CN204732331U - 一种编码器 - Google Patents

Abstract

一种编码器，涉及一种旋转式的编码器，其包括转轴、轴套、旋转定位机构和用于根据转轴的转动调整输出编码的调码机构，轴套、旋转定位机构和调码机构均设有通孔，并通过各自的通孔依次套于转轴，旋转定位机构包括转盘和弹性定位件，转盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，转盘的外侧面环转盘转动的轴线设有多个定位槽，弹性定位件弹性顶在转盘的外侧面并可卡入定位槽内以定位转轴转动的角度。

Description

一种编码器

技术领域

本发明创造涉及编码器技术领域，具体涉及一种旋转式的编码器。

背景技术

编码器是将信号（如比特流）或数据编制、转换为可用于通讯、传输和存储的信号形式的电子器件。编码器通常设有码盘和电刷，电刷与码盘接触，电刷与码盘配合可将电刷在码盘上的角位移转换成电信号。按照工作原理来分类的话，编码器又可分为增量式和绝对式两类，增量式编码器是将电刷的角位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器码盘上的每个角度的位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与电刷接触码盘的位置有关。

编码器通常会设有旋转定位机构，以定位转轴转动的角度。现有的编码器的旋转定位机构结构比较复杂，由于含有铆接结构，编码器焊接到电路板的过程中产生的高温会使铆接结构容易出现松动，从而影响旋转定位机构的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明创造提供一种编码器，其旋转定位机构的结构简单，在编码器经历高温焊接后，其可靠性也不会降低。

为实现上述目的，本发明创造提供以下技术方案。

一种编码器，包括转轴、轴套、旋转定位机构和用于根据转轴的转动调整输出编码的调码机构，轴套、旋转定位机构和调码机构均设有通孔，并通过各自的通孔依次套于转轴，旋转定位机构包括转盘和弹性定位件，转盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，转盘的外侧面环转盘转动的轴线设有多个定位槽，弹性定位件弹性顶在转盘的外侧面并可卡入定位槽内以定位转轴转动的角度。

其中，弹性定位件包括弹簧和滚件，弹簧向滚件提供弹力以使滚件顶在转盘的外侧面并可卡入定位槽。

其中，滚件为滚珠或滚柱。

其中，弹性定位件包括弹片，弹片设有顶在转盘的外侧面并可卡入定位槽的凸起。

其中，还包括用于开关本编码器的开关机构，开关机构包括含有开关电路的开关电路模块，调码机构包括电刷和码盘，电刷设有接触爪，接触爪与码盘的码面接触，开关电路模块和电刷集成为一体。

其中，调码机构包括电刷和码盘，码盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，电刷包括电刷基体和接触爪，接触爪与码盘的码面接触，接触爪设有第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚三个接触支脚，码盘随转轴转动一周，每个接触支脚与码面先后接触的位置形成一个圆环，第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚接触的上述圆环分别为第一环、第二环和第三环，其中，第一环和第二环重合，第一环均匀分布的八个位置为导体，每个所述位置所占角度为24.5°，第三环0°~360°的位置为导体。

其中，调码机构包括电刷和码盘，码盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，电刷包括电刷基体和接触爪，接触爪与码盘的码面接触，接触爪设有第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚三个接触支脚，码盘随转轴转动一周，每个接触支脚与码面先后接触的位置形成一个圆环，第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚接触的上述圆环分别为第一环、第二环和第三环，其中，第一环和第二环重合，第一环均匀分布的十二个位置为导体，每个所述位置所占角度为17°，第三环0°~360°的位置为导体。

其中，调码机构包括电刷和码盘，码盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，电刷包括电刷基体和接触爪，接触爪与码盘的码面接触，接触爪设有第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚三个接触支脚，码盘随转轴转动一周，每个接触支脚与码面先后接触的位置形成一个圆环，第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚接触的上述圆环分别为第一环、第二环和第三环，其中，第一环和第二环重合，第一环均匀分布的十五个位置为导体，每个所述位置所占角度为12°，第三环0°~360°的位置为导体。

