CN116337120A - 一种带有电子转动盘的光电编码器 - Google Patents

一种带有电子转动盘的光电编码器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光电编码器技术领域，尤其是一种带有电子转动盘的光电编码器，包括机壳，设在机壳内的电子码盘；机壳内安装有转轴，电子码盘设置于转轴外部，电子码盘包括有码盘一和码盘二，码盘一、码盘二呈交错设置，码盘一和码盘二的后侧分别安装有接收盘一和接收盘二，码盘一、码盘二的表面由内向外依次开设有内圈受光区、中圈受光区以及外圈受光区；机壳对应码盘一的一端中部设置有安装架，安装架对应码盘一、码盘二的端部均安装有光源组件；光源组件包括有灯座和灯组，灯组上包含有三个灯珠。此装置设计合理，能够有效的提升被测机器的适配安装位置的目的，且大大精简了内部结构数量，安装较为简单，降低了制造成本以及维修繁琐度。

Description

一种带有电子转动盘的光电编码器
技术领域
本发明涉及光电编码器技术领域，尤其涉及一种带有电子转动盘的光电编码器。
背景技术
光电编码器主要由光栅盘和光电检测装置构成，在伺服系统中，光栅盘与电动机同轴致使电动机的旋转带动光栅盘的旋转，再经光电检测装置输出若干个脉冲信号，根据该信号的每秒脉冲数便可计算当前电动机的转速。
光电编码器的码盘输出两个相位差相差90度的光码，根据双通道输出光码的状态的改变便可判断出电动机的旋转方向；增量式编码器是光电编码器的一种，其主要工作原理也是光电转换，但其输出的是A、B、Z三组方波脉冲，其中A、B两脉冲相位差相差90度以判断电动机的旋转方向，Z脉冲为每转一个脉冲以便于基准点的定位；绝对式编码器的主要工作原理为光电转换，但其输出的是数字量，在绝对式编码器的码盘上存在有若干同心码道，每条码道由透光和不透光的扇形区间交叉构成，码道数就是其所在码盘的二进制数码位数，码盘的两侧分别是光源和光敏元件，码盘位置的不同会导致光敏元件受光情况不同进而输出二进制数不同，因此可通过输出二进制数来判断码盘位置；混合式绝对值编码器的主要工作原理同样为光电转换，其与增量型、绝对型编码器的不同在于输出量不同。混合式绝对值编码器输出的信息有两组，一组输出信息为A、B、Z三组方波脉冲，与增量式编码器的输出完全不同，另一组输出信息具有绝对信息功能，主要用于磁极位置的检测。
光电编码器在使用过程中，由于使用场景受限，在无法改装的情况下，光电编码器无法直接安装于被测机器的非负荷端；同时光电编码器的内部结构数量多、安装较为复杂，制造成本较高，且维修困难。为此，亟需提出改进方案用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种带有电子转动盘的光电编码器，能够有效的提升被测机器的适配安装位置的目的，且大大精简了内部结构数量，安装较为简单，降低了制造成本以及维修繁琐度。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种带有电子转动盘的光电编码器，包括机壳，设在机壳内的电子码盘；
所述机壳内安装有转轴，所述电子码盘设置于转轴外部，所述电子码盘包括有码盘一和码盘二，所述码盘一、码盘二呈交错设置，所述码盘一和码盘二的后侧分别安装有接收盘一和接收盘二，所述码盘一、码盘二的表面由内向外依次开设有内圈受光区、中圈受光区以及外圈受光区；
所述机壳对应码盘一的一端中部设置有安装架，所述安装架对应码盘一、码盘二的端部均安装有光源组件；
所述光源组件包括有灯座和灯组，所述灯组上包含有三个灯珠，所述灯组通过灯珠完成内圈受光区、中圈受光区以及外圈受光区的照射区域覆盖；
所述转轴延伸至机壳外部的一端连接有带轮机构，所述转轴通过带轮机构与被测物体的输出端相连接；
所述内圈受光区、中圈受光区以及外圈受光区均为条形的圆周阵列分布孔，且所述内圈受光区、中圈受光区以及外圈受光区上的条形孔均为径向设置；
所述接收盘一和接收盘二前侧的表面均贴覆有反光贴纸。
优选的，所述转轴延伸至机壳外部的一端固定安装有从动轮盘，被测机器的输出端外部连接有主动轮盘，所述主动轮盘、从动轮盘外共同套设有皮带。
