專利名稱：多轉(zhuǎn)編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多轉(zhuǎn)編碼器。
這樣的編碼器一方面應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊，另一方面應(yīng)具有很高的測(cè)量精度。在根據(jù)DE2817172C2的編碼器中，為獲得節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)，在輸入編碼盤的圓周面區(qū)域內(nèi)部設(shè)置了通過(guò)減速齒輪傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的角度模數(shù)變換編碼盤。掃描輸入編碼盤和為此被減速驅(qū)動(dòng)的角度模數(shù)變換編碼盤的傳感器件被設(shè)置在不同的印制電路板上。
在DE19534995A1所述的多轉(zhuǎn)編碼器中，掃描輸入編碼盤及為此被減速驅(qū)動(dòng)的編碼盤的傳感器件設(shè)置在一塊公共印制電路板的一側(cè)上。為了這樣做，被減速驅(qū)動(dòng)的編碼盤在空間上被設(shè)置在輸入編碼盤的旁邊，這增大了結(jié)構(gòu)尺寸并且由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)模塊式安裝而使安裝更困難。
該任務(wù)通過(guò)一個(gè)具有權(quán)利要求1的技術(shù)特征的裝置來(lái)完成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，輸入編碼載體的傳感器和為此被減速驅(qū)動(dòng)的編碼載體能通過(guò)已知的觸點(diǎn)接通方法在一個(gè)共同的步驟中被安置在一塊印制電路板的唯一表面上。
印制電路板的對(duì)置表面用于其它信號(hào)處理用構(gòu)件并能通過(guò)另一種方法來(lái)插裝。此外，至少盡可能地將編碼器的整個(gè)圓周面用于輸入編碼載體的編碼，由此可獲得取決于編碼器整個(gè)圓周面的最高角度分辨率。
本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了。


附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是多轉(zhuǎn)編碼器結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；圖2是多轉(zhuǎn)編碼器的呈分解視圖形式的透視圖；圖3是多轉(zhuǎn)部的磁性編碼載體的俯視圖；圖4是第二種多轉(zhuǎn)編碼器的橫截面示意圖；圖5是第三種多轉(zhuǎn)編碼器的橫截面示意圖。
輸入軸2可旋轉(zhuǎn)地支承在支承體1內(nèi)并且減速驅(qū)動(dòng)其它編碼載體10、11、12。在這里，在多轉(zhuǎn)部5中設(shè)有一個(gè)減速齒輪傳動(dòng)裝置20，在圖1中，以截面圖示出了其中的齒輪21、22。其它編碼載體10、11、12用來(lái)測(cè)量輸入軸2的轉(zhuǎn)速，其中每個(gè)其它編碼盤10、11、12通過(guò)減速齒輪傳動(dòng)裝置20被各前置的編碼載體10、11、12減速驅(qū)動(dòng)，為了掃描各編碼載體10、11、12，設(shè)有一個(gè)傳感器30，在圖中只能看到其中一個(gè)。為獲得節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)，編碼載體10、11、12至少基本上完全設(shè)置在輸入編碼盤3的圓周面區(qū)域內(nèi)。
編碼載體10、11、12的旋轉(zhuǎn)軸線D10、D11、D12與輸入軸2同心且平行地設(shè)置在一個(gè)共同平面內(nèi)。每個(gè)編碼載體是一個(gè)具有在圓周方向上交替設(shè)置的磁極(N-S)的磁鐵。在最簡(jiǎn)單的情況下，磁鐵10、11、12分別被設(shè)計(jì)成具有唯一的北極和南極的磁棒。圖3以俯視圖示出了這樣的磁鐵10。磁鐵10的磁場(chǎng)由一個(gè)磁敏傳感器30來(lái)檢測(cè)，它根據(jù)磁極N和S的角度位置產(chǎn)生和輸出電測(cè)量信號(hào)。此測(cè)量信號(hào)最好是一個(gè)與角度位置有關(guān)的數(shù)字串行代碼字。因此，每個(gè)傳感器30最好是一塊半導(dǎo)體基板，其上立體排列地集成有呈霍爾器件或磁阻件形式的多個(gè)磁敏傳感件，并且所述傳感器包括一個(gè)具有放大器和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的測(cè)定電路，以便在傳感器30的輸出端分別給出一個(gè)多位代碼數(shù)字，它表示所屬磁鐵10、11、12的絕對(duì)角度位置。
