磁性入码器.pdf

本发明公开了一种磁性入码器，包括有在主基板上装置有复数个磁反应组件及一逻辑处理组件，及隔磁基板上，在同一直径的圆周上印刷复数个磁条，其中，复数个磁条可印刷在该隔磁基板的同一直径之圆周上，或印刷在不同直径的圆周上，而印刷有复数个磁条的圆周，至少要有一个以上的磁反应组件相对应，藉此可由印刷磁条图案、充磁方向及磁反应组件放置数目与位置来产生规划的输出脉波时序和组合，再经逻辑处理组件处理后，供使用者使用。

1.  一种磁性入码器，包括有：
一具有复数个磁反应组件、一逻辑处理组件、复数个被动组件及相关电路的主基板；
一套筒；
一印刷有复数个磁条图案的隔磁基板；
一具有中心轴的旋转盖；
本磁性入码器各组件间的连结关系：该套筒固置于该主基板上；该隔磁基板未具有印刷磁条图案之一面粘着于该旋转盖之内底面，使该隔磁基板与该旋转盖连成一体；该旋转盖之中心轴插入该套筒内，且使该旋转盖相对于该主基板能自由旋转；藉该旋转盖之旋转使该隔磁基板之印刷磁条图案与设置于该主基板上之复数个磁反应组件产生规划之脉波时序。

2.  根据权利要求1所述的磁性入码器，其中该主基板，在其顶面设置有复数个磁反应组件、一逻辑处理组件及复数个被动组件并与相关电路相连接及于中央附近设有两个插孔。

3.  根据权利要求1所述的磁性入码器，其中该套筒，其上端对称设有四个调整孔，且在最顶端内侧设有钩环，而在其底端设有两个插销，其位置相对应该主基板的插孔。

4.  根据权利要求1所述的磁性入码器，其中该隔磁基板，其底面印刷有复数个磁条，其顶面以黏着剂黏着于该旋转盖的内底面，该旋转盖旋转时，该隔磁基板也随之旋转。

5.  根据权利要求1所述的磁性入码器，其中该旋转盖，其底面的中央固设有一中心轴，而在该中心轴的顶端设有一卡环，该中心轴插入该套筒后，该卡环能轻轻卡住该套筒的钩环，但能使该旋转盖相对于该主基板做自由的旋转。