优选的，所述被测机器的输出轴外安装有固定夹座，所述固定夹座夹持于被测机器的输出轴上且与输出轴相转动连接。
优选的，所述转轴靠近码盘一外侧的外部安装有主齿轮，所述主齿轮上安装有副齿轮，所述副齿轮与机壳通过转杆相转动连接，所述码盘二安装于转杆对应副齿轮的外侧。
优选的，所述转轴延伸至从动轮盘外侧的一端安装有固定盘，所述固定盘与从动轮盘相固定连接。
优选的，所述机壳的一侧设置有安装箱，所述安装箱设置于主动轮盘、从动轮盘以及皮带的外部。
优选的，所述转轴延伸至安装箱外侧的一端安装有转轮，所述转轮为塑胶材料制成且外部开设有孔洞。
优选的，所述机壳远离安装箱的外环面一端安装有支杆，所述支杆的长度大于转轮的直径。
优选的，所述固定夹座上端之间插设有栓杆，用以被测机器的输出轴的维稳。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、根据主动轮盘、皮带以及从动轮盘的传动比设定，自动得出该码盘一和码盘二的转速与被测机器的转速，此时，开启光源灯组，由于灯组上的灯珠分别与码盘一和码盘二上的内圈受光区、中圈受光区以及外圈受光区相对应，在码盘一、码盘二转动过程中，码盘一、码盘二后侧的接收盘一和接收盘二均实时接收灯组上灯珠发出的光线，经由接收盘一和接收盘二上的内圈受光区、中圈受光区以及外圈受光区接收光信号后，将以转换为电信号的形式发出，并得出脉冲数从而得到被测机器的转速；
2、采用主动轮盘、皮带以及从动轮盘的预先设定传动比的方式，进行光电编码器与被测机器之间形成传动连接，从而能够适配不同的安装场地，即便被测机器处于狭窄的安装位置，通过主动轮盘与轴端连接，将机壳内的码盘一、码盘二设置于狭窄位置之外，实现快速安装目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的后视结构示意图；
图3为本发明的结构拆分示意图；
图4为本发明的电子码盘的安装结构示意图；
图5为本发明的转轮的结构示意图；
图6为本发明的电子码盘、光源组件的结构示意图；
图7为本发明的电子码盘的侧视示意图；
图8为本发明的俯视剖视结构示意图。
图中：1、机壳；2、安装箱；3、支杆；4、转轮；5、固定夹座；6、栓杆；7、从动轮盘；8、主动轮盘；9、皮带；10、转轴；11、接收盘一；12、接收盘二；13、码盘一；14、码盘二；15、主齿轮；16、副齿轮；17、安装架；18、灯座；19、固定盘；20、灯组；21、外圈受光区；22、中圈受光区；23、内圈受光区。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如附图1-8所示的一种带有电子转动盘的光电编码器，包括机壳1，设在机壳1内的电子码盘；机壳1内安装有转轴10，电子码盘设置于转轴10外部，电子码盘包括有码盘一13和码盘二14，码盘一13、码盘二14呈交错设置，码盘一13和码盘二14的后侧分别安装有接收盘一11和接收盘二12，码盘一13、码盘二14的表面由内向外依次开设有内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21；机壳1对应码盘一13的一端中部设置有安装架17，安装架17对应码盘一13、码盘二14的端部均安装有光源组件；光源组件包括有灯座18和灯组20，灯组20上包含有三个灯珠，灯组20通过灯珠完成内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21的照射区域覆盖；转轴10延伸至机壳1外部的一端连接有带轮机构，转轴10通过带轮机构与被测物体的输出端相连接；内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21均为条形的圆周阵列分布孔，且内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21上的条形孔均为径向设置；接收盘一11和接收盘二12前侧的表面均贴覆有反光贴纸。
