CN108344431B - 一种高灵敏编码器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高灵敏编码器，所述第一活动臂、第二活动臂中部通过转轴交叉活动连接，所述第一活动臂、第二活动臂之间还设置有张力弹簧；所述第一活动臂、第二活动臂下方还设置有发光单元和受光单元；所述转盘上设置有齿状结构，所述第一活动臂、第二活动臂顶部与转盘的齿状结构贴紧；当转盘转动时，第一活动臂、第二活动臂也对应产生位移，受光单元接收到光信号变化。本申请采用第一活动臂、第二活动臂和齿状结构组合结合实现转动方向识别，相比现有设计转动识别的灵敏度更好，使用寿命更长，同时做了结构部件和电子部件分离，为产品做三防工艺提供便捷，满足使用者对高灵敏度操作和产品防静电、防尘、防水的需求。

Description

一种高灵敏编码器
技术领域
本发明涉及电子编码信号输出器件领域，具体涉及一种高灵敏编码器。
背景技术
编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号。按照工作原理，编码器可以分为电子式和机械式两种。
现有的电子编码器利用红外线收发信号，滚轮工作时无实质性接触，因此有良好的稳定性和长寿命。但是现有编码器电子部件和结构部件为一体设计，生产工艺复杂成本高且产品难实现纳米三防处理。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种反应速度快、灵敏度更高、稳定性更好的高灵敏编码器。
为实现该技术目的，本发明的方案是：一种高灵敏编码器，包括转盘、第一活动臂、第二活动臂，所述第一活动臂、第二活动臂中部通过转轴交叉活动连接，所述第一活动臂、第二活动臂之间还设置有张力弹簧；
所述第一活动臂、第二活动臂下方还设置有发光单元和受光单元；
所述转盘上设置有齿状结构，所述第一活动臂、第二活动臂顶部与转盘的齿状结构贴紧。
作为优选，所述齿状结构为齿轮内盘，所述齿轮内盘为凹状结构，所述齿轮内盘由复数个弧形的齿峰和齿谷组成；
所述第一活动臂、第二活动臂顶部侧面分别设置有凸杆，所述凸杆与齿轮内盘内侧相接触；
静止时，第一活动臂的凸杆位于齿峰上侧边沿，第二活动臂的凸杆位于齿峰上侧边沿；
当转盘顺时针旋转时，在张力弹簧作用下第一活动臂的凸杆从齿峰边沿滑落到齿谷，第二活动臂的凸杆从齿峰一侧边沿滑齿峰另一侧边沿，受光单元由于第一活动臂遮挡发生较大位置变化，获得光信号变化，确认是顺时针转动；反之则为逆时针转动。
作为优选，所述第一活动臂、第二活动臂下方分别各配套设置有一组发光单元和受光单元，第一活动臂或者第二活动臂左右移动及旋转可截止或导通由发光单元和受光单元组成的光电电路。
作为优选，所述受光单元为光接收器PT，所述发光单元为发光器IR。
作为优选，所述发光器IR和光接收器PT的光路径工作方式可以为：直接照射、反射、或者透镜导光。
作为优选，所述发光器IR和光接收器PT贴装在PCB板上，PCB板表面喷涂有能够实现防水、防静电、防尘的三防功能涂层。
本发明的有益效果，本申请采用第一活动臂、第二活动臂和齿状结构组合结合实现转动方向识别，相比现有设计转动识别的灵敏度更好，使用寿命更长，同时做了结构部件和电子部件分离，为产品做三防工艺提供便捷，满足使用者对高灵敏度操作和产品防静电、防尘、防水的需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视面的爆炸图；
图3为本发明的后视面的爆炸图；
图4为本发明的局部结构示意图；
图5为本发明的局部爆炸图；
图6为本发明的第一活动臂的结构示意图。
实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1-6所示，本发明所述的具体实施例为一种高灵敏编码器，包括转盘4、第一活动臂5、第二活动臂6、前盖2、后盖3、底座1，所述第一活动臂5、第二活动臂6中部通过转轴11交叉活动连接，所述第一活动臂5、第二活动臂6之间还设置有张力弹簧9；
所述转盘4活动安装在前盖2和后盖3之间，前盖2和后盖3底部固定安装在底座1上；
所述第一活动臂5、第二活动臂6下方还设置有发光单元7和受光单元8；
所述转盘4上设置有齿状结构，所述第一活动臂5、第二活动臂6顶部与转盘4的齿状结构贴紧；
当转盘转动时，第一活动臂5、第二活动臂6也对应产生位移，受光单元8接收到光信号变化。
