一種高精度裡程計的製作方法

2023-12-09 22:22:41

一種高精度裡程計的製作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種高精度裡程計，其包括轉軸、外殼、階梯安裝座、軸承、磁鋼、磁性編碼器、電路板、微控器、電路接口和隔離環；一端裝有磁鋼的轉軸穿過安裝座階梯底部，通過軸承固定在階梯安裝座內側，階梯安裝座外側套有外殼；軸承設置在軸肩和隔離環之間，隔離環固定在階梯安裝座上；安裝有磁性編碼器和微控器的電路板通過螺栓固定在階梯安裝座上；所述磁性編碼器正對著磁鋼；所述安裝在外殼上的電路接口和電路板電連接。本實用新型採用10bit傳感晶片，精度、解析度高於同類型產品，且工作溫度廣泛；角度傳感採用非接觸式連接方式，無磨損，工作壽命長；裡程計連接縫隙均設計有導電密封環不怕衝擊、不怕油汙，具有很強的環境適應能力。
【專利說明】一種高精度裡程計
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車載裡程計設備領域，特別涉及一種高精度裡程計。
【背景技術】
[0002]裡程計是測量車輛行程及速度的裝置，其主要通過測量機動車後軸轉速實現裡程計算，其實現技術方案有霍爾碼盤、旋轉變阻器、光電旋轉編碼器等。
[0003]霍爾碼盤的原理為轉動碼盤上均勻分布著一些磁鋼片，磁鋼片每經過霍爾傳感器都會產生一個脈衝，通過脈衝計數、脈衝寬度測量實現對後軸轉速的測量；轉動碼盤分布磁鋼片越多解析度越高，由於磁鋼片尺寸限制，碼盤解析度提高很難，從而限制了這種方式的裡程測量精度的提升。
[0004]旋轉變阻器通過阻值變化反映旋轉角度變化，原理簡單但阻值隨溫變化，後級電路複雜，還存在觸點摩擦損耗，壽命不長的缺陷；若採用高精度耐久性長的產品，則價格相
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[0005]光電旋轉編碼器是當下比較流行的角度傳感解決方案，其主要特點有精度高，數字量輸出，壽命長、性價比高等；但是，光電編碼器怕衝擊、怕油汙，溫度環境適應能力差，一般在-10°c?+60°C內，不能滿足裡程計工作環境；而工作溫度-40°c?+100°C，環境適應能力強的高可靠產品的價格又極其昂貴。
[0006]因此，以上裡程計的技術實現方案均存在不足，人們急需一種精度適中，集成度高，信號輸出豐富，電路簡單，工作溫度適應範圍廣，價格低廉的裡程計。
實用新型內容
[0007]基於現有技術的不足，本實用新型要解決的問題是一種高精度裡程計。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種高精度裡程計，其包括轉軸、外殼、階梯安裝座、軸承、磁鋼、磁性編碼器、電路板、微控器、電路接口和隔離環；一端裝有磁鋼的轉軸穿過安裝座階梯底部，通過軸承固定在階梯安裝座內側，階梯安裝座外側套有外殼；軸承設置在軸肩和隔離環之間，隔離環固定在階梯安裝座上；安裝有磁性編碼器和微控器的電路板通過螺栓固定在階梯安裝座上；所述磁性編碼器正對著磁鋼；所述安裝在外殼上的電路接口和電路板電連接。
[0009]作為本實用新型一種高精度裡程計在一方面的改進:所述階梯安裝座和外殼之間設置有導電密封環，增強氣密性電磁封閉性。
[0010]作為本實用新型一種高精度裡程計在一方面的改進:所述電路板採用兩面灌封，環境耐受能力強，可靠性高。
[0011]作為本實用新型一種高精度裡程計在一方面的改進:所述電路接口和外殼之間設置有密封墊圈，增強氣密性保護晶片。
[0012]作為本實用新型一種高精度裡程計在一方面的改進:所述磁性編碼器為AS5040 ；AS5040是微型磁性傳感製造巨頭奧地利Austria Microsystems公司生產的IObit可編程磁性旋轉編碼器，採用3.3V或5V供電，其角度解析度為0.35°，工作溫度-40°C?+125°C，敏感轉速小於30000rpm，帶串行數據輸出和脈衝輸出接口，可輸出絕對式與增量式角度數據；因此，本實用新型精度高且具有很強的環境適應能力。
[0013]作為本實用新型一種高精度裡程計在一方面的改進:所述微控器為ATmegaS ；ATmega8是ATMEL公司在2002年第一季度推出的一款新型AVR高檔單片機。在AVR家族中，ATmegaS是一種非常特殊的單片機，它的晶片內部集成了較大容量的存儲器和豐富強大的硬體接口電路，具備AVR高檔單片機MEGE系列的全部性能和特點。因此，本實用新型可以通過微控器內嵌軟體完成對採集信息濾波、補償等實時處理，並且能提供用戶配置接口，用戶通過結構能夠設置按情況設置裡程計刻度係數、增量脈衝輸出形式和串行數據輸出形式等數據。
