CN112033443A - 一种多级可调式编码器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及编码器技术领域，具体公开了一种多级可调式编码器,包括中间架、上端盖与下端盖，中间架的上端设有驱动组件，中间架的中间环向设有四个编码组件，驱动组件与编码组件之间设有联动组件；驱动组件由驱动转轴与驱动齿轮构成；联动组件由电缸、转轴与联动齿轮构成；编码组件由编码轴、动齿轮、编码圆盘、光源件、受光件与分度尺构成；本发明中，驱动组件、联动组件与编码组件进行联动作业，通过联动组件与编码组件的多种不同传动比的组合，可以在较大范围内调节整个编码器的输出范围，并且通过驱动组件可同时驱动四个编码组件进行同步工作，因此进一步提高了信号输出的精度范围，提高了整个编码器的适用范围。

Description

一种多级可调式编码器
技术领域
本发明涉及编码器技术领域，具体为一种多级可调式编码器。
背景技术
编码器是一种可以将信号或者数据进行编制、转换为可以通讯、传输与存储的信号形式的设备，编码器通常由码盘与码尺构成，编码器按照码盘的刻孔方式不同可以分为增量型编码器与绝对值型编码器，编码器按照信号的输出形式可以分为电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出与长线驱动输出等四种形式的编码器，编码器按照机械安装形式可以分为有轴型与轴套型两种形式，现有技术中的编码器，其输出信号的种类与精度一般为定量值，这些值为不可改变，他们在编码器制作完成后就成为编码器的固有属性，这种类型的编码器可以满足一般的信号输出要求，但在实际的加工过程中仍存在以下弊端：
1.现有技术中的编码器，单一结构编码器的信号输出精度值与信号输出范围值通常为定值，因此在一定程度上具有较大的局限性，不能同时满足多种精度与输出范围值的需求；
2.现有技术中的编码器，其结构为固定时，内部可以调节变量较小，因此在结构上无法记性较大范围的调节，无法进一步的扩大其信号输出的范围值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多级可调式编码器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多级可调式编码器,包括中间架、中间架上端所设的上端盖与中间架下端所设的下端盖，所述中间架的上端并且在上端盖的中间设有驱动组件，所述中间架的中间环向设有四个编码组件，所述驱动组件与编码组件之间设有联动组件；
所述中间架的中间设有内支撑壁，且在内支撑壁的外侧环向设有外支撑壁，所述内支撑壁的外侧四角处与外支撑壁之间固定连接有连接筋板，所述上端盖由盖板I与盖板I中间开设的中间轴孔构成，所述下端盖由盖板II与盖板II上端与内支撑壁内壁相扣合的限位卡头构成；
所述驱动组件由驱动转轴与驱动转轴下端固定套接的驱动齿轮构成；
所述联动组件由电缸、电缸前端固定连接的联动转轴与联动转轴外侧固定套接的联动齿轮构成，所述联动齿轮与驱动齿轮相啮合；
所述编码组件由编码轴、编码轴轴端固定套接的从动齿轮、编码轴中间固定套接的编码圆盘、编码圆盘左下端所设的光源件、编码圆盘又下端所设的受光件与受光件内侧所设的分度尺构成，所述从动齿轮与联动齿轮相啮合。
优选的，所述内支撑壁四面壁体的中间对称设有四个电缸固定座，且在电缸固定座的中间开设有电缸安装槽，所述电缸固定安装在电缸安装槽内。
优选的，所述外支撑壁四面壁体的内侧的中间设有轴承座，且在轴承座的中间开设有轴承孔I，所述内支撑壁四面壁体的中间并且在轴承孔I的对应位置处开设有轴承孔II，所述编码轴的两端分别与轴承孔I、轴承孔II通过轴承相套配。
优选的，所述轴承座的下端并且在外支撑壁的内侧面上设有分度尺接插板，所述分度尺接插板的下端并且在外支撑壁的内侧面上开设有受光件安装孔，所述外支撑壁的外壁对应受光件安装孔的位置处设有外接端口，所述轴承孔II的下端并且在内支撑壁的壁体内开设有与受光件安装孔位置相对应的光源安装孔，所述光源件固定安装在受光件安装孔内，所述分度尺的上端与分度尺接插板相卡扣，所述分度尺固定安装在光源安装孔内。
优选的，所述驱动转轴的上端的外侧套设有与中间轴孔的内孔相固定套配的轴承I，所述轴承I的下端并且在中间轴孔的孔口处卡设有卡环I。
优选的，所述驱动转轴的中间设有环向凸台结构的限位凸台，所述驱动齿轮的上端与限位凸台相贴合，且在驱动齿轮的下端设有与驱动转轴的轴端相卡配的卡环II。
优选的，所述电缸活塞杆的轴端固定设有连接板I，所述联动转轴的轴端设有与连接板I通过螺栓固定相连的连接板II，所述联动转轴与联动齿轮之间套设有轴承II。
优选的，所述外支撑壁的上端环向设有上法兰，所述上法兰与盖板I通过螺栓固定连接，所述外支撑壁的下端环向设有下法兰，所述下法兰与盖板II通过螺栓固定连接。
