CN117007088B - 一种用于旋转运动单元结构的编码器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于旋转运动单元结构的编码器，涉及编码器技术领域，该一种用于旋转运动单元结构的编码器，包括编码器本体、外壳、光敏模块、发光模块和码盘，所述编码器本体的内侧壁固定安装有转轴，所述光敏模块、码盘和发光模块均安装在编码器本体的内侧壁。本发明通过设置了第二弹簧、第一磁块、第一滑块和两个第二磁块相配合，通过T形滑块上的第一磁块和T形滑槽内的上端部相吸附对第一挡板进行定位，通过第一滑块上的第二磁块和第二弧形槽的内侧壁端部相吸附对第二挡板进行定位，在限位杆和卡接柱对第一套环和限位环定位的同时，辅助对第一挡板和第二挡板进行定位，进一步在本装置使用时保证本装置的稳定性，保证检测时的精准性。

Description

一种用于旋转运动单元结构的编码器

技术领域

本发明涉及编码器技术领域，特别涉及一种用于旋转运动单元结构的编码器。

背景技术

旋转编码器是用来测量转速并配合PWM技术可以实现快速调速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出，旋转编码器的分辨率可以根据需求选择。较高的分辨率可以提供更精确的旋转位置检测，但也会增加信号处理负担和成本。较低的分辨率则可以降低成本和复杂性，但可能会牺牲一定的精度。

但在上述技术方案实施的过程中，发现至少存在如下技术问题：1、在现有的编码器使用中，其需要改变编码器的分辨率时，通常需要对码盘进行更换，对码盘更换的操作步骤较为繁杂，包装对编码器外壳的拆卸和安装以及编码器的拆卸和安装等，还需额外使用到螺丝刀等工具，操作繁琐，2、在需要改变编码器分辨率时，还会通过直接更换编码器的方式对旋转单元进行检测，在实际测试时，需要对多个型号的编码器进行携带，其携带不便，较为浪费资源。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于旋转运动单元结构的编码器，解决在需要改变编码器的分辨率时，通常需要对码盘进行更换，对码盘更换的操作步骤较为繁杂，包装对编码器外壳的拆卸和安装以及编码器的拆卸和安装等，还需额外使用到螺丝刀等工具，操作繁琐技术的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于旋转运动单元结构的编码器，包括编码器本体、外壳、光敏模块、发光模块和码盘，所述编码器本体的内侧壁固定安装有转轴，所述光敏模块、码盘和发光模块均安装在编码器本体的内侧壁，所述光敏模块、码盘和发光模块从左至右依次排列，所述编码器本体内设有便于对码盘进行调节的调节机构，所述调节机构包括第一套环、限位环、限位杆、第一挡板和第二挡板，所述码盘固定安装在转轴的圆周端部，所述光敏模块的侧端部固定安装有光敏二极管，所述发光模块的侧端部固定安装有发光二极管，所述第一套环转动安装在转轴的圆周端部，所述限位环转动安装在转轴的圆周端部，所述限位环位于第一套环的一侧，所述限位环的侧端部贯穿开设有第二柱形槽，所述限位杆滑动安装在第二柱形槽的内侧壁，所述第一挡板的数量为至少两个，所述第一挡板等距环形分布在码盘的一侧，所述码盘的侧端部贯穿开设有至少两个光孔，所述码盘的侧端部还开设有第一柱形槽，每个所述光孔之间的夹角为十度，所述码盘的侧端部贯穿开设有至少两个T形滑槽，每个所述T形滑槽之间的夹角为三十度，所述限位环的侧端部固定安装有绕线筒，所述绕线筒转动安装在转轴的圆周端部，所述限位杆的圆周端部固定安装有两个固定块，两个所述固定块和限位环之间分别固定安装有两个第三弹簧，所述第一套环的圆周端部固定安装有至少两个L形伸缩杆，每个所述L形伸缩杆的上端部均固定安装有连接块，所述第二挡板的数量为至少两个，每个所述第二挡板均固定安装在连接块的端部，所述第一套环的圆周端部滑动安装有推环，所述推环和定位环之间固定安装有至少两个第一弹簧，所述推环的侧端部固定安装有至少两个卡接柱，每个所述卡接柱均位于齿环上齿槽的内侧壁，每个所述第一挡板的侧端部均固定安装有T形滑块，每个所述T形滑块均滑动安装在T形滑槽的内侧壁，每个所述T形滑块的上端部均固定安装有第一磁块，每个所述T形滑块和每个T形滑槽内侧壁的下端部之间分别固定安装有第二弹簧，每个所述第一挡板的下端部均固定安装有连接线，每个所述连接线均绕接在绕线筒的圆周端部，每个所述第一挡板的侧端部均开设有第二弧形槽，每个所述第二弧形槽内侧壁的下端部均开设有第一弧形槽，每个所述第一弧形槽和第二弧形槽均为弧形，

