CN105973278A - 一种伺服电机及其耐辐照光电编码器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种伺服电机及其耐辐照光电编码器，该光电编码器包括码盘、光电信号处理模块、光源发射光纤和光信号接收光纤；该伺服电机包括电机本体、伺服电机控制器和前述耐辐照光电编码器；伺服电机控制器将前述耐辐照光电编码器产生的电信号作为位置反馈信号来控制电机本体动作。耐辐照光电编码器的码盘和光电信号处理模块通过光源发射光纤和光信号接收光纤柔性连接后实现光信号传输，使得码盘和光电信号处理模块相对位置可调。使用时，可将码盘安装于辐照环境下工作的设备上，而将光电信号处理模块和伺服电机控制器远离辐照范围安装，从而规避了辐照对其内半导体内电子元件产生的不利影响，保证了光电编码器的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及光电编码器耐辐照技术领域，特别涉及一种伺服电机及其耐辐照光电编码器。
背景技术
伺服电机被广泛地应用于食品、化工、医学等现代工业的各个领域。
光电编码器是伺服电机的重要组件，其作用在于通过码盘将电机轴的机械转动信号转换成具有一定逻辑顺序的光信号，再通过光电信号处理模块将该光信号转换为电信号后传输给伺服电机控制器，伺服电机控制器再通过电机电源线控制电机转动。
其中，光电编码器的编码器光电转换元件和信号放大元件均为硅基半导体元件，而硅基半导体元件受到大量射线照射后将会失效，从而阻碍了光电编码器在工作于辐照环境下设备上的应用。
有鉴于此，本领域技术人员亟待对现有光电编码器结构进行改进，以解决现有光电编码器无法适用于高辐照环境下工作的设备的问题。
发明内容
针对上述缺陷，提供一种伺服电机的耐辐照光电编码器，以解决现有光电编码器无法适用于高辐照环境下工作的设备的问题。在此基础上，本发明还提供一种包括该耐辐照光电编码器的伺服电机。
本发明所提供的耐辐照光电编码器包括码盘、光电信号处理模块、光源发射光纤和光信号接收光纤；其中，光源发射光纤用于将光电信号处理模块光源传输至码盘，光信号接收光纤用于将经码盘处理后的光信号传输至所述光电信号处理模块，光电信号处理模块进行光电转化处理后通过电信号输出端口输出控制信号。
这种耐辐照光电编码器的码盘和光电信号处理模块两者通过光源发射光纤和光信号接收光纤柔性连接后实现光信号传输，使得码盘和光电信号处理模块两者相对位置可调。使用时，可将码盘安装于辐照环境下工作的设备上，而将对辐照较为敏感的光电信号处理模块远离辐照范围安装，从而规避了辐照对其内半导体内电子元件产生的不利影响，保证了光电编码器的正常工作。
可选地，还包括用于罩盖所述码盘的保护罩，所述光电信号处理模块位于所述保护罩外，所述光源发射光纤和所述光信号接收光纤均贯穿所述保护罩并传输光信号。
可选地，所述光源发射光纤和所述光信号接收光纤均通过各自的固定件安装于所述保护罩内，所述固定件固定于所述保护罩的内壁上并开设有供光纤插接的插接孔。
此外，本发明还提供一种伺服电机，该伺服电机包括电机本体和如上所述的耐辐照光电编码器，所述耐辐照光电编码器的电信号输出端口连接所述电机本体的伺服电机控制器。
由于耐辐照光电编码器具有上述技术效果，因此包括该耐辐照光电编码器的伺服电机具有同样的技术效果，故而本文在此不再赘述。
附图说明
图1示出了本发明所提供的伺服电机具体实施方式的结构示意图；
图2示出了切除部分保护罩后图1中伺服电机的局部仰视结构示意图；
图3示出了切除部分保护罩后图1中伺服电机的局部俯视结构示意图；
图1至图3中附图标记与各个部件名称之间的对应关系：
10电机本体、11电机轴连接轴；
20保护罩、21码盘、22光源发射光纤、23光信号接收光纤、24电机动力线、25伺服电机控制器、26光电信号处理模块。
具体实施方式
本发明的核心在于，提供一种耐辐照光电编码器，以适用于高辐照环境下工作的设备。在此基础上，本发明还提供一种包括该耐辐照光电编码器的伺服电机。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面以应用于伺服电机为例来，结合附图和具体实施方式对本发明所提供的耐辐照光电编码器作进一步的详细说明。
请参见图1至图3，其中，图1示出了本发明所提供的伺服电机具体实施方式的结构示意图，图2示出了切除部分保护罩后图1中伺服电机的局部仰视结构示意图，图3示出了切除部分保护罩后图1中伺服电机的局部俯视结构示意图。