优选的，所述上法兰的上端环向开设有上密封槽，且在上密封槽内扣设有上密封圈，所述下法兰的下端环向开设有下密封槽，且在下密封槽内扣设有下密封圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：
1.本发明中，驱动组件、联动组件与编码组件进行联动作业，通过联动组件与编码组件的多种不同传动比的组合，可以在较大范围内调节整个编码器的输出范围，并且通过驱动组件可同时驱动四个编码组件进行同步工作，因此进一步提高了信号输出的精度范围，提高了整个编码器的适用范围；
2.本发明中，通过控制联动组件在驱动组件与编码组件之间的联动，可以选择性的同时输出一个、两个、三个或者四个信号，因此在结构上具有更高的可调节性，更进一步的提高了整个编码器信号输出范围。
附图说明
图1为本发明整体结构轴侧视图；
图2为本发明整体结构主视图；
图3为图2中A-A处剖面结构示意图；
图4为本发明整体结构轴侧爆炸视图；
图5为本发明中中间架整体结构轴侧视图；
图6为本发明中中间架整体结构轴侧半剖视图；
图7为本发明中驱动组件轴侧半剖结构视图；
图8为本发明中联动组件轴侧结构视图；
图9为本发明中编码组件轴侧结构视图。
图中：1、中间架；2、上端盖；3、下端盖；4、驱动组件；5、联动组件；6、编码组件；7、上密封圈；8、下密封圈；101、内支撑壁；102、外支撑壁；103、上法兰；104、下法兰；105、上密封槽；106、下密封槽；107、连接筋板；108、电缸固定座；109、电缸安装槽；110、轴承座；111、轴承孔I；112、轴承孔II；113、光源安装孔；114、受光件安装孔；115、分度尺接插板；116、外接端口；201、盖板I；202、中间轴孔；301、盖板II；302、限位卡头；401、驱动转轴；402、轴承I；403、卡环I；404、限位凸台；405、驱动齿轮；406、卡环II；501、电缸；502、连接板I；503、联动转轴；504、连接板II；505、轴承II；506、联动齿轮；601、从动齿轮；602、编码轴；603、编码圆盘；604、光源件；605、受光件；606、分度尺。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种多级可调式编码器,包括中间架1、中间架1上端所设的上端盖2与中间架1下端所设的下端盖3，中间架1的上端并且在上端盖2的中间设有驱动组件4，中间架1的中间环向设有四个编码组件6，驱动组件4与编码组件6之间设有联动组件5，其中，中间架1相对驱动组件4、联动组件5与编码组件6起到一个固定支撑的作用，上端盖2与下端盖3相对中间架1内部的驱动组件4、联动组件5与编码组件6起到一个封闭保护的作用，而驱动组件4相对联动组件5与编码组件6起到一个驱动的作用，联动组件5相对驱动组件4与编码组件6起到一个中间联动的作用，通过编码组件6完成信号的转换的作用；
中间架1的中间设有内支撑壁101，且在内支撑壁101的外侧环向设有外支撑壁102，内支撑壁101的外侧四角处与外支撑壁102之间固定连接有连接筋板107，上端盖2由盖板I 201与盖板I 201中间开设的中间轴孔202构成，下端盖3由盖板II 301与盖板II 301上端与内支撑壁101内壁相扣合的限位卡头302构成，其中，在中间架1中，内支撑壁101为整个装置提供一个内部支撑，外支撑壁102为整个装置提供一个外部防护支撑，连接筋板107则提高整个装置的整体结构强度；在上端盖2中，中间轴孔202为驱动组件4提供一个旋转支撑；在下端盖3中，限位卡头302的这种结构使下端盖3与中间架1的下端扣合的更加紧凑；
驱动组件4由驱动转轴401与驱动转轴401下端固定套接的驱动齿轮405构成，工作时，驱动转轴401与外接转轴通过联轴器固定相连，为整个装置内部的传动提供一个驱动力，而驱动齿轮405则为联动组件5提供一个啮合传动的驱动力；
联动组件5由电缸501、电缸501前端固定连接的联动转轴503与联动转轴503外侧固定套接的联动齿轮506构成，联动齿轮506与驱动齿轮405相啮合，通过将驱动齿轮405相啮合的联动齿轮506选配成不同齿数的锥齿轮，改变驱动齿轮405与联动齿轮506之间的传动比，进而改变从动齿轮601的输出转速，使整个编码器的四面形成四个不同的输出转速，获得不同的编码输出，提高编码信号输出范围，工作时，电缸501控制联动转轴503伸缩，进而控制联动齿轮506在驱动齿轮405与从动齿轮601之间的联动的连接与断开，当电缸501控制联动转轴503伸长时，联动齿轮506同时与驱动齿轮405、从动齿轮601啮合，此时驱动组件4、联动组件5与编码组件6同步运转，当电缸501控制联动转轴503回缩时，联动齿轮506同时与驱动齿轮405、从动齿轮601脱离，进而使联动组件5、编码组件6停止运转，此时信号输出减少；
