Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в код, а именно к преобразователям угла поворота вала в код, привод которых осуществляется через зубчатые редукторы. Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий статор с магнитоуправляемыми контактами и ротор, активный участок которого выполнен из постоянных магнитов 1 J. Недостатком этого преобразователя является то, что он .имеет неарифметический выход и требует специальных устройств для преобразования одновременных кодов в распределительный, что снижает быстродействие преобразователя, усложняет и удорожает его. Наиболее близким по техническому решению к данному изобретению являетс преобразователь угла поворота вала в код, содержащий статор с основными переключающими магнитоуправляемыми контактами, ротор, активный участок которого выполнен из постоянных ма1- нитов, и дополнительные магнитоуправляемые контакты, расположенные на статоре симметрично основным относительно ротора, равномерно с шагом в э два контакта, причем основные и дополнительные магнитоуправляемые контакты соединены друг с другом таким образом, что на выходе преобразователя получается распределительный код f2j. Однако такой преобразователь требует применения на валу отдельно закрепленного ротора, от точности изготовления которого зависит точность работы преобразователя. Кроме того, для получения цифрового кода требуется установка основных и дополнительных магнитоуправляемых контактов по всему периметру преобразователя, причем количество дополнительных контактов равно кол;;честву основных, это усложняет и удорожает конст-рукцию, снижает ее наде ; ность вследствие большого количества магнитоуправляемых контактов Целью изобретения является упроще ние конструкции и повышение надежнос ти преобразователя угла поворота вала в код. . Поставленная цель достигается тем что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем ротор с основ ной и дополнительной кодовыми дорожками -из постоянных магнитов, против которых расположены соответственно основные и дополнительные магнитоуправляемые контакты статора, ротор вы полнен в виде шестерни, на зубцах ко торой с одной и другой стороны расположены соответственно основная и . дополнительная кодовые дорожки, постоянные магниты которых повторяют форму зубцов шестерни, одни выводы основных магнитоуправляемых контакто соединены между собой и подключены к одному выводу первого дополнительного магнитоуправляемого контакта, другой вывод которого соединен с одним выводом второго дополнительного магнитоуправляемого контакта, другой вывод которого соединен с шиной питания, первый и второй дополнительные магнитоуправляемые контакты расположены один относительно другого на расстоянии, равном ширине зубца шестерни. Hd фиг. 1 схематически изображен преобразователь угла поворота вала в код; на фиг. 2 - установка дополнительных магнитоуправляемых контактов относительно зубца шестерни; на фиг. 3 разметка секторов ротора, соответствующая основной кодовой дорожке; на фиг. k разметка секторов дополнительной кодовой дорожки; на фиг. 5 - схема соединения основных и дополнительных магнитоуправляемых контактов; на фиг. 6 - временная диаграмма выделения синхросигнала. Преобразователь угла поворота вала в код содержит ротор 1, постоянные магниты 2 основной кодовой дорожпостоянные магниты 3 дополнительной кодовой дорожки, статор (не показан) с основными магнитоуправляемыми контактами k и первым и вторым дополнительными магнитоуправляемыми контактами 5 и 6, Постоянные магниты закреплены на роторе 1, выполненном в виде шестерни, например с помощью клея, и рбработаны совместно с шестерней таким образом, что полностью повторяют профиль зуба. Ротор 1 выполняется на шестерне существующего в приводе зубчатого редуктора. Выбор шестерни по количеству зубьев (Zyy,) производится в зависимости от числа фиксированных положений вала (п) по формуле nZv, , где Zy - число двоичных разрядов числа п; Z - минимальное число зубьев шестерни, необходимое для построения преобразователя Шестерня делится на секторы (фиг. 3), количество которых равно п. Количество зубьев в каждом секторе (Zc ) одинаково и определяется соотношением 7 - 7,yYf „-о. с / и Ротор 1 имеет также дополнительную кодовую дорожку (фиго ) , выполненную на противоположной стороне венца в виде секторов, количество которых соответствует основной дорожке, постоянные магниты 3 дополнительной дорожки расположены в секторах таким образом (крайний зачерненный зуб 3 в каждом из секторов), что образуют единичный код этой дорожки. Основные Магнитоуправляемые контакты k установлены против основной дорожки по наибольшему количеству двоичных разрядов (Zy, ) числа положений вала (п) , дополнительные магнитоуправляемые контакты 5 и 6 установлены с противоположной CTOpOH i венца по делительной окружности на расстоянии, близком к модулю или ширине зуба шестерни, таким образом, чтобы один магнитоуправляемый контакт 5 срабатывал с одного края зуба шестерни (фиг. 2), а другой 6 в это же время заканчивал срабатывание с другого края того же зуба,, Регулируя взаимные положения этих магнитоуправляемых контактов и их расположение относительно зуба ротора 1, можно изменять длительность выходного стробирующего сигнала (одновременного срабатывания обоих дополнительных контактов) и тем самым увеличивать точность работы преобразователя (фиг. 6), Все основные ма1- нитоуправляемые контакты t формируют параллельный двоичный код положения вала. Двоичный код на выход преобразователя будет выдаваться только в

