动作用，并通过拉簧带动两组制动蹄复位。
    [n0049] 此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
    权利要求:
    Claims (10)
    [0001] 1.一种磁电编码盘，其特征在于，包括编码盘和控制模块，所述编码盘为可转动地设置，所述控制模块安装在靠近编码盘的一侧面，所述编码盘包括第一检测扇区、第二检测扇区和第三检测扇区，所述第一检测扇区和第三检测扇区均设置有一个内编码道和一个外编码道，所述第二检测扇区设置有一个内编码道、一个中编码道和一个外编码道，所述编码道上设有N极和S极交错分布的编码区，所述第一检测扇区内编码道交错设有15个N极编码区和15个S极编码区，所述第一检测扇区外编码道交错设有30个N极编码区和29个S极编码区；所述第二检测扇区内编码道交错设有4个N极编码区和4个S极编码区，所述第二检测扇区中编码道交错设有1个N极编码区和1个S极编码区，所述第二检测扇区外编码道交错设有2个N极编码区和3个S极编码区；所述第三检测扇区内编码道交错设有50个N极编码区和49个S极编码区，所述第三检测扇区外编码道交错设有8个N极编码区和8个S极编码区，所述控制模块包括七个传感器，分别为传感器一、传感器二、传感器三、传感器四、传感器五、传感器六和传感器七，分别对应七个编码道设置。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的一种磁电编码盘，其特征在于，所述第一检测扇区内编码道S极编码区分为14个大区和1个小区，且S极编码区小区排列于S极编码区大区之后，S极编码区大区之间为N极编码区，S极编码区大区和S极编码区小区之间为N极编码区，且所述第一检测扇区内编码道S极编码区大区为4°，小区为2°，所述第一检测扇区内编码道N极编码区为4°；所述第一检测扇区外编码道N极编码区和S极编码区均为2°，其中，所述传感器一位于第一检测扇区外编码道一侧；所述传感器二位于第一检测扇区内编码道一侧。
    [0003] 3.根据权利要求1所述的一种磁电编码盘，其特征在于，所述第二检测扇区内编码道交错设置为23°的N极编码区、16°的S极编码区、11°的N极编码区、9°的S极编码区、28°的N极编码区、16°的S极编码区、4°的N极编码区、11°的S极编码区；所述第二检测扇区中编码道N极编码区和S极编码区均为59°；所述第二检测扇区外编码道S极编码区分为小区、中区和大区，S极编码区小区和大区之间、大区和中区之间均为N极编码区，所述第二检测扇区外编码道S极编码区小区为7°，大区为32°，中区为15°，N极编码区为32°，其中，所述传感器三位于第二检测扇区内编码道一侧；所述传感器四位于第二检测扇区中编码道一侧；所述传感器五位于第二检测扇区外编码道一侧。
    [0004] 4.根据权利要求1所述的一种磁电编码盘，其特征在于，所述第三检测扇区外编码道S极编码区分为大区和小区，N极编码区分为大区和小区，且按照顺时针方向，起始编码区为N极编码区小区，终止编码区为S极编码区小区，N极编码区小区和大区之间为S极编码区大区，且所述第三检测扇区外编码道S极编码区大区为8°，小区为6°，N极编码区大区为8°，小区为6°；所述第三检测扇区内编码道按照顺时针计算可依次分为一区、二区、三区、二区、四区、五区、六区、七区、六区、二区、三区、二区、八区、七区和九区，所述第三检测扇区内编码道一区为按照5°N极编码区、2°S极编码区和4°N极编码区顺序排列，二区为按照1°S极编码区和1°N极编码区顺序交错排列，且共设6个1°S极编码区和6个1°N极编码区，三区为按照2°S极编码区和2°N极编码区顺序排列，四区为1个3°S极编码区，五区为按照1°N极编码区和1°S极编码区顺序交错排列，且共设9个1°N极编码区和9个1°S极编码区，六区为1个3°N极编码区，七区为按照1°S极编码区和1°N极编码区顺序交错排列，且共设5个1°S极编码区和4个1°N极编码区，八区为按照3°S极编码区、1°N极编码区、2°S极编码区和2°N极编码区顺序排列，九区为1个4°N极编码区，其中，所述传感器六位于第三检测扇区外编码道一侧；所述传感器七位于第三检测扇区内编码道一侧。
    [0005] 5.根据权利要求1所述的一种磁电编码盘，其特征在于，所述控制模块还包括主控单元、转化模块和显示模块，所述转化模块和显示模块均与主控单元电性连接。
    [0006] 6.根据权利要求5所述的一种磁电编码盘，其特征在于，所述转化模块包括放大器和模数转换器，所述放大器用于将七个传感器采集到的信号幅值放大至预设采样范围，所述模数转换器用于将幅值放大后的模拟信号转换成数字信号，所述显示模块为显示器，用于将转换后的数字信号进行显示。
    [0007] 7.一种制动器，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的磁电编码盘，还包括制动壳体、凸轮轴、电路板和压紧组件，所述电路板固定于制动壳体内，所述控制模块固定安装于电路板上，所述凸轮轴转动设置于制动壳体内，所述编码盘固定于凸轮轴上，所述压紧组件设置于凸轮轴内侧。
    [0008] 8.根据权利要求7所述的一种制动器，其特征在于，所述压紧组件包括两组制动蹄、摩擦片、驱动器、衬套、蹄片轴和复位组件，两组制动蹄对称设置，且位于凸轮轴内侧，所述摩擦片设置于制动蹄上，所述驱动器设置于制动蹄的一端，所述衬套设置于制动蹄远离驱动器一端，所述蹄片轴固定于壳体内且贯穿衬套孔。
    [0009] 9.根据权利要求8所述的一种制动器，其特征在于，所述驱动器为凸轮和滚轮，所述凸轮和滚轮滑动配合。
    [0010] 10.根据权利要求8所述的一种制动器，其特征在于，所述复位组件为连接在两制动蹄上的拉簧。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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