优选的：每个所述第二挡板的侧端部均固定安装有第一滑块，所述第一滑块滑动安装在第二弧形槽的内侧壁，每个所述第一滑块的下端部均固定安装有第二滑块。

优选的：每个所述第二滑块均滑动安装在第一弧形槽的内侧壁，所述第一滑块的两侧端部均固定安装有第二磁块。

（三）有益效果

1、本装置通过设置了第一挡板、第二挡板、第一套环和限位环相配合，在需要改变编码器本体的分辨率时，使用者可通过转动第一套环或限位环，对码盘上的第一挡板和第二挡板的位置减小调节，以此改变码盘上的可透光光孔的数量，进而改变编码器本体的检测分辨率精度，在需要改变编码器本体分辨率时，操作更加简单快捷，无需再对码盘进行拆卸更换，或对编码器本体进行更换，提高了检测的速度。

2、本装置通过设置了第一挡板、连接线和限位环相配合，使用者可通过转动限位环对连接线进行收缩，以此带动第一挡板离开码盘上的光孔处，使得码盘上可透光的光孔数量变多，以此使得编码器本体的分辨率变高，当限位环转动释放连接线时，第二弹簧又会回弹带动第一挡板再次对光孔进行遮挡，使得码盘上可透光的光孔数量变多，实现两个档位的分辨率调节。

3、本装置通过设置了可进行调节的第二挡板和第一套环进行配合，在需要再次减小编码器本体的分辨率时，使用者可转动第一套环带动第二挡板转动，以此使得第二挡板转动对第一挡板一侧的光孔进行遮挡，再一次减少第一挡板上的可透光光孔的数量，进一步降低编码器本体的分辨率，实现第三档的分辨率调节，使用者可根据测试旋转单元的不同，灵活的对第一挡板和第二挡板进行调节，提高了本装置的适配性。

4、本装置通过设置了限位杆、齿环、推环和卡接柱相配合，本装置通过限位杆插接在第一柱形槽的内侧壁对限位环进行定位，通过推环上的每个卡接柱插接在齿环上的齿槽内对第一套环进行限位，因在测试时电机输出轴会带动转轴转动进而带动码盘转动，通过两种限位方式相配合，保证转动时本装置上的第一挡板和第二挡板的位置稳定，保证测试的精准性。

5、本装置通过设置了第二弹簧、第一磁块、第一滑块和两个第二磁块相配合，通过T形滑块上的第一磁块和T形滑槽内的上端部相吸附对第一挡板进行定位，通过第一滑块上的第二磁块和第二弧形槽的内侧壁端部相吸附对第二挡板进行定位，在限位杆和卡接柱对第一套环和限位环定位的同时，辅助对第一挡板和第二挡板进行定位，进一步在本装置使用时保证本装置的稳定性，保证检测时的精准性。