6.  根据权利要求4所述的磁性入码器，其中该复数个磁条，可印刷在该隔磁基板底面的同一半径之圆周上，或不同半径之圆周上。

7.  根据权利要求2或6所述的磁性入码器，其中设置在该主基板顶面之该复数个磁反应组件，应对应于在该隔磁基板印刷有磁条之圆周。

8.  根据权利要求2或4所述的磁性入码器，其中该主基板，其顶面与该隔磁基板的底面保持有一定距离。

9.  根据权利要求2所述的磁性入码器，其中该复数个磁反应组件与该逻辑处理组件相连，而该逻辑处理组件再与相关电路连接。

磁性入码器
技术领域
本发明系改善传统入码器的体积，而使更具有轻薄不占空间的经济效益的磁性入码器。
背景技术
在数字式传感器中，磁性入码器是近年发展起来的一种新型电磁敏感组件，它是随着光学编码器的发展而发展起来的。光学编码器的主要优点是对潮湿气体和污染敏感，但可靠性差，而磁性入码器不易受尘埃和结露影响，同时其结构简单紧凑，可高速运转，响应速度快(达500～700kHz)，体积比光学式编码器小，而成本更低，且易将多个组件精确地排列组合，比用光学组件和半导体磁敏组件更容易构成新功能器件和多功能器件。
由于磁性入码器具有上述诸多优点，因而近年来在高精度测量和控制领域中的应用不断增加，从数控机床、机器人、工厂自动化相关设备的位置检测、传输速度控制到磁盘、打印机一类办公自动化设备、通信机、测量仪表等各个领域旋转量(位置、速度、角度等)的检测和控制，作为一种重要工具，磁性入码器已成为必不可少的组成部分，此类磁性入码器，目前习知者，如图1所示，该磁性入码器由一非导磁承座；复数个磁环以同心圆的方式排列成一扁平圆盘状的磁环组；复数个感测组件，每一感测组件均相对应于一磁环及一导磁外壳所构成。该薄型绝对位置磁性入码器的磁环组由二极、四极、八极等等磁环以同心圆由内向外排列而成，即磁环愈多，磁环组的直径愈大，其次，每一磁环由一个以上的磁铁所构成，磁环的厚度较大，再其次，每一磁环仅只能对应一感测组件，在空间的应用上也不经济，且在功能上也受限制。前述缺点，似有改善的空间。
发明内容
为改善前述习知薄型绝对位置磁性入码器的缺点，本发明提供一种磁性入码器，其致动磁材采用印刷磁浆以替代惯用磁铁；在隔磁基板上，在同一直径的圆周上，印刷一条以上的磁条及在主基板上对应于前述印刷有磁条的圆周，在同一直径的圆周上装置一个以上的磁反应组件。
本发明的技术内容为：一种磁性入码器，包括有：一具有磁反应组件、逻辑处理组件、被动组件及相关电路得主基板；一套筒；一具有印刷磁条图案的隔磁基板及一具有中心轴的旋转盖。其组合，首先借该套筒的插销插入该主基板的插孔，将该套筒固定于该主基板；其次以黏着剂将该具有印刷磁条的隔磁基板黏着于该旋转盖的内底面，且使有印刷磁条的一面向下，使印刷磁条能对应于该主基板上的磁反应组件；最后将该旋转盖的中心轴插入该套筒，此时该旋转盖能相对于该主基板做自由旋转，同时该具有印刷磁条的隔磁基板亦随该旋转盖旋转。至此，本磁性入码器组合完成。
本发明与现有技术相比的有益效果是：一种磁性入码器，其功能是借印刷磁条图案、充磁方向及磁反应组件放置数与位置来产生规划的输出脉波时序和组合，再经逻辑处理组件处理后供使用者使用。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为习知薄型绝对位置磁性入码器的立体分解示意图；
图2为本发明第一实施例的立体分解图；
图3为本发明第一实施例的立体分解图；
图4为本发明第一实施例的立体图；
图5为本发明第一实施例的剖面图；
图6为本发明第一实施例的印刷磁条图案；
图7为本发明第一实施例的磁反应组件位置图；
图8为本发明第一实施例的第一其它印刷磁条图案；
图9为本发明第一实施例的第一其它磁反应组件位置图；
图10为本发明第一实施例的第二其它印刷磁条图案；
图11为本发明第一实施例的第二其它磁反应组件位置图；
图12为本发明第一实施例的第三其它印刷磁条图案；
图13为本发明第一实施例的第三其它磁反应组件位置图；
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。
依照附图就本发明的第一实施例，其具体构造实例说明如下：
本发明的磁性入码器100，包括有：一旋转盖1；一隔磁基板2；一套筒3及一主基板4，如图2及图3所示。
该旋转盖1，系由盖体11及中心轴13所构成，该中心轴13位于该盖体11的内底面12中心处，该中心轴13之顶端与该盖体11的内底面12连接处设有一卡环14。
该隔磁基板2，可以塑料(PI)，绝缘胶带(PET)或其它电子用薄膜为基材，在其中央处设有一中心轴孔25，在其底面21在同一直径或不同直径的圆周上，设有一个以上的印刷磁条22，本实施例在同一直径的圆周上设有两个印刷磁条22，其直径与于该主基板4设置磁反应组件41的直径相同，即该印刷磁条22对应于该磁反应组件41。该磁条22的制程：先将硬磁材磨成粉末，再混以油墨、稀释剂、连结剂及树脂等，制成磁浆，次将该磁浆平均印刷于隔磁基板，最后予以充磁，即完成。
该套筒3，由筒体31及底缘32所构成，在该筒体31上端对称的设有四个调整孔34，并在上端缘内侧设有钩环35，其下端对应于该主基板4的插孔46设有两个插销33。
该主基板4，可以玻璃或陶为基材，在其顶面47，在同一直径或不同直径的圆周上，设有一个以上的磁反应组件41，本实施例在同一直径的圆周上设有两个磁反应组件41，另设有一逻辑处理组件42，一压电声音产生器43，两个发光二极管(LEO)44及于中央附近设有两个插孔46。
