CN106931998A - 一种新型光电编码传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型光电编码传感器，包括机体、回转轴、光栅盘和光信号检测器，回转轴通过轴承安装在机体上，光信号检测器包括与机体连接的光源和光敏器件，回转轴上可拆卸地设置有与光栅盘配合的安装座，安装座的表面设置有定位凸台，定位凸台与光栅盘相适配，光信号检测器还包括基板，基板固定设置在机体上，光敏器件设置在基板的表面，新型光电编码传感器还包括定位机构，定位机构为机体上与基板相适配的第一定位凸缘或设置在基板表面并与机体的定位孔相适配的第二定位凸缘。本发明的新型光电编码传感器体积较小且光栅盘及光信号检测器易于安装定位。
Description
技术领域
本发明涉及一种角度测量装置，尤其涉及一种新型光电编码传感器。
背景技术
光电编码器是一种通过光电转换将回转轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。现有分辨率较高的光电编码器多为密封的整体式结构，其体积较大，不便于与驱动电机等应用设备结合成小巧统一的整体，尤其是在所检测的角度有限、不需要360°旋转检测的情况下，操作人员更希望能有一款便于使用、整体尺寸又较小的光电编码器。此外，原有的基于摩尔条纹的光电编码器需要精确固定的定光栅配合移动的动光栅才能工作，这需要一个精密的调整过程，因此较高精度的光电编码器均采用一体化设计，体积大，不便于与被测量的转轴结合。近年来高集成度的光电编码器专用芯片迅速发展，为光电转角编码器的制造与使用带来了极大的便利。然而，实际设计时如何保证光栅盘与回转轴的位置关系以及光信号检测器与机体、回转轴的位置关系成为一个新的难题。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的新型光电编码传感器，使其能够有效地克服上述缺陷。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种体积较小且光栅盘及光信号检测器易于安装定位的新型光电编码传感器。
本发明的新型光电编码传感器，包括机体、回转轴、光栅盘和光信号检测器，回转轴通过轴承安装在机体上，光信号检测器包括与机体连接的光源和光敏器件，回转轴上可拆卸地设置有与光栅盘配合的安装座，安装座的表面设置有定位凸台，定位凸台与光栅盘相适配，光信号检测器还包括基板，基板固定设置在机体上，光敏器件设置在基板的表面，新型光电编码传感器还包括定位机构，定位机构为机体上与基板相适配的第一定位凸缘或设置在基板表面并与机体上的定位孔相适配的第二定位凸缘，所述定位孔与机体上的轴孔同轴。
进一步的，本发明的新型光电编码传感器，光栅盘为扇形光栅盘。
进一步的，本发明的新型光电编码传感器，安装座通过螺母或紧定螺钉紧固在回转轴上。
进一步的，本发明的新型光电编码传感器，电机的动子与安装座连接，电机的转子与光信号检测器连接。
进一步的，本发明的新型光电编码传感器，光栅盘还可以用胶粘在安装座上，以便简化机构。
进一步的，本发明的新型光电编码传感器，光信号检测器为反射式光信号检测器或透射式光信号检测器。
进一步的，本发明的新型光电编码传感器，光源为短波长发光元件，并且采用了反射式光栅位置检测原理的光信号检测器。
进一步的，本发明的新型光电编码传感器，光源为蓝色LED。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明的新型光电编码传感器将常规的自身带轴承系统的光电编码器改造成可以由用户自行组装的形式。对于仅需较小检测角度的应用，还可以打破圆形外廓的限制。实际使用时，操作人员可根据需要自行设计安装座，同时，操作人员可通过修磨安装座的厚度得到合适的光敏器件到光栅盘表面的间隙，从而有效地减小使用设备的体积，或使得回转轴上其他零件的尺寸、形状得到优化。此外，光栅盘与回转轴的同心性、光信号检测器与回转轴的同心性可通过定位机构得到保障。综上所述，本发明的新型光电编码传感器体积较小且光栅盘及光信号检测器易于安装定位。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是现有光电编码器的结构示意图；
图2是实施例一中一种光电编码传感器的结构示意图；
图3是实施例一中另一种光电编码传感器的结构示意图；
图4是实施例二的光电编码传感器的结构示意图；
图5是实施例三和实施例四中一种光电编码器的结构示意图；
图6是实施例三和实施例四中另一种光电编码器的结构示意图；
图7是是实施例五中一种光电编码传感器的结构示意图；
图8是实施例五中另一种光电编码传感器的结构示意图；
图9是实施例七的光电编码传感器的结构示意图；
图10是实施例八的光电编码传感器的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一：如图1所示，目前光电编码器也有分体式结构的。但是其光栅盘的安装部位101基本上都是生产厂家给出的系列尺寸，不便于使用者灵活掌握。