工作时，被测机器运行过程中，轴端转动，通过主动轮盘8、皮带9以及从动轮盘7带动转轴10转动，转轴10转动后带动机壳1内部的码盘一13和码盘二14转动，根据主动轮盘8、皮带9以及从动轮盘7的传动比设定，自动得出该码盘一13和码盘二14的转速与被测机器的转速，此时，开启光源灯组20，由于灯组20上的灯珠分别与码盘一13和码盘二14上的内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21相对应，在码盘一13、码盘二14转动过程中，码盘一13、码盘二14后侧的接收盘一11和接收盘二12均实时接收灯组20上灯珠发出的光线，经由接收盘一11和接收盘二12上的内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21接收光信号后，将以转换为电信号的形式发出，并得出脉冲数从而得到被测机器的转速。
本实施例中，转轴10延伸至机壳1外部的一端固定安装有从动轮盘7，被测机器的输出端外部连接有主动轮盘8，主动轮盘8、从动轮盘7外共同套设有皮带9，被测机器的输出轴外安装有固定夹座5，固定夹座5夹持于被测机器的输出轴上且与输出轴相转动连接。
本实施例中，转轴10靠近码盘一13外侧的外部安装有主齿轮15，主齿轮15上安装有副齿轮16，副齿轮16与机壳1通过转杆相转动连接，码盘二14安装于转杆对应副齿轮16的外侧，转轴10延伸至从动轮盘7外侧的一端安装有固定盘19，固定盘19与从动轮盘7相固定连接。
本实施例中，机壳1的一侧设置有安装箱2，安装箱2设置于主动轮盘8、从动轮盘7以及皮带9的外部，转轴10延伸至安装箱2外侧的一端安装有转轮4，转轮4为塑胶材料制成且外部开设有孔洞，机壳1远离安装箱2的外环面一端安装有支杆3，支杆3的长度大于转轮4的直径，固定夹座5上端之间插设有栓杆6，用以被测机器的输出轴的维稳。
本发明的工作原理：
参照说明书附图1-8所示，该光电编码器在使用过程中，首先通过被测机器的输出轴端与主动轮盘8一端连接，确定固定夹座5的安装位置，以及机壳1上的支杆3的安装位置，将机壳1安装完毕，即整个光电编码器与被测机器形成连接，随即被测机器运行过程中，轴端转动，通过主动轮盘8、皮带9以及从动轮盘7带动转轴10转动，转轴10转动后带动机壳1内部的码盘一13和码盘二14转动，根据主动轮盘8、皮带9以及从动轮盘7的传动比设定，自动得出该码盘一13和码盘二14的转速与被测机器的转速，此时，开启光源灯组20，由于灯组20上的灯珠分别与码盘一13和码盘二14上的内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21相对应，在码盘一13、码盘二14转动过程中，码盘一13、码盘二14后侧的接收盘一11和接收盘二12均实时接收灯组20上灯珠发出的光线，经由接收盘一11和接收盘二12上的内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21接收光信号后，将以转换为电信号的形式发出，并得出脉冲数从而得到被测机器的转速。
本实施例中，该光电编码器采用机壳1、安装箱2以及固定夹座5相结合的安装方式，完成与被测机器之间的匹配安装，采用主动轮盘8、皮带9以及从动轮盘7的预先设定传动比的方式，进行光电编码器与被测机器之间形成传动连接，从而能够适配不同的安装场地，即便被测机器处于狭窄的安装位置，通过主动轮盘8与轴端连接，将机壳1内的码盘一13、码盘二14设置于狭窄位置之外，实现快速安装目的。
具体的，内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21在光电传感器实际使用的过程中，分别根据码盘一13和码盘二14的转速，以及内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21的位置，通过较小直径的码盘二14上的内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21的接收光线的脉冲频率，结合较大直径的码盘一13上的内圈受光区23、中圈受光区22以及外圈受光区21的接收光线的脉冲频率，综合计算得出整个被测机器的转速，且仅通过码盘一13和码盘二14的内部嵌入设置，精简了光电编码器的内部结构，安装简单；