其中，调码机构包括电刷和码盘，码盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，电刷包括电刷基体和接触爪，接触爪与码盘的码面接触，接触爪设有第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚三个接触支脚，码盘随转轴转动一周，每个接触支脚与码面先后接触的位置形成一个圆环，第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚接触的上述圆环分别为第一环、第二环和第三环，其中，第一环和第二环重合，第一环均匀分布的二十个位置为导体，每个所述位置所占角度为9°，第三环0°~360°的位置为导体。

其中，转盘和码盘集成为一体。

本发明创造的有益效果是：本发明创造的编码器的旋转定位机构主要由转盘和弹性定位件组成，转盘的外侧面设有若干个定位槽，弹性定位件弹性顶在转盘的外侧面上，弹性定位件卡入定位槽内，此时如需转动转轴，要加大转动的力度，以克服弹性定位件的弹力，使弹性定位件从定位槽内滑出，如此，形成了对转轴转动的角度的定位，转盘的外侧面有若干个定位槽，即可定位若干个转轴转动的角度。本发明创造的编码器的旋转定位机构不仅结构简单，可靠性还比较高，由于不含铆接结构，在经历高温焊接后，旋转定位机构的各个部件之间的连接和高温焊接前并无不同，弹性定位件的弹力没有降低，因此旋转定位机构的性能及可靠性并未下降。

附图说明

图1为实施例1的编码器的结构示意图。

图2为实施例1的编码器的分解示意图。

图3为实施例1的编码器的轴套和旋转定位机构的结构示意图。

图4为实施例1的编码器的旋转定位机构的另一种形式的分解示意图。

图5为实施例1的编码器的电刷/开关复合体的结构示意图。

图6-9分别为实施例1的编码器的码盘的四种码面的结构示意图。

图10为实施例2的编码器的旋转定位机构的一种形式的分解示意图。

图11为实施例2的编码器的旋转定位机构的另一种形式的分解示意图。

附图标记包括：转轴1，防水槽11，防水圈12，卡槽13，卡环14；

轴套2，伸出部21，凹槽22，定位架23；

转盘32，转盘/码盘复合体32f，定位槽321，滚珠33a、33b，垫片34a、34b，弹簧35a、35b，滚柱36a、36b，弹片37a、37b，凸起371a、371b；

挡板41、码盘42、接触支脚431~433；

电刷/开关复合体5，凹槽51、52，开关接触片61，开关触点62，绝缘隔板63，支架7。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的编码器包括转轴1、轴套2、旋转定位机构、码盘42、开关接触片61、电刷/开关复合体5和支架7，旋转定位机构包括转盘32和弹性定位件，轴套2、转盘32和码盘42均设有通孔，转轴1穿入它们的通孔。

如图2所示，转轴1分为上部1a、中部1b和下部1c三部分，转轴1的上部1a供给用户握持，或套接一个旋钮，以供转动转轴1，转轴1的中部1b为圆柱状，其环外侧面设有一个防水槽11和一个卡槽13，轴套2设有伸出部21，转轴1穿入轴套2后，伸出部21套在转轴1的中部1b的外侧面，转轴1还设有防水圈12和卡环14，防水圈12和卡环14分别卡入防水槽11和卡槽13，防水圈12和伸出部21的通孔的内壁紧密相接，从而起到密封防水的作用，卡环14则卡住轴套2，从而让转轴1不至于被轻易拉出。轴套2的通孔是圆形的，且略大于转轴1相应位置的外径，故轴套2是不随转轴1转动的。轴套2设置伸出部21的目的，是增加在转轴1的轴向上的覆盖，以提高转轴1转动时的稳定性，防止转轴1晃动。

