絕對位置檢測器制造技術(shù)

公開了用于絕對位置檢測的示例性裝置。一種示例性裝置，包括外殼和耦合到該外殼以圍繞相應的平行軸旋轉(zhuǎn)的數(shù)字齒輪。每一個數(shù)字齒輪都具有第一部分和第二部分，該第一部分包括布置在第一部分的整個圓周周圍的第一組齒，該第二部分包括僅布置在第二部分的圓周的一部分圓周周圍的第二組齒。每一個數(shù)字齒輪都與表示軸的絕對位置的編碼中相應的數(shù)字相對應。在每一對相鄰的數(shù)字齒輪之間的相應的空轉(zhuǎn)齒輪與數(shù)字齒輪中的一個數(shù)字齒輪的第一組齒以及數(shù)字齒輪中的另一個數(shù)字齒輪的第二組齒互相嚙合。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本公開內(nèi)容總體上涉及位置編碼器，具體而言，涉及絕對位置檢測器。
技術(shù)介紹
絕對位置檢測可以包括相互關(guān)聯(lián)的齒輪以及用于監(jiān)控齒輪的旋轉(zhuǎn)的相對應的傳感器。由傳感器檢測的齒輪的位置狀態(tài)可以表示例如閥軸的絕對位置。
技術(shù)實現(xiàn)思路
公開了絕對位置檢測器。一個示例性裝置包括外殼和耦合到該外殼以圍繞相應的平行軸旋轉(zhuǎn)的數(shù)字齒輪。每一個數(shù)字齒輪都具有第一部分和第二部分，該第一部分具有布置在該第一部分的整個圓周周圍的第一組齒，該第二部分具有僅布置在第二部分的圓周的一部分圓周周圍的第二組齒。在示例性裝置中，每一個數(shù)字齒輪都與表示軸的絕對位置的編碼中相應的數(shù)字相對應。示例性裝置還包括在每一對相鄰的數(shù)字齒輪之間的相應的空轉(zhuǎn)齒輪。每一個空轉(zhuǎn)齒輪都與一對相鄰的數(shù)字齒輪中的一個數(shù)字齒輪的第一組齒以及一對相鄰的數(shù)字齒輪中的另一個數(shù)字齒輪的第二組齒互相嚙合。另一個不例性裝置包括外殼和橫向布置在外殼中的數(shù)字齒輪。一對相鄰的數(shù)字齒輪相對于該一對相鄰的數(shù)字齒輪中的另一個數(shù)字齒輪是反轉(zhuǎn)的。在示例性裝置中，一對相鄰的數(shù)字齒輪中的一個數(shù)字齒輪響應于該一對相鄰的數(shù)字齒輪中的另一個數(shù)字齒輪圍繞第二軸旋轉(zhuǎn)而圍繞第一軸旋轉(zhuǎn)。示例性裝置包括傳感器，該傳感器操作地耦合到外殼。傳感器用于檢測數(shù)字齒輪的旋轉(zhuǎn)并提供與位置相對應的信號。另一個示例性裝置包括外殼和布置在該外殼中以圍繞相應的平行軸旋轉(zhuǎn)的第一組齒輪。第一組中的每一個齒輪都包括第一轉(zhuǎn)位部分和第二部分，該第二部分具有布置在該第二部分的整個圓周周圍的齒。第一組齒輪用于產(chǎn)生表示軸的絕對位置的編碼。【附圖說明】圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方案的絕對位置檢測器組件的示意圖。圖2示出了圖1的絕對位置檢測器。圖3是圖1和圖2的絕對位置檢測器的局部剖視圖。圖4示出了圖1和圖2的絕對位置檢測器的齒輪的布置。附圖不是按照比例的。相反，為了明確多個層和區(qū)域，在圖中可以放大層的厚度。只要有可能，附圖和所附撰寫的說明書通篇中使用相同的附圖標記來指代相同或相似的部分。如在本專利中使用的，對于任意部分(例如，層、膜、區(qū)域或板)以任意方式位于(例如，位于、定位于、布置于或形成于等)另一個部分上的表述意指提及的部分或者與另一個部分接觸，或者提及的部分在另一個部分上，其間布置有一個或多個中間部分。任意部分與另一個部分接觸的表述意指在兩個部分之間沒有中間部分。【具體實施方式】本文公開的示例性裝置涉及絕對位置檢測器。具體而言，本文所述的示例包括絕對位置檢測器，該絕對位置檢測器具有以橫向或大致平面的布置的齒輪。