用來(lái)掃描輸入編碼盤3的傳感器8和用來(lái)檢測(cè)磁鐵10、11、12磁場(chǎng)的傳感器是半導(dǎo)體部件并被裝在印制電路板4的一個(gè)共同表面上并且被電接通。印制電路板4的表面40與輸入編碼盤3正相對(duì)。裝著磁鐵10、11、12的多轉(zhuǎn)部5與印制電路板4的另一表面41面對(duì)。印制電路板4的這個(gè)表面最好通過(guò)第一種方法來(lái)插裝，對(duì)置表面41則通過(guò)不同的第二種方法來(lái)插裝。光電傳感器8和磁敏傳感器30借助引線連接在表面40上被接通，用于傳感器8、30掃描信號(hào)的信號(hào)處理的電氣部件是SMD元件和并且它們安裝在表面41上。
印制電路板4至少在其裝載光電傳感器8和被緊固在支承體1上的區(qū)域內(nèi)被設(shè)計(jì)成是厚并因而穩(wěn)定的。在其中設(shè)有磁敏傳感器30的且用來(lái)掌握磁鐵10、11、12磁場(chǎng)的掃描區(qū)內(nèi)，印制電路板4的厚度減小了或它設(shè)有缺口。在圖1中，示出了其中一個(gè)成盲孔50形式的且被設(shè)計(jì)得較薄的區(qū)域，而在圖2中，示意地示出了用于其中一個(gè)磁鐵10、11、12的各盲孔50、51、52。這種措施的優(yōu)點(diǎn)是，磁敏傳感器30與磁鐵10、11、12之間的距離接近或甚至小于印制電路板4的厚度，從而能提高了質(zhì)量且特別是掃描信號(hào)的波幅。
通過(guò)一個(gè)共同的罩殼9使多轉(zhuǎn)部5、編碼盤3和印制電路板4不受環(huán)境影響。
在按照?qǐng)D1、2的實(shí)施例中，透射地掃描編碼盤3，但本發(fā)明也可被用在可如此反射掃描的編碼盤，即光源7也被設(shè)置在印制電路板4的表面40上并最好也在那里被接通。
如果第一編碼盤3設(shè)置在印制電路板4與磁鐵10、11、12之間，則可獲得一個(gè)比較緊湊的結(jié)構(gòu)。第一編碼盤3又可以由傳感器8以透射或反射的掃描方法來(lái)掃描。這兩種方法如圖4所示，在反射掃描法中，光源7在印制電路板4上位于傳感器8旁邊，而在透射掃描中，光源7位于輸入編碼盤3的另一側(cè)。所示傳感器8、30被安裝在印制電路板4的面對(duì)編碼盤3的表面40上。磁鐵10、11、12的磁場(chǎng)穿過(guò)編碼盤3到達(dá)在印制電路板4上的磁敏傳感器30，因而編碼盤由非鐵磁材料構(gòu)成。
在圖5中，示意地示出了第三實(shí)施例。作用相同的部件在這里仍用與前面例子相同的符號(hào)來(lái)表示。通過(guò)輸入軸2被直接驅(qū)動(dòng)的輸入編碼盤3被設(shè)置在印制電路板4表面41的對(duì)面。印制電路板4的另一表面40裝載著用來(lái)掃描多轉(zhuǎn)部5的編碼載體10、11、12的傳感器8。如果編碼6是一個(gè)可光電掃描的代碼，則在掃描光路中的印制電路板4區(qū)域必須被設(shè)計(jì)成是透明的。例如，為此設(shè)有一個(gè)缺口60。在這里，傳感器8最好按照倒裝方法其感光面向下地在印制電路板4的印制線路上被電接通。在這里未示出的光源的布置結(jié)構(gòu)仍然取決于編碼6是用透射掃描法還是反射掃描法來(lái)進(jìn)行掃描。如果編碼6是磁性掃描編碼，則印制電路板4的區(qū)域60必須是非鐵磁性的。不過(guò)，在這里最好設(shè)置一個(gè)缺口。
權(quán)利要求