附图说明

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。

图1为本发明编码器本体的结构图；

图2为本发明光敏模块的结构图；

图3为本发明发光模块的结构图；

图4为本发明码盘的结构图；

图5为本发明转轴的结构图；

图6为本发明L形伸缩杆的结构图；

图7为本发明限位环的结构图；

图8为本发明卡接柱的结构图；

图9为本发明第一挡板的结构图；

图10为本发明第二挡板的结构图。

图例说明：1、编码器本体；11、外壳；12、光敏模块；13、光敏二极管；14、转轴；15、发光模块；16、发光二极管；2、码盘；21、光孔；22、T形滑槽；23、第一柱形槽；3、第一套环；31、L形伸缩杆；32、连接块；33、定位环；34、推环；35、第一弹簧；36、卡接柱；4、限位环；41、齿环；42、绕线筒；43、第二柱形槽；5、限位杆；51、第三弹簧；52、固定块；6、第一挡板；61、第一弧形槽；62、第二弧形槽；63、第一磁块；64、T形滑块；65、第二弹簧；66、连接线；7、第二挡板；71、第一滑块；72、第二磁块；73、第二滑块。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种用于旋转运动单元结构的编码器，有效解决在需要改变编码器的分辨率时，通常需要对码盘进行更换，对码盘更换的操作步骤较为繁杂，包装对编码器外壳的拆卸和安装以及编码器的拆卸和安装等，还需额外使用到螺丝刀等工具，操作繁琐技术的问题，本装置通过设置了第一挡板6、第二挡板7、第一套环3和限位环4相配合，在需要改变编码器本体1的分辨率时，使用者可通过转动第一套环3或限位环4，对码盘2上的第一挡板6和第二挡板7的位置减小调节，以此改变码盘2上的可透光光孔21的数量，进而改变编码器本体1的检测分辨率精度，在需要改变编码器本体1分辨率时，操作更加简单快捷，无需再对码盘2进行拆卸更换，或对编码器本体1进行更换，提高了检测的速度。

实施例

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本申请实施例中的技术方案为有效解决在需要改变编码器的分辨率时，通常需要对码盘进行更换，对码盘更换的操作步骤较为繁杂，包装对编码器外壳的拆卸和安装以及编码器的拆卸和安装等，还需额外使用到螺丝刀等工具，操作繁琐技术的问题，总体思路如下：一种用于旋转运动单元结构的编码器，包括编码器本体1、外壳11、光敏模块12、发光模块15和码盘2，编码器本体1的内侧壁固定安装有转轴14，光敏模块12、码盘2和发光模块15均安装在编码器本体1的内侧壁，光敏模块12、码盘2和发光模块15从左至右依次排列，编码器本体1内设有便于对码盘2进行调节的调节机构，调节机构包括第一套环3、限位环4、限位杆5、第一挡板6和第二挡板7，码盘2固定安装在转轴14的圆周端部，光敏模块12的侧端部固定安装有光敏二极管13，发光模块15的侧端部固定安装有发光二极管16，在使用本装置时，可将转轴14与电机的输出轴固定，并开启发光模块15上的发光二极管16发光，在启动电机后会带动转轴14转动，转轴14转动会带动码盘2转动，此时发光模块15上的发光二极管16发出的光会透过码盘2上可透光的光孔21，由光敏模块12上的光敏二极管13接收，再经过编码器本体1上的编码模块输出成数据，对电机上的旋转方向和旋转速度等进行检测；