综上：该光电编码器能够有效的提升被测机器的适配安装位置的目的，且大大精简了内部结构数量，安装较为简单，降低了制造成本以及维修繁琐度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于：包括机壳(1)，设在机壳(1)内的电子码盘；
所述机壳(1)内安装有转轴(10)，所述电子码盘设置于转轴(10)外部，所述电子码盘包括有码盘一(13)和码盘二(14)，所述码盘一(13)、码盘二(14)呈交错设置，所述码盘一(13)和码盘二(14)的后侧分别安装有接收盘一(11)和接收盘二(12)，所述码盘一(13)、码盘二(14)的表面由内向外依次开设有内圈受光区(23)、中圈受光区(22)以及外圈受光区(21)；
所述机壳(1)对应码盘一(13)的一端中部设置有安装架(17)，所述安装架(17)对应码盘一(13)、码盘二(14)的端部均安装有光源组件；
所述光源组件包括有灯座(18)和灯组(20)，所述灯组(20)上包含有三个灯珠，所述灯组(20)通过灯珠完成内圈受光区(23)、中圈受光区(22)以及外圈受光区(21)的照射区域覆盖；
所述转轴(10)延伸至机壳(1)外部的一端连接有带轮机构，所述转轴(10)通过带轮机构与被测物体的输出端相连接；
所述内圈受光区(23)、中圈受光区(22)以及外圈受光区(21)均为条形的圆周阵列分布孔，且所述内圈受光区(23)、中圈受光区(22)以及外圈受光区(21)上的条形孔均为径向设置；
所述接收盘一(11)和接收盘二(12)前侧的表面均贴覆有反光贴纸。
2.根据权利要求1所述的一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于，所述转轴(10)延伸至机壳(1)外部的一端固定安装有从动轮盘(7)，被测机器的输出端外部连接有主动轮盘(8)，所述主动轮盘(8)、从动轮盘(7)外共同套设有皮带(9)。
3.根据权利要求2所述的一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于，所述被测机器的输出轴外安装有固定夹座(5)，所述固定夹座(5)夹持于被测机器的输出轴上且与输出轴相转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于，所述转轴(10)靠近码盘一(13)外侧的外部安装有主齿轮(15)，所述主齿轮(15)上安装有副齿轮(16)，所述副齿轮(16)与机壳(1)通过转杆相转动连接，所述码盘二(14)安装于转杆对应副齿轮(16)的外侧。
5.根据权利要求1所述的一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于，所述转轴(10)延伸至从动轮盘(7)外侧的一端安装有固定盘(19)，所述固定盘(19)与从动轮盘(7)相固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于，所述机壳(1)的一侧设置有安装箱(2)，所述安装箱(2)设置于主动轮盘(8)、从动轮盘(7)以及皮带(9)的外部。
7.根据权利要求6所述的一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于，所述转轴(10)延伸至安装箱(2)外侧的一端安装有转轮(4)，所述转轮(4)为塑胶材料制成且外部开设有孔洞。
8.根据权利要求7所述的一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于，所述机壳(1)远离安装箱(2)的外环面一端安装有支杆(3)，所述支杆(3)的长度大于转轮(4)的直径。
9.根据权利要求3所述的一种带有电子转动盘的光电编码器，其特征在于，所述固定夹座(5)上端之间插设有栓杆(6)，用以被测机器的输出轴的维稳。
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