無接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置的製作方法

2023-05-11 16:43:21 1

專利名稱：無接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於執行器位置採樣裝置，特別涉及用於各種閥門位置檢測的一種無 接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置。
背景技術：
目前國內外常規執行器位置採樣方法和裝置有三種一是採用絕對值型旋轉編碼 器該裝置精度高，可以直接測量多圈；其缺點是結構複雜，價格昂貴。二是電位器它的優 點是價格低，體積小，調試簡單；它的不足之處是配合固定減速比，只能測量固定圈數，由於 電阻接觸面磨損，長時間使用精度降低，磨損嚴重時將損壞。三是計數器式它的優點是精 度高，可以直接測量多圈；其缺點是需要電池供電，當出現強幹擾時可能出現計數誤錯。
發明內容本發明的目的在於克服上述技術不足，提供一種適應測量多檔任意圈數，消除電 位器磨損，無需備用電池，結構簡單，成本低的無接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置。本實用新型解決技術問題所採用的技術方案是一種無接觸式磁旋轉霍爾傳感器 位置採樣裝置，包括底座、上蓋和控制器殼體，其特徵在於在底座上設的底座軸承座中固定 有底座軸承，在上蓋上設的上蓋軸承座中固定有上蓋軸承，在兩個軸承之間活動裝有軸一、 軸二、軸三、軸四，在底座中間的一側穿出底座壁活動地裝在底座軸承中一個輸入軸；輸入 軸上固定一個齒輪一，軸一上固定有齒輪二和齒輪三，軸二上固定有齒輪四和齒輪五，軸三 上固定齒輪六和齒輪七，軸四上固定有齒輪八；齒輪一與齒輪二相嚙合，齒輪三與齒輪四相 嚙合，齒輪五與齒輪六相嚙合，齒輪七與齒輪八相嚙合；軸二和軸四上端活動地穿出上蓋， 軸二上端頭固定有磁鐵一座，磁鐵一座中裝有磁鐵一，軸四上端頭固定有磁鐵二座，磁鐵二 座中裝有磁鐵二 ；磁鐵一與AS5045霍爾傳感器一相對應，磁鐵二與AS5045霍爾傳感器二 相對應；在控制器殼體中用控制板固定螺栓固定一個電氣控制電路板。電氣控制電路板由 STM8S103F單片機U4組成的主控制電路與由TPIC1021通訊接口晶片Ul組成的LIN總線通 訊電路聯通；主控制電路與由AS5045霍爾傳感器一 U2、AS5045霍爾傳感器二 U5組成的位 置採集電路聯通。本實用新型的有益效果是該位置採樣裝置採用了先進的無接觸式磁旋轉霍爾傳 感器進行位置採樣，消除了電位器磨損，使用壽命長；傳感器採樣的數據只跟磁鐵與霍爾傳 感器相對位置有關，所以不需備用電池，適應性強，測量多檔任意圈數，電氣控制和機械結 構簡單，成本低，採用通訊模式輸出，保證了測量的數據的精確性和可靠性。
以下結合附圖以實施例具體說明。