моменты времени одновременного срабатывания (стробирования) двух дополнительных магнитоуправляемых контактов 5 и 6. Хранение предыдущего кода между двумя стробирующими импульсами до прихода следующего кода может проводиться на вспомогательном регистре, который может быть включен в преобразователь и число разрядов которого равно Z . В случае, если перерывы в выдаче кода не влияют на работу блока управления (не показан), необходимость в таком вспомогательном регистре отпадает.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

При вращении ротора 1 происходит переключение основных магнитоуправляемых контактов k под действием постоянных магнитов- 2 основной дорожки, и в моменты времени совпадения срабатывания двух дополнительных контактов 5 и 6 от постоянных магнитов 3 полнительной кодовой доромки происходит выдача параллельного двоичного к6 да. положения вала (фиго 5). При дальнейшем вращении ротора 1 происходит . запрет выдачи кода, так как хотя бы один из дополнительнь1х магнитоуправляемых контактов 5 и 6 оказывается разомкнутым, и снова на выходе появляется двоичный код положения вала только тогда, когда постоянные магниты 2 следующегсь сектора основной дорожки установятся точно против своих основных магнитоуправляемых контактов , а дополнительные магнитоуправляемые контакты 5 и 6 срабатывают под действием постоянного магнита 3 дополнительной кодовой дорожки.

Преимущества предлагаемого преобразователя состоят в следующем: отпадает необходимость преобразования кода, так как на выходе преобразователя образуется двоичный код положения вала; упрощена конструкция за счет использования в качестве ротора шестерни механизма привода и совместного шлифования ее зубьев с постоянными магнитами основной и дополнительНОИ дорожек; повышена надежность работы за счет сокращения количества магнитоуправляемых контактов; повышена точность за счет применения дополнительной кодовой дорожки, взаимодействующей с парой дополнительных маг- нитоуправляёмых контактов; сокращены габариты преобразователя за счет использования, в качестве ротора одной из шестерен редуктора.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вал в код, содержащий ротор с основной и дополнительной кодовыми дорожками из постоянных магнитов, против которых расположены соответственно основные и дополнительные магнитоуправляемые контакты статора, о-т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности преобразователя, в нем ротор выполнен в виде шестерни, на зубцах которой с одной и другой стороны,рас положены соответственно основная и дополнительная кодовые дорожки, постоянные магниты которых повторяют форму зубцов шестерни, одни выводы основных магнитоуправляемых контакто соединены между собой и подключены к одному выводу, первого дополнительного магнитоуправляемого контакта, другой вывод которого соединен с одним выводом второго дополнительного магнитоуправляемого контакта, другой вывод которого соединен с шиной питания, первый и второй дополнительные магнитоуправляемые контакты расположены один относительно другого на расстоянии, равном ширине зубЦа шестерни.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №38187, кл. G 08 С Э/ОЦ, 1971.

2„ Авторское свидетельство СССР № 517918, кл. G 08 С 9/04, 197 (прототип) .

Фиг.1

//// I 0001

то

1101

WO

1010

1001

oow

0011

0101

0110

0111

WOd Фиг.5

ФигМ

Фиг.§

J.

Сигна/1 с пербого дополнительного контсукта

JL

Сигнал с порого оопо/ ните/1ьного /гонтакта

t,

К