编码组件6由编码轴602、编码轴602轴端固定套接的从动齿轮601、编码轴602中间固定套接的编码圆盘603、编码圆盘603左下端所设的光源件604、编码圆盘603又下端所设的受光件605与受光件605内侧所设的分度尺606构成，从动齿轮601与联动齿轮506相啮合，从动齿轮601与联动齿轮506啮合带动编码轴602与编码圆盘603旋转，此时光源件604、受光件605与分度尺606同时作业，进而完成整个编码器的光电信号转换。
进一步的，内支撑壁101四面壁体的中间对称设有四个电缸固定座108，且在电缸固定座108的中间开设有电缸安装槽109，电缸501固定安装在电缸安装槽109内，此处，电缸固定座108为联动组件5提供个月固定支撑。
进一步的，外支撑壁102四面壁体的内侧的中间设有轴承座110，且在轴承座110的中间开设有轴承孔I 111，内支撑壁101四面壁体的中间并且在轴承孔I 111的对应位置处开设有轴承孔II 112，编码轴602的两端分别与轴承孔I 111、轴承孔II 112通过轴承相套配，这种结构保证编码圆盘603在内支撑壁101与外支撑壁102中间平稳转动，提高信号输出的稳定性。
进一步的，轴承座110的下端并且在外支撑壁102的内侧面上设有分度尺接插板115，分度尺接插板115的下端并且在外支撑壁102的内侧面上开设有受光件安装孔114，外支撑壁102的外壁对应受光件安装孔114的位置处设有外接端口116，轴承孔II 112的下端并且在内支撑壁101的壁体内开设有与受光件安装孔114位置相对应的光源安装孔113，光源件604固定安装在受光件安装孔114内，分度尺606的上端与分度尺接插板115相卡扣，分度尺606固定安装在光源安装孔113内，此处，外接端口116通过导线分别与光源件604、受光件605相连通，工作时，外接线路与外接端口116相插配，为光源件604与受光件605提供电源，当编码圆盘603旋转时，编码圆盘603、分度尺606与光源件604相互作用，光信号最终通过受光件605接收后转换为可被读取的电信号，然后通过外接端口116向外输出。
进一步的，驱动转轴401的上端的外侧套设有与中间轴孔202的内孔相固定套配的轴承I 402，轴承I 402的下端并且在中间轴孔202的孔口处卡设有卡环I 403，此处轴承I402可选为无油轴承，提高驱动转轴401在中间轴孔202内旋转的稳定性。
进一步的，驱动转轴401的中间设有环向凸台结构的限位凸台404，驱动齿轮405的上端与限位凸台404相贴合，且在驱动齿轮405的下端设有与驱动转轴401的轴端相卡配的卡环II 406，此处限位凸台404与卡环II 406相对驱动齿轮405起到一个两端的限位作用。
进一步的，电缸501活塞杆的轴端固定设有连接板I 502，联动转轴503的轴端设有与连接板I 502通过螺栓固定相连的连接板II 504，联动转轴503与联动齿轮506之间套设有轴承II 505，此处轴承II 505可选为无油轴承，提高联动齿轮506在联动转轴503外圆上旋转的稳定性。
进一步的，外支撑壁102的上端环向设有上法兰103，上法兰103与盖板I 201通过螺栓固定连接，外支撑壁102的下端环向设有下法兰104，下法兰104与盖板II 301通过螺栓固定连接，这种结构便于上端盖2、下端盖3在中间架1上下两端的拆装。
进一步的，上法兰103的上端环向开设有上密封槽105，且在上密封槽105内扣设有上密封圈7，下法兰104的下端环向开设有下密封槽106，且在下密封槽106内扣设有下密封圈8，通过上密封圈7与下密封圈8使上端盖2、下端盖3相对中间架1的上下两端起到一个良好的密封作用。
工作原理：工作时，根据输出的要求，控制相应位置处电缸501的主轴伸长，使联动转轴503带动联动齿轮506与对应位置处的驱动齿轮405、从动齿轮601同时啮合，然后启动外接端口116相连通的外接电源，当外接转轴带动驱动转轴401旋转动作时，从对应端口的外接端口116处向外输出对应的电信号，整个编码器的可调节范围广，具有更多的可选择性，提高了整个编码器的适用范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多级可调式编码器,包括中间架(1)、中间架(1)上端所设的上端盖(2)与中间架(1)下端所设的下端盖(3)，其特征在于：所述中间架(1)的上端并且在上端盖(2)的中间设有驱动组件(4)，所述中间架(1)的中间环向设有四个编码组件(6)，所述驱动组件(4)与编码组件(6)之间设有联动组件(5)；
所述中间架(1)的中间设有内支撑壁(101)，且在内支撑壁(101)的外侧环向设有外支撑壁(102)，所述内支撑壁(101)的外侧四角处与外支撑壁(102)之间固定连接有连接筋板(107)，所述上端盖(2)由盖板I(201)与盖板I(201)中间开设的中间轴孔(202)构成，所述下端盖(3)由盖板II(301)和盖板II(301)上端与内支撑壁(101)内壁相扣合的限位卡头(302)构成；