本发明磁性入码器100的组合，依序首先将该套筒3的插销33插入该主基板4的插孔46，使该套筒3与该主基板4连接在一起；其次将该隔磁基板2的中心轴孔25套入该旋转盖1的中心轴13，并以黏着剂将该隔磁基板2的顶面24黏着于该盖体11的内底面12，使该隔磁基板2与该旋转盖1连成一体，此时设有印刷磁条22的底面21向下；最后将该旋转盖1的中心轴13插入该套筒3的筒体31，并使该中心轴13顶端的卡环14轻轻的钩住该筒体31顶端钩环35，使该旋转盖1旋转时不致于由该套筒3脱离，但可使该旋转盖1相对于该主基板4自由的旋转，因该隔磁基板2与该旋转盖1已连成一体，故该旋转盖1旋转时，该隔磁基板2亦随之旋转，而该隔磁基板2的底面21与该主基板4的顶面47保持有一定距离；至此，本磁性入码器100组合完成。其立体图及剖面图分别如图4及图5所示。
本发明磁性入码器100的功能，是借印刷磁条图案22、充磁方向及磁反应组件41放置与位置来产生规划的输出脉波时序和组合，再经逻辑处理组件42处理后供使用者使用。以本实施例为例，印刷磁条图案22共有两条磁条，分别为M1及M2，均位于同一直径的圆周上，其位置分别位于67.50至157.50及292.50至22.50，如图6所示。磁反应组件11共设有两个，分别为A及B，其位置对应于该印刷磁条M1及M2，分别位于相同直径之圆周上的1800及00，如图7所示。当具有该印刷磁条M1及M2的隔磁基板2沿顺时钟方向旋转一周时，该磁反应组件A及B会分别检出ON、OFF、OFF、ON、OFF、OFF、ON、ON及OFF、OFF、ON、ON、ON、OFF、OFF、ON之讯号，若再经「互斥或门(exclusive-OR gate)」的逻辑处理组件42处理后，则产生ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF四个ON、OFF循环之AB合成讯号。
另外依据本发明的前述原理，举几例作为说明：图8至图9所示，为第一其它印刷磁条图案及磁反应组件位置的情形，即在两个不同直径的圆周上各设两条印刷磁条22分别为M3～M6及对应于每一具有印刷磁条22圆周各设有一个磁反应组件41分别为A1及B1，当具有该印刷磁条M3～M6的隔磁基板2沿顺时钟方向旋转一周时，该磁反应组件A1及B1将分别检出ON、OFF、OFF、ON、OFF、OFF、ON、ON及OFF、OFF、ON、ON、ON、OFF、OFF、ON之讯号，若再经「互斥或门」的逻辑处理组件42处理之后，则产生ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF四个ON、OFF循环的A1B1合成讯号；图10至图11所示，为第二其它印刷磁条图案及磁反应组件位置的情形，即在同一直径的圆周上设有四条印刷磁条22分别为M7～M10，相对应于该等磁条22之圆周，在同一直径之圆周上设有二个磁反应组件41分别为A2及B2，当具有该印刷磁条M7～M10之隔磁基板2沿顺时钟方向旋转一周时，该磁反应组件A2及B2将分别检出ON、OFF、OFF、ON、ON、OFF、OFF、ON、OFF、OFF、ON、ON、OFF、OFF、ON、ON及OFF、OFF、ON、ON、OFF、OFF、ON、ON、ON、OFF、OFF、ON、ON、OFF、OFF、ON之讯号，若再经「互斥或门」之逻辑处理组件42处理之后，则产生ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF八个ON、OFF循环之A2B2合成讯号；图12至图13所示，为第三其它印刷磁条图案及磁反应组件位置的情形，即在同一直径的圆周上设有七条印刷磁条22分别为M11～M17，相对应于该等磁条22的圆周，在同一直径的圆周上设有三个磁反应组件41分别为A3、B3及C3，当具有该印刷磁条M11～M17的隔磁基板2沿顺时钟方向旋转一周时，该磁反应组件A3、B3及C3将分别检出三OFF、OFF、OFF、OFF、ON、ON、ON、ON，OFF、OFF、ON、ON、OFF、OFF、ON、ON及OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON、OFF、ON循环之初步讯号，这些初步检出的讯号，若经「互斥或门」的逻辑处理组件42处理后，则产生三个OFF、ON、ON、OFF、ON、OFF、OFF、ON循环的A3、B3、C3合成讯号，若这些初步检出的讯号，改以「与门(AND gate)」的逻辑处理组件42处理时，则产生三个OFF、OFF、OFF、OFF、OFF、OFF、ON循环之A3、B3、C3合成讯号。
前述几例并非本发明印刷磁条22、磁反应组件41及逻辑处理组件42组合的全部，尚可依本发明前述的原理做各种印刷磁条22、磁反应组件41及逻辑处理组件42的组合，以符合使用者的需求。
综上所述，本发明一种磁性入码器，其致动磁材采用印刷磁浆以替代惯用磁铁；在隔磁基板上，在同一直径的圆周上，印刷一条以上的磁条及在主基板上对应于前述印刷有磁条的圆周，在同一直径的圆周上装置一个以上的磁反应组件，既经济又实用，实已符合发明专利申请要件，因此特依法提出发明专利申请。
以上仅就本发明的数种具体构造实施例予以说明，惟精于此领域的技术显然可知，在不违反本发明上述构成原理与精神下，尚可做种种修饰、取代及变更，诸此均应视为涵盖在下文申请专利范围之内。