第一套环3转动安装在转轴14的圆周端部，限位环4转动安装在转轴14的圆周端部，限位环4位于第一套环3的一侧，限位环4的侧端部贯穿开设有第二柱形槽43，限位杆5滑动安装在第二柱形槽43的内侧壁，第一挡板6的数量为至少两个，第一挡板6等距环形分布在码盘2的一侧，码盘2的侧端部贯穿开设有至少两个光孔21，码盘2的侧端部还开设有第一柱形槽23，每个光孔21之间的夹角为十度，码盘2的侧端部贯穿开设有至少两个T形滑槽22，每个T形滑槽22之间的夹角为三十度，限位环4的侧端部固定安装有绕线筒42，绕线筒42转动安装在转轴14的圆周端部，限位杆5的圆周端部固定安装有两个固定块52，两个固定块52和限位环4之间分别固定安装有两个第三弹簧51，第一套环3的圆周端部固定安装有至少两个L形伸缩杆31，每个L形伸缩杆31的上端部均固定安装有连接块32，第二挡板7的数量为至少两个，每个第二挡板7均固定安装在连接块32的端部，第一套环3的圆周端部滑动安装有推环34，推环34和定位环33之间固定安装有至少两个第一弹簧35，推环34的侧端部固定安装有至少两个卡接柱36，每个卡接柱36均位于齿环41上齿槽的内侧壁，在使用者需要降低编码器本体1的分辨率时，可在附图5所示的状态下，对第二挡板7的位置进行调节，使用者可拉动推环34，推环34移动带动卡接柱36移动，此时每个第一弹簧35被压缩，在卡接柱36移动离开齿环41上的齿槽内时，使用者可转动第一套环3；

每个第一挡板6的侧端部均固定安装有T形滑块64，每个T形滑块64均滑动安装在T形滑槽22的内侧壁，每个T形滑块64的上端部均固定安装有第一磁块63，每个T形滑块64和每个T形滑槽22内侧壁的下端部之间分别固定安装有第二弹簧65，此时连接线66变短，连接线66变短会带动第一挡板6向下移动，第一挡板6向下移动带动第二挡板7向下移动，第二挡板7向下移动压缩L形伸缩杆31变短，在第一挡板6向下移动时还会带动T形滑块64向下移动，T形滑块64向下移动不再与T形滑槽22内的上端部相吸附，在将连接线66收卷带动每个第一挡板6滑动离开光孔21的端部时，此时第一挡板6不再对光孔21进行遮挡，码盘2上的光孔21变多，此时编码器本体1的分辨率变高；

每个第一挡板6的下端部均固定安装有连接线66，每个连接线66均绕接在绕线筒42的圆周端部，在初始状态下，每个第一挡板6均位于光孔21的一侧，使用者在需要改变编码器本体1的分辨率时，可对本装置进行调节，在需要更高的分辨率时，使用者可拉动限位杆5，限位杆5移动带动固定块52移动，此时第三弹簧51被拉长，在限位杆5移动离开第一柱形槽23的内侧壁时，使用者可转动限位环4，限位环4转动带动绕线筒42转动，绕线筒42转动对连接线66进行收卷；

每个第一挡板6的侧端部均开设有第二弧形槽62，每个第二弧形槽62内侧壁的下端部均开设有第一弧形槽61，每个第一弧形槽61和第二弧形槽62均为弧形，每个第二挡板7的侧端部均固定安装有第一滑块71，第一滑块71滑动安装在第二弧形槽62的内侧壁，每个第一滑块71的下端部均固定安装有第二滑块73，每个第二滑块73均滑动安装在第一弧形槽61的内侧壁，第一滑块71的两侧端部均固定安装有第二磁块72，第一套环3转动带动每个L形伸缩杆31转动，每个L形伸缩杆31转动带动每个连接块32转动，每个连接块32转动会带动每个第二挡板7转动，每个第二挡板7转动带动每个第一滑块71转动，每个第一滑块71带动第二滑块73在第二弧形槽62和第一弧形槽61内转动，第一滑块71转动的同时会带动两侧的第二磁块72转动，此时一侧的第二磁块72不再与第二弧形槽62内侧壁的一侧相吸附，在第二挡板7转动至十度时，此时第二挡板7带动第一滑块71上另一侧的第二磁块72和第二弧形槽62另一侧的端部相吸附，此时第二挡板7对第一挡板6一侧的光孔21进行遮挡。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于旋转运动单元结构的编码器，本装置通过设置了第一挡板6、第二挡板7、第一套环3和限位环4相配合，在需要改变编码器本体1的分辨率时，使用者可通过转动第一套环3或限位环4，对码盘2上的第一挡板6和第二挡板7的位置减小调节，以此改变码盘2上的可透光光孔21的数量，进而改变编码器本体1的检测分辨率精度，在需要改变编码器本体1分辨率时，操作更加简单快捷，无需再对码盘2进行拆卸更换，或对编码器本体1进行更换，提高了检测的速度。