如图2所示，轴套2的底面设有凹槽22，凹槽22内设有定位架23，旋转定位机构嵌入凹槽22内，并由定位架23进行定位，确保旋转定位机构能够稳定地工作。如前所述，旋转定位机构包括转盘32和弹性定位件，转盘32中部设有通孔，其通过该通孔套在转轴1的下部1c上，转轴1的下部1c的横截面不是圆形的，如此可带动套于其上的部件转动，转盘32套在转轴1的下部1c上，故其可随转轴1转动。结合图2和图3，转盘32的外侧面均匀地设有多个定位槽321，本实施例中，弹性定位件有两个，滚珠33a、垫片34a和弹簧35a组成第一个弹性定位件，弹簧35a通过垫片34a向滚珠33a提供弹力，以将滚珠33a顶在转盘32的外侧面上，随着转盘32的转动，滚珠33a在转盘32的外侧面滚动，并可滚入定位槽321内，当滚珠33a滚入定位槽321内时，用户需要加大转动转轴1的力度，才可让滚珠33a滚出，转轴1才能继续转动，如此，就形成了对转轴1的转动角度的定位，转盘32的外侧面设有多个定位槽321，则可定位转轴1转动的多个角度。滚珠33b、垫片34b和弹簧35b组成第二个弹性定位组件，其连接结构、工作原理均与第一个弹性定位件相同，不再赘述。设置两个弹性定位件，意在加大对转轴1的转动角度的定位的力度，此外，也可提高旋转定位机构的稳定性，本实施例中，滚珠33a和33b位于转盘32的一条直径的延长线上，如此可达到上述效果的最佳程度。作为另一种方式，弹性定位件中的滚珠可用滚柱替代，也能取得相同的效果，如图4所示旋转定位机构，滚柱36a和36b替代了滚珠33a和33b。

如图2所示，码盘42和转盘32之间设有挡板41，以起到隔离码盘42和转盘32的作用。码盘42中部设有通孔，码盘42通过该通孔套在转轴1的下部1c上，因此码盘42可随转轴1转动。码盘42的码面朝向位于其下方的电刷/开关复合体5。结合图5，电刷/开关复合体5集成有电刷和开关电路模块，电刷设有接触支脚431~433共三个接触支脚，这三个接触支脚构成了电刷的接触爪，接触支脚431~433均接触码盘42的码面，码盘42的码面部分位置为导体，部分位置为绝缘体，码盘42随转轴1转动的过程中，各个接触支脚接触的码盘42的位置都会发生变化，本实施例的编码器的输出编码由此被调整。如图2和图5所示，电刷/开关复合体5集成的开关电路模块为本实施例的编码器的其开关作用的开关机构的一部分，参见图5，开关电路模块设有一个开关触点62，开关机构还设有一个开关接触片61，开关接触片61嵌入电刷/开关复合体5的凹槽51内，参见图2，码盘42和开关接触片61之间设有一个绝缘隔板63，防止开关接触片61与码盘42的码面电接触，转轴1底端抵住绝缘隔板63，开关接触片61由金属导体材料制成且具有弧度以使其具备弹性。按压转轴1，以使开关接触片61接触到开关触点62，从而开关本实施例的编码器。本实施例的编码器的电刷/开关复合体5是模内注塑成型为一体的，如此可提高接触支脚431~433与码盘42的码面的接触的稳定性，在经历高温焊接后，接触支脚431~433不容易出现松动。

结合图2和图5，将本实施例的各部件组完毕后，轴套2的凹槽22和电刷/开关复合体5的凹槽51、52形成一个腔室，旋转定位机构、挡板41、码盘42、绝缘隔板63和开关接触片61位于该腔室内，支架7将轴套2和电刷/开关复合体5固定，从而形成如图1所示的结构。

如图6-9所示，本实施例的编码器的码盘42的码面有四种形式可选，该四种形式的码面的区别在于码面上导体所处的位置。结合图5，码盘42随转轴1转动一周，接触支脚431~433与码盘42的码面先后接触的位置分布形成一个圆环，其中，接触支脚431和432接触的上述圆环重合，为图6-9中的环h1，接触支脚433接触的上述圆环为图6-9中的环h3。如图6-9所示，四种形式的码面的环h3的全部位置（即0°~360°，图6-9中的阴影部分为导体的位置）均为导体，这四种形式的码面的区别在于环h1的导体的位置分布。参见图6，第一种形式的码面，环h1均匀分布的八个位置为导体，每个导体的位置所占角度为24.5°；参见图7，第二种形式的码面，环h1均匀分布的十二个位置为导体，每个导体的位置所占角度为17°；参见图8，第三种形式的码面，环h1均匀分布的十五个位置为导体，每个导体的位置所占角度为12°；参见图9，第四种形式的码面，环h1均匀分布的二十个位置为导体，每个导体的位置所占角度为9°。上述四种形式的码面，均让本实施例的编码器成为增量型的编码器。