所述齿状结构为齿轮内盘402，所述齿轮内盘为凹状结构，所述齿轮内盘402由复数个弧形的齿峰403和齿谷401组成；
所述第一活动臂5、第二活动臂6顶部侧面分别设置有凸杆12，所述凸杆12与齿轮内盘402内侧相接触；
如图4，静止时，第一活动臂5的凸杆12位于右侧的齿峰上侧边沿第二活动臂6的凸杆位于左侧的齿峰上侧边沿，第一活动臂和5第二活动臂6的顶部均与转盘的中轴贴紧；
当转盘顺时针旋转时，在张力弹簧作用下第一活动臂的凸杆从齿峰边沿滑落到齿谷，第二活动臂的凸杆从齿峰一侧边沿滑齿峰另一侧边沿，此时第一活动臂产生较大幅度转动、第二活动臂几乎不转动；第一活动臂底部转动并遮挡住受光单元，受光单元接收到较大光信号变化，立刻转换成电信号，进而实现快速的转动方向识别，并确认转动方向是顺时针转动；反之则为逆时针转动。
当转动停止后，在张力弹簧作用下，第一活动臂和第二活动臂上的凸杆均移动到齿峰上侧边沿停止，保持力平衡的静止状态。
为了进一步提高灵敏度，所述第一活动臂5、第二活动臂6下方分别各配套设置有发光单元7和受光单元8（如图4，每个活动臂下方各有一组独立的光电电路），第一活动臂5或者第二活动臂6左右移动及旋转可截止或导通由发光单元7和受光单元8组成的光电电路。所述受光单元为光接收器PT，所述发光单元为发光器IR，发光器IR生产成本低，工艺成熟，光接收器PT对红外线接收敏感，灵敏度高。所述发光器IR 和光接收器PT 的光路径工作方式可以为：直接照射、反射、或者透镜导光。采用一组发光单元和受光单元组成的光电电路也可以分别接收第一、第二活动臂的位移变化，通过设计活动臂底部形状的不同进而产生不同的信号特点，通过信号特点来判断是第一活动臂还是第二活动臂。而采用每个活动臂下方有独立的一组发光单元和受光单元，每个活动的位移都能单独被识别，能够减少活动臂之间的相互干扰，同时减少了信号特点识别的步骤，可以进一步提高灵敏度。同时结构部件和电子部件是分离的，使用寿命长，稳定性能好。
为了提安全稳定性，所述发光器IR 和光接收器PT 贴装在PCB板上，PCB板表面喷涂有能够实现防水、防静电、防尘的三防功能涂层。三防功能涂层可以满足使用者对高灵敏度操作和产品防静电、防尘、防水的需求。
本申请采用第一活动臂、第二活动臂和齿状结构组合结合实现转动方向识别，相比现有设计转动识别的灵敏度更好，使用寿命更长，同时做了结构部件和电子部件分离，为产品做三防工艺提供便捷，满足使用者对高灵敏度操作和产品防静电、防尘、防水的需求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高灵敏编码器，其特征在于：包括转盘、第一活动臂、第二活动臂，所述第一活动臂、第二活动臂中部通过转轴交叉活动连接，所述第一活动臂、第二活动臂之间还设置有张力弹簧；
所述第一活动臂、第二活动臂下方还设置有发光单元和受光单元；
所述转盘上设置有齿状结构，所述第一活动臂、第二活动臂顶部与转盘的齿状结构贴紧；
所述齿状结构为齿轮内盘，所述齿轮内盘为凹状结构，所述齿轮内盘由复数个弧形的齿峰和齿谷组成；
所述第一活动臂、第二活动臂顶部侧面分别设置有凸杆，所述凸杆与齿轮内盘内侧相接触；
静止时，第一活动臂的凸杆位于齿峰上侧边沿，第二活动臂的凸杆位于齿峰上侧边沿；
当转盘顺时针旋转时，在张力弹簧作用下第一活动臂的凸杆从齿峰边沿滑落到齿谷，第二活动臂的凸杆从齿峰一侧边沿滑齿峰另一侧边沿，受光单元由于第一活动臂遮挡发生较大位置变化，获得光信号变化，确认是顺时针转动；反之则为逆时针转动。
2.根据权利要求1所述的高灵敏编码器，其特征在于：所述第一活动臂、第二活动臂下方分别各配套设置有一组发光单元和受光单元，第一活动臂或者第二活动臂左右移动及旋转可截止或导通由发光单元和受光单元组成的光电电路。
3.根据权利要求1所述的高灵敏编码器，其特征在于：所述受光单元为光接收器PT，所述发光单元为发光器IR。
4.根据权利要求3所述的高灵敏编码器，其特征在于：所述发光器IR和光接收器PT的光路径工作方式为：直接照射、反射、透镜导光。
5.根据权利要求3所述的高灵敏编码器，其特征在于：所述发光器IR和光接收器PT贴装在PCB板上，PCB板表面喷涂有能够实现防水、防静电、防尘的三防功能涂层。
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