圖1是無接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置主視圖；圖2是
圖1的A-A剖視圖；[0009]圖3是圖2的B-B剖視圖；圖4是無接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置的電氣控制原理圖；圖中1_輸入軸；2-軸一 ；3-軸二 ；4-軸三；5-軸四；6-齒輪一 ；7_齒輪二 ；8_齒 輪三；9-齒輪四；10-齒輪五；11-齒輪六；12-齒輪七；13-齒輪八；14-磁鐵一座；15-磁 鐵二座；16-磁鐵一 ；17-磁鐵二 ； 18-霍爾傳感器一 ；19-霍爾傳感器二 ；20-電氣控制電 路板；21-插口 ；22-控制器殼體；23-上蓋；24-底座；25-上蓋軸承座；26-底座軸承座； 27-上蓋軸承；28-底座軸承；29-電控板固定螺栓；30-固定螺栓；31-位置採集電路； 32-LIN通訊電路；33-主控制電路；34-電源電路；U1-TPIC1021通訊接口晶片；U2-AS5045 霍爾傳感器一 ；U3-MC78M05轉換穩壓器；U4-STM8S103F單片機⑴5-AS5045霍爾傳感器二 ； Dl- 二極體；Cl C4、C6、C10、C11、C13-電容；C5、C7、C8、C12、C14_ 電解電容；Rl R3-電 阻。
具體實施方式
實施例，參照附圖，一種無接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置，包括底座24、 上蓋23和控制器殼體22，其特徵在於在底座24上設的底座軸承座26中固定有底座軸承 28，在上蓋23上設的上蓋軸承座25中固定有上蓋軸承27，在兩個軸承之間活動裝有軸一 2、軸二 3、軸三4、軸四5，在底座24中間的一側穿出底座壁活動地裝在底座軸承28中一個 輸入軸1 ；輸入軸1上固定一個齒輪一 6，軸一 2上固定有齒輪二 7和齒輪三8，軸二 3上固 定有齒輪四9和齒輪五10，軸三4上固定齒輪六11和齒輪七12，軸四5上固定有齒輪八 13 ；齒輪一 6與齒輪二 7相嚙合，齒輪三8與齒輪四9相嚙合，齒輪五10與齒輪六11相齧 合；軸二 3和軸四5上端活動地穿出上蓋23，軸二 3上端頭固定有磁鐵一座14，磁鐵一座14 中裝有磁鐵一 16，軸四5上端頭固定有磁鐵二座15，磁鐵二座15中裝有磁鐵二 17 ；磁鐵一 16與AS5045霍爾傳感器一 18相對應，磁鐵二 17與AS5045霍爾傳感器二 19相對應；在控 制器殼體22中用控制板固定螺栓29固定一個電氣控制電路板20。電氣控制電路板20由 STM8S103F單片機U4組成的主控制電路33採用串行總線與由TPIC1021通訊接口晶片Ul 組成的LIN通訊電路32聯通；主控制電路33與由AS5045霍爾傳感器一 U2、AS5045霍爾傳 感器二 U5組成的位置採集電路31聯通。底座24、上蓋23和控制器殼體22之間用固定螺 栓30固定連接在一起。上蓋23上設有插口 21與上位機連接。電氣控制部份(見附圖4)由位置採集電路31、LIN通訊電路32、主控制電路33和 電源電路34組成。位置採集電路31包括AS5045霍爾傳感器一 U2 (附圖2中的18)、AS5045 霍爾傳感器二 U5(附圖2中的19)、電解電容C5、C14和電容C4、C6 ；U2的7腳接地，8腳接 U5的9腳，9腳接主控制電路33中的單片機U4的17腳，10腳接U4的15腳和U5的10腳， 11腳接U4的10腳和TO的11腳，15腳接C5的正極，16腳接C6的一端和+5V電源；C5的 負極和C6另端接地。LIN通訊電路32包括IPIC1021通訊接口晶片U1、電容Cl、C2和電阻Rl ；Ul的1 腳接U4的3腳、20腳和R2的2端，2腳接U4的1腳，3腳接Rl的2端，4腳接U4的2腳 和電阻2的2端，5腳接C2、C1的一端和地，6腳C2另一端和電源電路34中的插排52的1 腳，7腳接Cl的另一端和電源輸入VBAT ；Rl的1端接電源輸入VBAT。主控電路33包括STM8S103F單片機U4、電解電容C12、電容CIO、C13和電阻R1、R2 ；U4的7腳接CIO、C13 一端、C12負極和地，8腳接ClO的另一端，9腳接C13另一端C12 正極和+5V電源；R2和R3的1端接+5V電源。電源電路34包括MC78M05轉換穩壓器U3、二極體D1、C0N3插排J2、電解電容C7、 C8和電容C3、Cll ；V3的1腳接C3的一端、C8的正極；Dl的一端接電源輸入VBAT，2腳接 C3另一端、C7、C8的負極、J2的3腳和地，3腳接C7的正極、Cll的另一端和+5V電源；J2 的2腳接Dl的另一端。該採樣裝置電氣控制模塊與上位機輸入採用LIN總線通訊與AS5045採用SPI的 通訊方式採集數據，通訊可靠，線路簡單，使用操作十分方便，將被測量物體與輸入軸1連 接，將插口 21與上位機連接，即能測量任意多圈，測量數據精確可靠，無類似電位器磨損問 題，使用壽命長，無需備用電池，結構簡單，成本低。
權利要求一種無接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置，包括底座(24)、上蓋(23)和控制器殼體(22)，其特徵在於在底座(24)上設的底座軸承座(26)中固定有底座軸承(28)，在上蓋(23)上設的上蓋軸承座(25)中固定有上蓋軸承(27)，在兩個軸承之間活動裝有軸一(2)、軸二(3)、軸三(4)、軸四(5)，在底座(24)中間的一側穿出底座壁活動地裝在底座軸承(28)中一個輸入軸(1)；輸入軸(1)上固定一個齒輪一(6)，軸一(2)上固定有齒輪二(7)和齒輪三(8)，軸二(3)上固定有齒輪四(9)和齒輪五(10)，軸三(4)上固定齒輪六(11)和齒輪七(12)，軸四(5)上固定有齒輪八(13)；齒輪一(6)與齒輪二(7)相嚙合，齒輪三(8)與齒輪四(9)相嚙合，齒輪五(10)與齒輪六(11)相嚙合；軸二(3)和軸四(5)上端活動地穿出上蓋(23)，軸二(3)上端頭固定有磁鐵一座(14)，磁鐵一座(14)中裝有磁鐵一(16)，軸四(5)上端頭固定有磁鐵二座(15)，磁鐵二座(15)中裝有磁鐵二(17)；磁鐵一(16)與AS5045霍爾傳感器一(18)相對應，磁鐵二(17)與AS5045霍爾傳感器二(19)相對應；在控制器殼體(22)中用控制板固定螺栓(29)固定一個電氣控制電路板(20)。
2.根據權利1所述的無接觸式旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置，其特徵在於電氣控制電 路板(20)由STM8S103F單片機U4組成的主控制電路(33)採用串行總線與由TPIC1021通 訊接口晶片Ul組成的LIN通訊電路(32)聯通；主控制電路(33)與由AS5045霍爾傳感器 一 U2、AS5045霍爾傳感器二 TO組成的位置採集電路(31)聯通。
專利摘要本實用新型屬於一種無接觸式磁旋轉霍爾傳感器位置採樣裝置，包括底座(24)，其特徵在於在底座(24)上，在上蓋(23)上活動裝有軸一(2)、軸二(3)、軸三(4)、軸四(5)，在底座(24)中間的一側活動地裝一個輸入軸(1)；軸二(3)上端頭裝有磁鐵一(16)，軸四(5)上端頭裝有磁鐵二(17)；磁鐵一(16)與AS5054霍爾傳感器一(18)相對應，磁鐵二(17)與AS5045霍爾傳感器二(19)相對應；在控制器殼體(22)中固定一個電氣控制電路板(20)。電氣控制電路板(20)由主控制電路(33)與LIN通訊電路(32)聯通；適應測量任意多圈，數據精確可靠，無類似電位器磨損，使用壽命長，無需備用電池，結構簡單，成本低。
文檔編號F16K31/00GK201706060SQ20102025492
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月4日 優先權日2010年7月4日
發明者馮群 申請人:王遠鳴