特別地，包括在示例性裝置中的齒輪圍繞相應的平行軸旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生表示軸的絕對角位置的編碼。在示例性裝置中，齒輪中的每一個齒輪都與編碼的數(shù)字相對應。絕對位置檢測器可以結(jié)合具有可旋轉(zhuǎn)軸的閥組件使用。絕對位置檢測器可以監(jiān)控相互關(guān)聯(lián)的齒輪的位置狀態(tài)，并可以采用傳感器來檢測齒輪的旋轉(zhuǎn)。從傳感器輸出的電信號可以用于產(chǎn)生表示閥軸的位置的編碼。例如，在美國專利號N0.6，424，928中描述了與位置狀態(tài)有關(guān)的這種信號以及相對應的編碼技術(shù)的產(chǎn)生，其通過參考整體上并入本文中。盡管一些公知的絕對位置檢測器包含布置為與傳感器陣列相互作用的齒輪，以便監(jiān)控角運動，但這種絕對位置檢測器相對于絕對位置檢測器中實施的齒輪的每次回轉(zhuǎn)的分辨率或循環(huán)或計數(shù)的數(shù)量而言會是有局限的。一些絕對位置檢測器會伴隨傳感器和/或齒輪的復雜性增大。此外，一些絕對位置檢測器齒輪布置可以增大在其中提供了齒輪及相對應的電路的外殼的尺寸，并且因而，在絕對位置檢測器包含在例如閥執(zhí)行機構(gòu)組件內(nèi)時會出現(xiàn)空間問題。根據(jù)本文公開的教導，將一系列數(shù)字齒輪橫向地或以大致平面的方式布置在諸如齒輪箱的外殼內(nèi)。在一些示例中，相應的傳感器耦合到每一個數(shù)字齒輪以產(chǎn)生表示隨著數(shù)字齒輪圍繞平行軸旋轉(zhuǎn)的相對應的數(shù)字齒輪的位置狀態(tài)(例如，旋轉(zhuǎn)的程度)的電信號。單個電路板可以耦合到齒輪箱以接收并處理電信號，以產(chǎn)生表示輸入軸的角位置的編碼。通過包含數(shù)量增大的數(shù)字齒輪可以實現(xiàn)增大的每次回轉(zhuǎn)的計數(shù)或增大的分辨率。具有共同設(shè)計的遞增或空轉(zhuǎn)齒輪可以介于相鄰的數(shù)字齒輪的對之間以推進數(shù)字齒輪。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1示出了示例性絕對位置檢測器組件100，其包括軸102和絕對位置檢測器104。軸102可以是例如閥組件的部件。絕對位置檢測器104包括布置在外殼106中的多個齒輪，該多個齒輪包括例如:輸入或驅(qū)動齒輪108 ;第一到第五數(shù)字齒輪110、112、114、116、118 ;以及第一到第四遞增或空轉(zhuǎn)齒輪120、122、124、126。空轉(zhuǎn)齒輪120、122、124、126介于相鄰的數(shù)字齒輪110、112、114、116、118的對之間。如圖1所示的，數(shù)字齒輪110、112、114、116、118和空轉(zhuǎn)齒輪120、122、124、126橫向布置在絕對位置檢測器104的外殼106內(nèi)。換句話說，齒輪110-126可以以大致平面的布置安裝在外殼106中，以圍繞相應的平行軸旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動齒輪108圍繞軸102旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動齒輪108的旋轉(zhuǎn)使得數(shù)字齒輪110、112、114、116、118旋轉(zhuǎn)。例如，驅(qū)動齒輪108與第一數(shù)字齒輪110互相嚙合。第一數(shù)字齒輪110的旋轉(zhuǎn)使得與第一數(shù)字齒輪110互相嚙合的相應的第一空轉(zhuǎn)齒輪120旋轉(zhuǎn)。