一種高精度里程計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種高精度里程計(jì)，其包括轉(zhuǎn)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(huán)；一端裝有磁鋼的轉(zhuǎn)軸穿過安裝座階梯底部，通過軸承固定在階梯安裝座內(nèi)側(cè)，階梯安裝座外側(cè)套有外殼；軸承設(shè)置在軸肩和隔離環(huán)之間，隔離環(huán)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(duì)著磁鋼；所述安裝在外殼上的電路接口和電路板電連接。本發(fā)明采用10bit傳感芯片，精度、分辨率高于同類型產(chǎn)品，且工作溫度廣泛；角度傳感采用非接觸式連接方式，無(wú)磨損，工作壽命長(zhǎng)；里程計(jì)連接縫隙均設(shè)計(jì)有導(dǎo)電密封環(huán)不怕沖擊、不怕油污，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
【專利說(shuō)明】一種高精度里程計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車載里程計(jì)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種高精度里程計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]里程計(jì)是測(cè)量車輛行程及速度的裝置，其主要通過測(cè)量機(jī)動(dòng)車后軸轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)里程計(jì)算，其實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案有霍爾碼盤、旋轉(zhuǎn)變阻器、光電旋轉(zhuǎn)編碼器等。
[0003]霍爾碼盤的原理為轉(zhuǎn)動(dòng)碼盤上均勻分布著一些磁鋼片，磁鋼片每經(jīng)過霍爾傳感器都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，通過脈沖計(jì)數(shù)、脈沖寬度測(cè)量實(shí)現(xiàn)對(duì)后軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量；轉(zhuǎn)動(dòng)碼盤分布磁鋼片越多分辨率越高，由于磁鋼片尺寸限制，碼盤分辨率提高很難，從而限制了這種方式的里程測(cè)量精度的提升。
[0004]旋轉(zhuǎn)變阻器通過阻值變化反映旋轉(zhuǎn)角度變化，原理簡(jiǎn)單但阻值隨溫變化，后級(jí)電路復(fù)雜，還存在觸點(diǎn)摩擦損耗，壽命不長(zhǎng)的缺陷；若采用高精度耐久性長(zhǎng)的產(chǎn)品，則價(jià)格相
曰蟲3印貝。
[0005]光電旋轉(zhuǎn)編碼器是當(dāng)下比較流行的角度傳感解決方案，其主要特點(diǎn)有精度高，數(shù)字量輸出，壽命長(zhǎng)、性價(jià)比高等；但是，光電編碼器怕沖擊、怕油污，溫度環(huán)境適應(yīng)能力差，一般在-10°c?+60°C內(nèi)，不能滿足里程計(jì)工作環(huán)境；而工作溫度-40°c?+100°C，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的高可靠產(chǎn)品的價(jià)格又極其昂貴。
[0006]因此，以上里程計(jì)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案均存在不足，人們急需一種精度適中，集成度高，信號(hào)輸出豐富，電路簡(jiǎn)單，工作溫度適應(yīng)范圍廣，價(jià)格低廉的里程計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問題是一種高精度里程計(jì)。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高精度里程計(jì)，其包括轉(zhuǎn)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(huán)；一端裝有磁鋼的轉(zhuǎn)軸穿過安裝座階梯底部，通過軸承固定在階梯安裝座內(nèi)側(cè)，階梯安裝座外側(cè)套有外殼；軸承設(shè)置在軸肩和隔離環(huán)之間，隔離環(huán)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(duì)著磁鋼；所述安裝在外殼上的電路接口和電路板電連接。
[0009]作為本發(fā)明一種高精度里程計(jì)在一方面的改進(jìn):所述階梯安裝座和外殼之間設(shè)置有導(dǎo)電密封環(huán)，增強(qiáng)氣密性電磁封閉性。
[0010]作為本發(fā)明一種高精度里程計(jì)在一方面的改進(jìn):所述電路板采用兩面灌封，環(huán)境耐受能力強(qiáng)，可靠性高。
[0011]作為本發(fā)明一種高精度里程計(jì)在一方面的改進(jìn):所述電路接口和外殼之間設(shè)置有密封墊圈，增強(qiáng)氣密性保護(hù)芯片。
[0012]作為本發(fā)明一種高精度里程計(jì)在一方面的改進(jìn):所述磁性編碼器為AS5040;AS5040是微型磁性傳感制造巨頭奧地利Austria Microsystems公司生產(chǎn)的IObit可編程磁性旋轉(zhuǎn)編碼器，采用3.3V或5V供電，其角度分辨率為0.35°，工作溫度-40°C?+125°C，敏感轉(zhuǎn)速小于30000rpm，帶串行數(shù)據(jù)輸出和脈沖輸出接口，可輸出絕對(duì)式與增量式角度數(shù)據(jù)；因此，本發(fā)明精度高且具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