结合图1至3可知，耐辐照光电编码器包括保护罩20、码盘21、光源发射光纤22、光信号接收光纤23和光电信号处理模块26。其中，码盘21固定地套设于伺服电机的电机轴连接轴11上，以便随电机轴连接轴11同步转动；保护罩20罩盖码盘21并固定于电机本体10上；光电信号处理模块26位于保护罩20外并内置有光源，光源发射光纤22贯穿保护罩20并用于将光电信号处理模块26的光源传输至码盘21一端面，光信号接收光纤23贯穿保护罩20并用于将经码盘21处理后的光信号传输至光电信号处理模块26，光电信号处理模块26用于将该光信号转化为电信号传输给伺服电机控制器25，然后伺服电机控制器25内部控制运算后形成控制信号传输给电机驱动模块，电机驱动模块通过电机动力线24控制电机本体10，以控制伺服电机的启停或转速等性能。
具体地，伺服电机控制器25可以进一步模块化，具体包括控制模块和电机驱动模块；光电信号处理模块26的信号接收端连接光信号接收光纤23，其信号输出端连接控制模块，光电信号处理模块26用于将光信号转化为电信号，进而输送至控制模块；
控制模块的信号输入端连接光电信号处理模块26的信号输出端，其信号输出端连接电机驱动模块，控制模块根据内部控制运算发送控制指令于电机驱动模块；
电机驱动模块根据控制指令控制连接电机本体10动作，例如控制电机本体10的启动、停止、转速等性能。
其中，光电编码器的码盘21和光电信号处理模块26两者通过光源发射光纤22和光信号接收光纤23柔性连接后实现光信号传输，使得码盘21和伺服电机控制器25两者相对位置可调。使用时，可将码盘21安装于辐照环境下工作的电机本体10上，而将对辐照较为敏感的光电信号处理模块26远离辐照范围安装，从而规避了辐照对其内半导体电子元件产生的不利影响，保证了光电编码器的正常工作。
需要说明的是，通常情况下，光电编码器包括一根光源发射光纤22和多个光信号接收光纤23。
可以理解，光信号接收光纤23的数量并不仅限于本具体实施方式示例的三根，本领域技术人员可以根据增量式光电编码器或绝对值光电编码器的具体结构进行适应性调整，即对光源发射光纤22和光信号接收光纤23数量的任何变型形式均落入本发明的保护范围内。
此外，需要说明的是，伺服电机控制器25的结构及工作原理与现有伺服电机控制器基本相同，本领域技术人员基于现有技术完全可以实现，故而本文在此不再赘述。
进一步地，本具体实施方式中光源发射光纤22和光信号接收光纤23两者均通过各自的固定件安装于保护罩20的内壁上。
详细地，固定件通过焊接、粘接、铆接或螺接等机械领域惯用手段固定于保护罩20的内壁上，并开设有可供光源发射光纤22或光信号接收光纤23插接的插接孔。
可以理解，在保证光源发射光纤22和光信号接收光纤23两者与码盘21相对位置关系的基础上，光源发射光纤22和光信号接收光纤23可以以任意方式定位。例如：以钢管等刚性元件作为固定件，先将相应地光纤插入钢管，然后再折弯一定角度，以便光源发射光纤22和光信号接收光纤23各自的端部正对码盘21上的对应光孔即可。
此外，本具体实施方式中所提供的耐辐照光电编码器通过保护罩20保护码盘21，这样一方面防止了码盘21因外部冲击而损失的风险，另一方面避免了外部光源对其检测过程的干扰。
最后，需要强调的是，为了便于本领域技术人员更好地理解技术方案，本具体实施方式是以应用于伺服电机为例来说明耐辐照光电编码器的具体结构，但该耐辐照光电编码器并不仅适用于伺服电机，还可应用于任何需要使用光电编码器且在辐照环境下工作的设备。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种伺服电机的耐辐照光电编码器，包括码盘(21)和光电信号处理模块(26)，其特征在于，还包括光源发射光纤(22)和光信号接收光纤(23)，所述光源发射光纤(22)，用于将所述光电编码器的光电信号处理模块(26)的光源传输至码盘(21)；
所述光信号接收光纤(23)，用于将经码盘(21)处理后的光信号传输至所述光电信号处理模块(26)；
所述光电信号处理模块(26)进行光电转化处理后通过电信号输出端口输出控制信号于伺服电机控制器。
2.如权利要求1所述的耐辐照光电编码器，其特征在于，还包括用于罩盖所述码盘(21)的保护罩(20)，所述光电信号处理模块(26)位于所述保护罩(20)外，所述光源发射光纤(22)和所述光信号接收光纤(23)均贯穿所述保护罩(20)并传输光信号。
3.如权利要求2所述的耐辐照光电编码器，其特征在于，所述光源发射光纤(22)和所述光信号接收光纤(23)均通过各自的固定件安装于所述保护罩(20)内，所述固定件固定于所述保护罩(20)的内壁上并开设有供光纤插接的插接孔。
4.一种伺服电机，包括电机本体(10)、伺服电机控制器，其特征在于，还包括权利要求1至3任一项所述的耐辐照光电编码器；所述耐辐照光电编码器的电信号输出端口连接所述电机本体的伺服电机控制器。
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