第一空轉(zhuǎn)齒輪120的旋轉(zhuǎn)按照順序推進下一個數(shù)字齒輪，例如，第二數(shù)字齒輪112。第一數(shù)字齒輪110與其他數(shù)字齒輪112、114、116、118以及與驅(qū)動齒輪108的配合動作(interoperat1n)實現(xiàn)了對軸102的回轉(zhuǎn)的計數(shù)，并相應地確定軸102的位置狀態(tài)。隨著軸102旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動齒輪108使得第一數(shù)字齒輪110旋轉(zhuǎn)。隨著第一數(shù)字齒輪110完成旋轉(zhuǎn)，第一數(shù)字齒輪110上的齒與第一空轉(zhuǎn)齒輪120上的齒相互嚙合，以推進第一空轉(zhuǎn)齒輪120，這導致相鄰的第二數(shù)字齒輪112旋轉(zhuǎn)。可以監(jiān)控數(shù)字齒輪110、112、114、116、118的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)以確定軸102的位置。在一些示例中，軸102的位置與閥位置相對應。圖2示出了絕對位置檢測器104，其包括外殼106和電路板200。外殼106可以例如是具有第一外殼部分204和第二外殼部分206的齒輪箱。在一些不例中，數(shù)字齒輪110、112、114、116、118安裝到第一外殼部分204。在一些示例中，第二外殼部分206包括外殼106的開口端。電路板200包括集成電路，該集成電路包括模擬傳感器202和數(shù)字信號處理部件。電路板200耦合到第二外殼部分206，以使得相應的傳感器202與安裝到第一外殼部分204的數(shù)字齒輪110、112、114、116、118操作地相互作用。例如，傳感器202中的每一個傳感器可以響應于數(shù)字齒輪的角運動而檢測耦合到數(shù)字齒輪中的每一個數(shù)字齒輪的相應的源(例如，磁體)的角位置，如下所述的。處理由傳感器202產(chǎn)生的電信號導致表示軸102的絕對位置的數(shù)字信號或編碼，其中數(shù)字齒輪110、112、114、116、118中的每一個數(shù)字齒輪都與編碼中的數(shù)字相對應。圖3是圖1和圖2的絕對位置檢測器104的局部剖視圖。具體而言，圖3示出了示例性第一數(shù)字齒輪110和示例性第一空轉(zhuǎn)齒輪120。在一些示例中，第一數(shù)字齒輪110可以包括第一部分300和第二部分302。在一些示例中，第一數(shù)字齒輪110是復式齒輪本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種裝置，包括：外殼；數(shù)字齒輪，所述數(shù)字齒輪耦合到所述外殼以圍繞相應的平行軸旋轉(zhuǎn)，每一個數(shù)字齒輪都具有第一部分和第二部分，所述第一部分包括布置在所述第一部分的整個圓周周圍的第一組齒，所述第二部分包括僅布置在所述第二部分的圓周的一部分圓周周圍的第二組齒，所述數(shù)字齒輪中的每一個數(shù)字齒輪都與表示軸的絕對位置的編碼中相應的數(shù)字相對應；以及在每一對相鄰的所述數(shù)字齒輪之間的相應的空轉(zhuǎn)齒輪，每一個空轉(zhuǎn)齒輪都與所述一對相鄰的所述數(shù)字齒輪中的一個數(shù)字齒輪的所述第一組齒以及所述一對相鄰的所述數(shù)字齒輪中的另一個數(shù)字齒輪的所述第二組齒互相嚙合。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：D·R·小布盧默，G·W·斯卡爾夫，
申請(專利權(quán))人：愛默生過程管理閥門自動化公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US