[0013]作為本發(fā)明一種高精度里程計(jì)在一方面的改進(jìn):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(jī)。在AVR家族中，ATmega8是一種非常特殊的單片機(jī)，它的芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，具備AVR高檔單片機(jī)MEGE系列的全部性能和特點(diǎn)。因此，本發(fā)明可以通過微控器內(nèi)嵌軟件完成對(duì)采集信息濾波、補(bǔ)償?shù)葘?shí)時(shí)處理，并且能提供用戶配置接口，用戶通過結(jié)構(gòu)能夠設(shè)置按情況設(shè)置里程計(jì)刻度系數(shù)、增量脈沖輸出形式和串行數(shù)據(jù)輸出形式等數(shù)據(jù)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過軸承穩(wěn)固轉(zhuǎn)軸，通過隔離環(huán)阻隔軸承外的灰塵油污侵蝕芯片，提高了里程計(jì)的工作穩(wěn)定性；采用IObit傳感芯片，精度、分辨率高于同類型產(chǎn)品，且工作溫度廣泛；角度傳感采用非接觸式連接方式，無(wú)磨損，工作壽命長(zhǎng)；里程計(jì)連接縫隙均設(shè)計(jì)有導(dǎo)電密封環(huán)不怕沖擊、不怕油污，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
[0015]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，其作為本說(shuō)明書的一部分，通過實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面、特征及其優(yōu)點(diǎn)通過該詳細(xì)說(shuō)明將會(huì)變得一目了然。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0017]圖1為本發(fā)明在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的原理框圖；
圖3為本發(fā)明的測(cè)量電路兩面示意圖。
[0018]圖1-3中附圖標(biāo)記的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
1-轉(zhuǎn)軸，2-外殼，3-導(dǎo)電密封環(huán)，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(huán)，12-軸肩，13-密封墊圈。
【具體實(shí)施方式】
[0019]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，一種高精度里程計(jì)，其包括轉(zhuǎn)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(huán)11 ;一端裝有磁鋼6的轉(zhuǎn)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(nèi)側(cè)，階梯安裝座4外側(cè)套有外殼2 ；軸承5設(shè)置在軸肩12和隔離環(huán)11之間，隔離環(huán)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(duì)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(shè)置有導(dǎo)電密封環(huán)3 ;所述電路板8采用兩面灌封；所述電路接口 10和外殼2之間設(shè)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。
[0021]圖2為里程計(jì)原理框圖，測(cè)量電路由磁性編碼器AS5040、微控器ATMega8、電源電路和接口電路組成。如圖3所示，電路板8采用圓形設(shè)計(jì)，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(tǒng)與電源電路；
具體工作時(shí)，轉(zhuǎn)軸I帶動(dòng)磁鋼6旋轉(zhuǎn)，磁性編碼器7采集磁鋼6旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁路數(shù)據(jù)，傳遞給微控器9，經(jīng)微控器9內(nèi)軟件處理后通過電路接口 10將里程數(shù)據(jù)以脈沖形式送出；此外，里程計(jì)還可通過電路接口 10接收外界命令，以調(diào)節(jié)設(shè)置里程計(jì)的工作模式及刻度因數(shù)，適應(yīng)各類測(cè)量環(huán)境。
[0022]為了考核該里程計(jì)的實(shí)際使用效果，用其替代我所某型號(hào)定位定向設(shè)備裝備的里程計(jì)進(jìn)行了大量跑車試驗(yàn)。通過分析跑車試驗(yàn)數(shù)據(jù)，本發(fā)明獲得的里程數(shù)據(jù)精度較原裝備里程計(jì)有顯著提高。目前高精度高可靠低成本里程計(jì)已經(jīng)應(yīng)用到我所某型號(hào)定位定向設(shè)備，獲得比原方案更高的里程精度，有效降低了該產(chǎn)品的研制成本。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度里程計(jì)，其特征在于:包括轉(zhuǎn)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(huán)(11);一端裝有磁鋼(6)的轉(zhuǎn)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(nèi)偵牝階梯安裝座(4)外側(cè)套有外殼(2);軸承(5)設(shè)置在軸肩(12)和隔離環(huán)(11)之間，隔離環(huán)(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(duì)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(jù)權(quán)利要求1所述的高精度里程計(jì)，其特征在于:所述階梯安裝座(4)和外殼(2)之間設(shè)置有導(dǎo)電密封環(huán)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度里程計(jì)，其特征在于:所述電路板(8)采用兩面灌封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度里程計(jì)，其特征在于:所述電路接口(10)和外殼(2)之間設(shè)置有密封墊圈(13 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度里程計(jì)，其特征在于:所述磁性編碼器(7)為AS5040。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度里程計(jì)，其特征在于:所述微控器(9)為ATMegaS。
【文檔編號(hào)】G01C22/00GK103604440SQ201310645009
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】熊凱洲, 夏旭 申請(qǐng)人:湖南航天機(jī)電設(shè)備與特種材料研究所