CN206488796U - 光电码盘和光电编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了光电码盘和光电编码器，涉及传感器技术领域，包括光电码盘，光电码盘周围设置有多圈矩阵码码道，各圈矩阵码码道上开通多个第一斜线形窗口。还包括指示光栅，指示光栅周围设置有与多圈矩阵码码道相匹配的多圈狭缝码道，各圈狭缝码道上分别开通有多个第二斜线形窗口。本实用新型可以增加透光强度，使光信号转换的电信号强度增大。

Description

光电码盘和光电编码器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是涉及光电码盘和光电编码器。

背景技术

随着我国经济的不断发展和科技的进步，光电编码器已经成为工业控制领域最主要的高精度测量产品。光电编码器是集光、机、电技术于一体的速度位移传感器。光电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。具有体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。目前市场上使用的光电编码器的光栅结构主要是直线形，以往在产品调试中经常会出现电信号小的现象，影响产品正常质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供光电码盘和光电编码器，以增加透光强度，使光信号转换的电信号强度增大。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种光电码盘，其中，周围设置有多圈矩阵码码道，各圈所述矩阵码码道上开通多个第一斜线形窗口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，各圈所述矩阵码码道对应的所述第一斜线形窗口的半径位置不同。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述矩阵码码道的数量为至少一圈。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种光电编码器，其中，包括如上所述的光电码盘，还包括指示光栅；

所述指示光栅周围设置有与多圈矩阵码码道相匹配的多圈狭缝码道，各圈所述狭缝码道上分别开通有多个第二斜线形窗口。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括主轴、主体、轴承、发光板、接收板、处理板、外壳、插座-插针、狭缝套和码盘座；

两个所述轴承同轴安装在所述主体内，所述主轴安装在两个所述轴承的内孔中，所述发光板固定在所述主体上，所述码盘座锁紧所述主轴；

所述光电码盘安装在所述码盘座上，所述指示光栅固定在所述主体上，所述狭缝套固定在所述指示光栅上，所述接收板固定在所述狭缝套上，所述插座-插针固定在所述接收板上，所述处理板固定在所述插座-插针上，所述外壳固定在所述主体上。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述指示光栅周围还开通有狭缝固定孔，通过所述狭缝固定孔将所述指示光栅和所述狭缝套固定在所述主体上。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括O型橡胶圈，所述O型橡胶圈安装在主体上，以使所述外壳紧密配合所述O型橡胶圈固定在所述主体上。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括唇形油封，所述唇形油封安装在所述主体上，所述唇形油封紧密配合主轴固定在主体上。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中，所述发光板上焊接有产生光信号的发光元件。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第六种可能的实施方式，其中，所述接收板上焊接有将所述光信号转化为电信号的接收元件。

本实用新型提供的光电码盘和光电编码器，包括光电码盘，光电码盘周围设置有多圈矩阵码码道，各圈矩阵码码道上开通多个第一斜线形窗口。光电编码器包括该光电码盘，还包括指示光栅，指示光栅周围设置有与多圈矩阵码码道相匹配的多圈狭缝码道，各圈狭缝码道上分别开通有多个第二斜线形窗口，还包括主轴、主体、轴承、发光板、接收板、处理板、外壳、插座-插针、狭缝套和码盘座等结构。本实用新型通过将光电码盘和指示光栅的窗口设计为斜线形，可以增加透光强度，使光信号转换的电信号强度增大。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的光电码盘结构俯视图；

图2为本实用新型实施例二提供的光电编码器结构剖视图；

图3为本实用新型实施例二提供的指示光栅结构俯视图；

图4为本实用新型实施例二提供的光电码盘与指示光栅叠加的结构仰视图；

图5为本实用新型实施例二提供的通光面积对比图。

图标：

01-主轴；02-主体；03-轴承；04-发光板；05-光电码盘；06-指示光栅；07-接收板；08-处理板；09-外壳；10-插座-插针；11-狭缝套；12-接收元件；13-发光元件；14-O型橡胶圈；15-码盘座；16-唇形油封；17-矩阵码码道；18-狭缝码道；19-狭缝固定孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

随着我国经济的不断发展和科技的进步，光电编码器已经成为工业控制领域最主要的高精度测量产品。光电编码器是集光、机、电技术于一体的速度位移传感器。光电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。具有体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。目前市场上使用的光电编码器的光栅结构主要是直线形，以往在产品调试中经常会出现电信号小的现象，严重影响产品正常质量。

基于此，本实用新型实施例提供的光电码盘和光电编码器，通过将光电码盘和指示光栅的窗口设计为斜线形，可以增加透光强度，使光信号转换的电信号强度增大。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种光电码盘进行详细介绍。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一提供的光电码盘结构俯视图。