工作原理：

第一步，在初始状态下，每个第一挡板6均位于光孔21的一侧，使用者在需要改变编码器本体1的分辨率时，可对本装置进行调节，在需要更高的分辨率时，使用者可拉动限位杆5，限位杆5移动带动固定块52移动，此时第三弹簧51被拉长，在限位杆5移动离开第一柱形槽23的内侧壁时，使用者可转动限位环4，限位环4转动带动绕线筒42转动，绕线筒42转动对连接线66进行收卷，此时连接线66变短，连接线66变短会带动第一挡板6向下移动，第一挡板6向下移动带动第二挡板7向下移动，第二挡板7向下移动压缩L形伸缩杆31变短，在第一挡板6向下移动时还会带动T形滑块64向下移动，T形滑块64向下移动不再与T形滑槽22内的上端部相吸附，在将连接线66收卷带动每个第一挡板6滑动离开光孔21的端部时，此时第一挡板6不再对光孔21进行遮挡，码盘2上的光孔21变多，此时编码器本体1的分辨率变高，此时使用者可松开限位杆5，第三弹簧51会可回弹带动限位杆5移动再次进入到第一柱形槽23的内侧壁；

第二步，在使用者需要降低编码器本体1的分辨率时，可在附图5所示的状态下，对第二挡板7的位置进行调节，使用者可拉动推环34，推环34移动带动卡接柱36移动，此时每个第一弹簧35被压缩，在卡接柱36移动离开齿环41上的齿槽内时，使用者可转动第一套环3，第一套环3转动带动每个L形伸缩杆31转动，每个L形伸缩杆31转动带动每个连接块32转动，每个连接块32转动会带动每个第二挡板7转动，每个第二挡板7转动带动每个第一滑块71转动，每个第一滑块71带动第二滑块73在第二弧形槽62和第一弧形槽61内转动，第一滑块71转动的同时会带动两侧的第二磁块72转动，此时一侧的第二磁块72不再与第二弧形槽62内侧壁的一侧相吸附，在第二挡板7转动至十度时，此时第二挡板7带动第一滑块71上另一侧的第二磁块72和第二弧形槽62另一侧的端部相吸附，此时第二挡板7对第一挡板6一侧的光孔21进行遮挡，码盘2上可透光的光孔21变少，编码器本体1的分辨率降低；

第三步，在使用本装置时，可将转轴14与电机的输出轴固定，并开启发光模块15上的发光二极管16发光，在启动电机后会带动转轴14转动，转轴14转动会带动码盘2转动，此时发光模块15上的发光二极管16发出的光会透过码盘2上可透光的光孔21，由光敏模块12上的光敏二极管13接收，再经过编码器本体1上的编码模块输出成数据，对电机上的旋转方向和旋转速度等进行检测。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种用于旋转运动单元结构的编码器，包括编码器本体（1）、外壳（11）、光敏模块（12）、发光模块（15）和码盘（2），所述编码器本体（1）的内侧壁固定安装有转轴（14），所述光敏模块（12）、码盘（2）和发光模块（15）均安装在编码器本体（1）的内侧壁，所述光敏模块（12）、码盘（2）和发光模块（15）从左至右依次排列，其特征在于，所述编码器本体（1）内设有便于对码盘（2）进行调节的调节机构；