实施例2

本实施例与实施例1的区别有两个：第一，弹性定位件的结构；第二，转盘32和码盘42集成为一体，相应地，就不需要实施例1中设在转盘32和码盘42之间的挡板41了。参见图10，弹片37a和37b构成了两个弹性定位件，弹片37a设有凸起371a，弹片37b设有凸起371b，凸起371a和371b分别顶在转盘/码盘复合体32f的外侧面，并可卡入转盘/码盘复合体32f的外侧面上的定位槽321内，形成对转轴1的转动角度的定位。图11示出了弹片37a和37b的另一种形式。如图10和11所示，转盘/码盘复合体32f的底面为码面。

本实施例的编码器的其他结构与实施例1的编码器相同，在此不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种编码器，包括转轴、轴套、旋转定位机构和用于根据转轴的转动调整输出编码的调码机构，轴套、旋转定位机构和调码机构均设有通孔，并通过各自的通孔依次套于转轴，其特征是，旋转定位机构包括转盘和弹性定位件，转盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，转盘的外侧面环转盘转动的轴线设有多个定位槽，弹性定位件弹性顶在转盘的外侧面并可卡入定位槽内以定位转轴转动的角度。

2.根据权利要求1所述的编码器，其特征是，弹性定位件包括弹簧和滚件，弹簧向滚件提供弹力以使滚件顶在转盘的外侧面并可卡入定位槽。

3.根据权利要求2所述的编码器，其特征是，滚件为滚珠或滚柱。

4.根据权利要求1所述的编码器，其特征是，弹性定位件包括弹片，弹片设有顶在转盘的外侧面并可卡入定位槽的凸起。

5.根据权利要求1所述的编码器，其特征是，还包括用于开关本编码器的开关机构，开关机构包括含有开关电路的开关电路模块，调码机构包括电刷和码盘，电刷设有接触爪，接触爪与码盘的码面接触，开关电路模块和电刷集成为一体。

6.根据权利要求1所述的编码器，其特征是，调码机构包括电刷和码盘，码盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，电刷包括电刷基体和接触爪，接触爪与码盘的码面接触，接触爪设有第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚三个接触支脚，码盘随转轴转动一周，每个接触支脚与码面先后接触的位置形成一个圆环，第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚接触的上述圆环分别为第一环、第二环和第三环，其中，第一环和第二环重合，第一环均匀分布的八个位置为导体，每个所述位置所占角度为24.5°，第三环0°~360°的位置为导体。

7.根据权利要求1所述的编码器，其特征是，调码机构包括电刷和码盘，码盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，电刷包括电刷基体和接触爪，接触爪与码盘的码面接触，接触爪设有第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚三个接触支脚，码盘随转轴转动一周，每个接触支脚与码面先后接触的位置形成一个圆环，第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚接触的上述圆环分别为第一环、第二环和第三环，其中，第一环和第二环重合，第一环均匀分布的十二个位置为导体，每个所述位置所占角度为17°，第三环0°~360°的位置为导体。

8.根据权利要求1所述的编码器，其特征是，调码机构包括电刷和码盘，码盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，电刷包括电刷基体和接触爪，接触爪与码盘的码面接触，接触爪设有第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚三个接触支脚，码盘随转轴转动一周，每个接触支脚与码面先后接触的位置形成一个圆环，第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚接触的上述圆环分别为第一环、第二环和第三环，其中，第一环和第二环重合，第一环均匀分布的十五个位置为导体，每个所述位置所占角度为12°，第三环0°~360°的位置为导体。

9.根据权利要求1所述的编码器，其特征是，调码机构包括电刷和码盘，码盘设有通孔，其通过该通孔套于转轴并可随转轴转动，电刷包括电刷基体和接触爪，接触爪与码盘的码面接触，接触爪设有第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚三个接触支脚，码盘随转轴转动一周，每个接触支脚与码面先后接触的位置形成一个圆环，第一接触支脚、第二接触支脚和第三接触支脚接触的上述圆环分别为第一环、第二环和第三环，其中，第一环和第二环重合，第一环均匀分布的二十个位置为导体，每个所述位置所占角度为9°，第三环0°~360°的位置为导体。

10.根据权利要求5-9任一项所述的编码器，其特征是，转盘和码盘集成为一体。