1.一種多轉(zhuǎn)編碼器，它具有第一編碼載體(3)，它與一個(gè)輸入軸(2)相連并且為了掌握輸入軸(2)的角度位置而被一個(gè)傳感器(8)掃描；用來(lái)測(cè)量輸入軸(2)轉(zhuǎn)速的幾個(gè)其它的編碼載體(10，11，12)，其中每個(gè)其它的編碼載體(10，11，12)通過(guò)一個(gè)減速齒輪傳動(dòng)裝置(20)相對(duì)各前置編碼載體(10，11，12)減速地被驅(qū)動(dòng)，為了掃描每個(gè)其它編碼載體(10，11，12)而設(shè)有一個(gè)傳感器(30)；其它編碼載體(10，11，12)設(shè)置在第一編碼載體(3)的圓周面區(qū)域內(nèi)，其特征在于，第一編碼載體(3)的傳感器(8)和其它編碼載體(10)的傳感器(30)共同設(shè)置在一塊印制電路板(4)的一個(gè)共同表面(40)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，印制電路板(4)在空間上設(shè)置在第一編碼載體(3)與其它編碼載體(10，11，12)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，第一編碼載體(3)在空間上設(shè)置在印制電路板(4)與其它編碼載體(10，11，12)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，其它編碼載體(10，11，12)是可繞著與輸入軸(2)平行地延伸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(D10，D11，D12)旋轉(zhuǎn)地安裝的磁鐵(10，11，12)，它們?cè)谛D(zhuǎn)方向上交替地被磁化并分別為其配備一個(gè)磁敏傳感器(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2和4所述的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，第一編碼載體(3)被設(shè)置成面對(duì)印制電路板(4)表面(40)，在表面(40)上還裝有傳感器(8，30)，其它編碼載體(10，11，12)被設(shè)置成面向印制電路板(4)的對(duì)置面(41)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，印制電路板(4)在磁敏傳感器(30)的區(qū)域內(nèi)具有缺口或盲孔(50)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，磁鐵(10，11，12)突入缺口或盲孔(50)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，其它編碼載體(10，11，12)被設(shè)置成面對(duì)印制電路板(4)表面(40)，在表面(40)上還裝有傳感器(8，30)，第一編碼載體(3)被設(shè)置成面向印制電路板(4)的另一表面(41)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，印制電路板(4)在第一編碼載體(3)的傳感器(8)的區(qū)域內(nèi)具有一個(gè)缺口(60)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的多轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，第一編碼載體是一個(gè)可光電掃描的編碼盤(3)，它配備有一個(gè)在印制電路板(4)上的光電傳感器(8)。
全文摘要
在多轉(zhuǎn)編碼器中，在一輸入軸(2)上設(shè)有掌握輸入軸(2)在一圈中的角度位置的第一編碼盤(3)。為掌握輸入軸(2)的轉(zhuǎn)速，設(shè)有一個(gè)多轉(zhuǎn)部(5)，它具有被減速驅(qū)動(dòng)的且呈磁鐵(10，11，12)形式的其它編碼盤。在第一編碼盤(3)與多轉(zhuǎn)部(5)之間設(shè)有印制電路板(4)，其上裝有掃描第一編碼盤(3)和磁鐵(10，11，12)的傳感器(8，30)。第一編碼盤(3)的傳感器(8，30)和磁鐵(10，11，12)被裝在印制電路板(4)的面對(duì)第一編碼盤(3)的共同表面(40)上。
文檔編號(hào)G01D5/12GK1398343SQ01804626
公開(kāi)日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2001年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月6日
發(fā)明者E·施特拉澤爾 申請(qǐng)人:約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司