其中，所述调节机构包括第一套环（3）、限位环（4）、限位杆（5）、第一挡板（6）和第二挡板（7），所述码盘（2）固定安装在转轴（14）的圆周端部；

其中，所述光敏模块（12）的侧端部固定安装有光敏二极管（13），所述发光模块（15）的侧端部固定安装有发光二极管（16）；

其中，所述第一套环（3）转动安装在转轴（14）的圆周端部；

其中，所述限位环（4）转动安装在转轴（14）的圆周端部，所述限位环（4）位于第一套环（3）的一侧;

其中，所述限位环（4）的侧端部贯穿开设有第二柱形槽（43），所述限位杆（5）滑动安装在第二柱形槽（43）的内侧壁；

其中，所述第一挡板（6）的数量为至少两个，所述第一挡板（6）等距环形分布在码盘（2）的一侧；

其中，所述码盘（2）的侧端部贯穿开设有至少两个光孔（21），所述码盘（2）的侧端部还开设有第一柱形槽（23）；

其中，每个所述光孔（21）之间的夹角为十度，

其中，所述码盘（2）的侧端部贯穿开设有至少两个T形滑槽（22）；

其中，每个所述T形滑槽（22）之间的夹角为三十度；

其中，所述限位环（4）的侧端部固定安装有绕线筒（42）；

其中，所述绕线筒（42）转动安装在转轴（14）的圆周端部；

其中，所述限位杆（5）的圆周端部固定安装有两个固定块（52）；

其中，两个所述固定块（52）和限位环（4）之间分别固定安装有两个第三弹簧（51）；

其中，所述第一套环（3）的圆周端部固定安装有至少两个L形伸缩杆（31）；

其中，每个所述L形伸缩杆（31）的上端部均固定安装有连接块（32）；

其中，所述第二挡板（7）的数量为至少两个，每个所述第二挡板（7）均固定安装在连接块（32）的端部；

其中，所述第一套环（3）的圆周端部滑动安装有推环（34）；

其中，所述推环（34）和定位环（33）之间固定安装有至少两个第一弹簧（35）；

其中，所述推环（34）的侧端部固定安装有至少两个卡接柱（36）；

其中，每个所述卡接柱（36）均位于齿环（41）上齿槽的内侧壁；

其中，每个所述第一挡板（6）的侧端部均固定安装有T形滑块（64）；

其中，每个所述T形滑块（64）均滑动安装在T形滑槽（22）的内侧壁；

其中，每个所述T形滑块（64）的上端部均固定安装有第一磁块（63）；

其中，每个所述第一磁块（63）分别与每个T形滑槽（22）内侧壁的上端部相吸附；

其中，每个所述T形滑块（64）和每个T形滑槽（22）内侧壁的下端部之间分别固定安装有第二弹簧（65）；

其中，每个所述第一挡板（6）的下端部均固定安装有连接线（66）；

其中，每个所述连接线（66）均绕接在绕线筒（42）的圆周端部。

2.如权利要求1所述的一种用于旋转运动单元结构的编码器，其特征在于：每个所述第一挡板（6）的侧端部均开设有第二弧形槽（62）；

其中，每个所述第二弧形槽（62）内侧壁的下端部均开设有第一弧形槽（61）；

其中，每个所述第一弧形槽（61）和第二弧形槽（62）均为弧形。

3.如权利要求2所述的一种用于旋转运动单元结构的编码器，其特征在于：每个所述第二挡板（7）的侧端部均固定安装有第一滑块（71）；

其中，所述第一滑块（71）滑动安装在第二弧形槽（62）的内侧壁；

其中，每个所述第一滑块（71）的下端部均固定安装有第二滑块（73）。

4.如权利要求3所述的一种用于旋转运动单元结构的编码器，其特征在于：每个所述第二滑块（73）均滑动安装在第一弧形槽（61）的内侧壁；

其中，所述第一滑块（71）的两侧端部均固定安装有第二磁块（72）。