[0014]與現有技術相比，本實用新型通過軸承穩固轉軸，通過隔離環阻隔軸承外的灰塵油汙侵蝕晶片，提高了裡程計的工作穩定性；採用IObit傳感晶片，精度、解析度高於同類型產品，且工作溫度廣泛；角度傳感採用非接觸式連接方式，無磨損，工作壽命長；裡程計連接縫隙均設計有導電密封環不怕衝擊、不怕油汙，具有很強的環境適應能力。
[0015]下面結合附圖詳細說明本實用新型，其作為本說明書的一部分，通過實施例來說明本實用新型的原理，本實用新型的其他方面、特徵及其優點通過該詳細說明將會變得一目了然。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。
[0017]圖1為本實用新型在一個優選實施例中的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的原理框圖；
[0019]圖3為本實用新型的測量電路兩面示意圖。
[0020]圖1-3中附圖標記的對應關係為:
[0021 ] 1-轉軸，2-外殼，3-導電密封環，4-階梯安裝座，5-軸承，6_磁鋼，7_磁性編碼器，8-電路板，9-微控器，10-電路接口，11-隔離環，12-軸肩，13-密封墊圈。
【具體實施方式】
[0022]需要說明的是，在不衝突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0023]如圖1所示，一種高精度裡程計，其包括轉軸1、外殼2、階梯安裝座4軸承5、磁鋼
6、磁性編碼器7、電路板8、微控器9、電路接口 10和隔離環11 ;一端裝有磁鋼6的轉軸I穿過安裝座階梯4底部，通過軸承5固定在階梯安裝座4內側，階梯安裝座4外側套有外殼2 ；軸承5設置在軸肩12和隔離環11之間，隔離環11固定在階梯安裝座4上；安裝有磁性編碼器7和微控器9的電路板8通過螺栓固定在階梯安裝座4上；所述磁性編碼器7正對著磁鋼6 ;所述安裝在外殼2上的電路接口 10和電路板8電連接；所述階梯安裝座4和外殼2之間設置有導電密封環3 ;所述電路板8採用兩面灌封；所述電路接口 10和外殼2之間設置有密封墊圈13 ;所述磁性編碼器7為AS5040 ;所述微控器9為ATMega8。[0024]圖2為裡程計原理框圖，測量電路由磁性編碼器AS5040、微控器ATMegaS、電源電路和接口電路組成。如圖3所示，電路板8採用圓形設計，一面焊裝磁性編碼器7及其外圍電路，另一面焊接微控器9最小系統與電源電路；
[0025]具體工作時，轉軸I帶動磁鋼6旋轉，磁性編碼器7採集磁鋼6旋轉產生的磁路數據，傳遞給微控器9，經微控器9內軟體處理後通過電路接口 10將裡程數據以脈衝形式送出；此外，裡程計還可通過電路接口 10接收外界命令，以調節設置裡程計的工作模式及刻度因數，適應各類測量環境。
[0026]為了考核該裡程計的實際使用效果，用其替代我所某型號定位定向設備裝備的裡程計進行了大量跑車試驗。通過分析跑車試驗數據，本實用新型獲得的裡程數據精度較原裝備裡程計有顯著提高。目前高精度高可靠低成本裡程計已經應用到我所某型號定位定向設備，獲得比原方案更高的裡程精度，有效降低了該產品的研製成本。
[0027]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種高精度裡程計，其特徵在於:包括轉軸(I)、外殼(2)、階梯安裝座(4)、軸承(5)、磁鋼(6)、磁性編碼器(7)、電路板(8)、微控器(9)、電路接口(10)和隔離環(11);一端裝有磁鋼(6)的轉軸(I)穿過安裝座階梯(4)底部,通過軸承(5)固定在階梯安裝座(4)內偵牝階梯安裝座(4)外側套有外殼(2);軸承(5)設置在軸肩(12)和隔離環(11)之間，隔離環(11)固定在階梯安裝座(4)上；安裝有磁性編碼器(7)和微控器(9)的電路板(8)通過螺栓固定在階梯安裝座(4)上；所述磁性編碼器(7)正對著磁鋼(6);所述安裝在外殼(2)上的電路接口(10)和電路板(8)電連接。
2.根據權利要求1所述的高精度裡程計，其特徵在於:所述階梯安裝座(4)和外殼(2)之間設置有導電密封環(3)。
3.根據權利要求1所述的高精度裡程計，其特徵在於:所述電路板(8)採用兩面灌封。
4.根據權利要求1所述的高精度裡程計，其特徵在於:所述電路接口(10)和外殼(2)之間設置有密封墊圈(13 )。
5.根據權利要求1所述的高精度裡程計，其特徵在於:所述磁性編碼器(7)為AS5040。
6.根據權利要求1所述的高精度裡程計，其特徵在於:所述微控器(9)為ATMegaS。
【文檔編號】G01C22/00GK203587118SQ201320791083
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】熊凱洲, 夏旭 申請人:湖南航天機電設備與特種材料研究所