所述驱动组件(4)由驱动转轴(401)与驱动转轴(401)下端固定套接的驱动齿轮(405)构成；
所述联动组件(5)由电缸(501)、电缸(501)前端固定连接的联动转轴(503)和联动转轴(503)外侧固定套接的联动齿轮(506)构成，所述联动齿轮(506)与驱动齿轮(405)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述编码组件(6)由编码轴(602)、编码轴(602)轴端固定套接的从动齿轮(601)、编码轴(602)中间固定套接的编码圆盘(603)、编码圆盘(603)左下端所设的光源件(604)、编码圆盘(603)又下端所设的受光件(605)与受光件(605)内侧所设的分度尺(606)构成，所述从动齿轮(601)与联动齿轮(506)相啮合。
3.根据权利要求1所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述内支撑壁(101)四面壁体的中间对称设有四个电缸固定座(108)，且在电缸固定座(108)的中间开设有电缸安装槽(109)，所述电缸(501)固定安装在电缸安装槽(109)内。
4.根据权利要求2所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述外支撑壁(102)四面壁体的内侧的中间设有轴承座(110)，且在轴承座(110)的中间开设有轴承孔I(111)，所述内支撑壁(101)四面壁体的中间并且在轴承孔I(111)的对应位置处开设有轴承孔II(112)，所述编码轴(602)的两端分别与轴承孔I(111)、轴承孔II(112)通过轴承相套配。
5.根据权利要求4所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述轴承座(110)的下端并且在外支撑壁(102)的内侧面上设有分度尺接插板(115)，所述分度尺接插板(115)的下端并且在外支撑壁(102)的内侧面上开设有受光件安装孔(114)，所述外支撑壁(102)的外壁对应受光件安装孔(114)的位置处设有外接端口(116)，所述轴承孔II(112)的下端并且在内支撑壁(101)的壁体内开设有与受光件安装孔(114)位置相对应的光源安装孔(113)，所述光源件(604)固定安装在受光件安装孔(114)内，所述分度尺(606)的上端与分度尺接插板(115)相卡扣，所述分度尺(606)固定安装在光源安装孔(113)内。
6.根据权利要求1所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述驱动转轴(401)的上端的外侧套设有与中间轴孔(202)的内孔相固定套配的轴承I(402)，所述轴承I(402)的下端并且在中间轴孔(202)的孔口处卡设有卡环I(403)。
7.根据权利要求1所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述驱动转轴(401)的中间设有环向凸台结构的限位凸台(404)，所述驱动齿轮(405)的上端与限位凸台(404)相贴合，且在驱动齿轮(405)的下端设有与驱动转轴(401)的轴端相卡配的卡环II(406)。
8.根据权利要求1所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述电缸(501)活塞杆的轴端固定设有连接板I(502)，所述联动转轴(503)的轴端设有与连接板I(502)通过螺栓固定相连的连接板II(504)，所述联动转轴(503)与联动齿轮(506)之间套设有轴承II(505)。
9.根据权利要求1所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述外支撑壁(102)的上端环向设有上法兰(103)，所述上法兰(103)与盖板I(201)通过螺栓固定连接，所述外支撑壁(102)的下端环向设有下法兰(104)，所述下法兰(104)与盖板II(301)通过螺栓固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种多级可调式编码器，其特征在于：所述上法兰(103)的上端环向开设有上密封槽(105)，且在上密封槽(105)内扣设有上密封圈(7)，所述下法兰(104)的下端环向开设有下密封槽(106)，且在下密封槽(106)内扣设有下密封圈(8)。
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