如果光电编码器厂家仅生产光栅盘1及光信号检测器2，而允许使用者根据需要设计回转轴3上的安装座301，如图2、图3所示，则能更有效地减小使用设备的体积，或能使轴上其他零件的尺寸、形状得到优化。图2中，用户采用了在调整光栅盘位置之后以螺母紧固方式固定光栅盘1的结构，其中螺母及安装座301起到了图1中的光栅盘坐101的作用，可以通过修磨安装座301的厚度得到合适的光敏器件到光栅盘表面的间隙。光栅盘与回转轴的同心性仍需要进一步调整。而在图3中，借鉴了图1的结构，但是采用了由用户提供安装座301的方式，用户自行在调试后胶粘固定光栅盘。本实施例的图中仅表示了采用了反射式光电信号获取原理，亦即光源与光敏器件均安装在光栅盘的同一侧的情况，也完全可以采用图4中所表示的透射式光电信号获取原理实现。
实施例二：如图4所示，类似于实施例1，本实施例采用了透射式光电信号获取原理，亦即光源与光敏器件分别安装在光栅盘的异侧。
实施例三：如图4、图5所示，光栅盘上加工有与光栅刻线排列中心相对应的定位结构101，在这里它是一个内孔。而在回转轴3上采用了一个定位凸台304的圆柱面部位与其配合，以实现可满足精度要求的定心功能。显然该配合关系的定位结构也可以在光栅盘的其他部位。例如，将光栅盘外边缘的圆柱面加工得与光栅刻线排列中心同心，也可以起到对光栅盘定位的作用。
实施例四：如图5所示，在光信号检测器2上设置定位结构201。该定位结构201是一个可以定心的内孔，利用该孔将光信号检测器2上的基板203定位在机体上的第一定位凸缘102上，然后调整并固定光敏器件202，完成了光信号检测器2的安装。在安装于机体4的时候，再次利用定心的孔201，使光敏器件202与光栅盘之间的位置关系在垂直于回转轴的平面内确定在最优状态。
显然该配合关系的定位结构也可以在光信号检测器的其他部位。例如，在基板的表面设置与轴孔适配的第二凸缘204，如图6所示，也可以起到对光信号检测器定位的作用。当然还可以采用定位销等方式保证定位关系的复现。
本实施例中的改进还可以在实施例3的基础上实现，更便于安装使用。
实施例五：如果所要检测的转角范围较小，例如小于180°或更小，则可以将光栅盘1裁剪成扇形或近似扇形，从而减小设备垂直于回转轴方向上的整体尺寸。图6、图7、图8为在实施例4的基础上进行的剪裁。
实施例六：根据反射式光栅成像特性，如果照射波长较短，有利于提高获得清晰的检测信号。因此本实施例中，采用了波长较短的发光元件，例如采用蓝色的LED。
实施例七：光栅盘，和/或光信号检测器，可以进一步与机体中的功能部件结合，如图9所示。例如，将光栅盘1与无刷电机转子的磁铁303结合在一起，将光信号检测器2与作为无刷电机定子的线圈401结合在一起，构成了一个结构紧凑的驱动/转角反馈系统。
实施例八：如图10所示，在图6、图7的基础上，结合实施例7进行演化，其中的电机仅在一个小角度内往复地工作，不需要整周地回转，光栅盘1与作为动子的线圈303结合，光信号检测器2与定子磁铁401结合。
以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种新型光电编码传感器，包括机体、回转轴、光栅盘和光信号检测器，回转轴通过轴承安装在机体上，光信号检测器包括与机体连接的光源和光敏器件，其特征在于：回转轴上可拆卸地设置有与光栅盘配合的安装座，安装座的表面设置有定位凸台，定位凸台与光栅盘相适配；光信号检测器还包括基板，基板固定设置在机体上，光敏器件设置在基板的表面；新型光电编码传感器还包括定位机构，定位机构为机体上与基板相适配的第一定位凸缘或设置在基板表面并与机体上的定位孔相适配的第二定位凸缘，所述定位孔与机体的轴孔同轴。
2.根据权利要求1的新型光电编码传感器，其特征在于：光栅盘为扇形光栅盘。
3.根据权利要求1的新型光电编码传感器，其特征在于：安装座通过螺母或紧定螺钉紧固在回转轴上。
4.根据权利要求1-3中任一项的新型光电编码传感器，其特征在于：电机的动子与安装座连接，电机的转子与光信号检测器连接。
5.根据权利要求4的新型光电编码传感器，其特征在于：所述光栅盘胶粘在安装座上。
6.根据权利要求1的新型光电编码传感器，其特征在于：光信号检测器为反射式光信号检测器或透射式光信号检测器。
7.根据权利要求1的新型光电编码传感器，其特征在于：所述光源为短波长的发光元件，并且所述光信号检测器为反射式光信号检测器。
8.根据权利要求6的新型光电编码传感器，其特征在于：光源为蓝色LED。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Lv Weixin Inventor after: Hai Dong Shi Inventor after: Ma Jinghao Inventor after: Wang Lei Inventor after: Zhang Xiangfeng Inventor before: Zhang Xiangfeng |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170707 |