参照图1，光电码盘05周围设置有多圈矩阵码码道17，各圈矩阵码码道17上开通多个第一斜线形窗口。

根据本实用新型的示例性实施例，各圈矩阵码码道17对应的第一斜线形窗口的半径位置不同。

根据本实用新型的示例性实施例，矩阵码码道17的数量为至少一圈。

具体地，矩阵码码道17的数量根据实际需要而设计不同的圈数，并不受限于图中所示的情况。增量式码盘一般有一至二圈码道，图中所展示的绝对式码盘为四圈码道。各圈矩阵码码道17上开通的窗口由传统的直线形改成了斜线形，各圈矩阵码码道17对应的第一斜线形窗口的半径位置不同，是在于提供多种计数精度，缝宽越密达到的计数精度越高；另外，同圈矩阵码码道17上的第一斜线形窗口的弧长也并不相等，是为了节省空间减小编码器体积。

实施例二：

图2为本实用新型实施例二提供的光电编码器结构剖视图。

参照图2，光电编码器包括如上所述的光电码盘05，还包括指示光栅06；

其中，参照图3，指示光栅06周围设置有与多圈矩阵码码道17相匹配的多圈狭缝码道18，各圈狭缝码道18上分别开通有多个第二斜线形窗口。

具体地，指示光栅06上的狭缝码道18与光电码盘05上的矩阵码码道17是一一匹配的；狭缝码道18上的第二斜线形窗口与矩阵码码道17上的第一斜线形窗口是匹配的。第一斜线形窗口和第二斜线形窗口可以增加光电码盘05和指示光栅06的透光区面积，透光强度增加，使光信号转换的电信号强度增大。

光电码盘05的外形尺寸小于指示光栅06的外形尺寸，参照图4，将本实用新型提供的光电码盘05和指示光栅06叠加到一起后，可以明显看出狭缝码道18与矩阵码码道17圈圈的匹配关系，以及第一斜线形窗口和第二斜线形窗口的匹配关系。

根据本实用新型的示例性实施例，光电编码器还包括主轴01、主体02、轴承03、发光板04、接收板07、处理板08、外壳09、插座-插针10、狭缝套11和码盘座15；

两个轴承03同轴安装在主体02内，两个轴承03中间有连接体存在，主轴01安装在两个轴承03的内孔中，主轴01可以转动；

主体02上有预留的螺钉孔位，发光板04便通过四个螺钉固定在主体02上，发光板04上焊接有产生光信号的发光元件13，发光元件13可以是但并不限于发光二极管；

码盘座15锁紧主轴01，光电码盘05通过光学环氧胶粘合安装在码盘座15上；由于码盘座15与主轴01相连，光电码盘05便可以随主轴01一起转动，故光电码盘05也可以叫做动光栅；

指示光栅06可以为玻璃材质，通过光学环氧胶粘合在狭缝套11的内壁上，用螺钉将狭缝套11固定在主体02上，进而将玻璃材质的指示光栅06固定在主体02上；指示光栅06还可以在其周围开通有狭缝固定孔19，狭缝固定孔19设置与第二斜线形窗口的外层，利用螺钉穿过狭缝套11和狭缝固定孔19，将指示光栅06和狭缝套11同时固定在主体02上，且狭缝套11将指示光栅06固定在其在下面；由于指示光栅06是固定不动的，因此可以叫做定光栅或静光栅；指示光栅06与光电码盘05之间有合适的间隙，光电码盘05可以正常随主轴转动。

接收板07通过螺钉固定在狭缝套11上，接收板07上焊接有将光信号转化为电信号的接收元件12；因为接收元件12是有高度的，狭缝套11还能调节接收元件12的高度，以适应信号的传输；

插座-插针10固定在接收板07上，处理板08固定在插座-插针10上；插针插座将接收板07上的电信号传输到处理板08上，以使处理板08将电信号处理生成数字信号，以使编码器根据数字信号输出数据；

外壳09固定在主体02上，并与主体02一起将以上所提到的各部件密封在内部。

根据本实用新型的示例性实施例，光电编码器还包括O型橡胶圈14，O型橡胶圈14安装在主体02上，以使外壳09紧密配合O型橡胶圈14固定在主体02上。主体02上预留有密封槽，O型橡胶圈14设置于密封槽内；O型橡胶圈14设置于主体02和外壳09之间，起密封作用，防止灰尘、水渍等进入腔内。

根据本实用新型的示例性实施例，光电编码器还包括唇形油封16，唇形油封16安装在主体02上，唇形油封16紧密配合主轴01固定在主体02上；唇形油封16的使用解决了以往旋转主轴01时易渗液现象，大大加强密封效果。

具体地，使用O型橡胶圈14和唇形油封16可以增强防护性能。

本实用新型的主要工作原理是：发光元件作为光源，光信号依次经过光电码盘05的第一斜线形窗口和指示光栅06的第二斜线形窗口后，通过接收元件12将光信号转换成电信号。以往产品调试中经常会出现电信号小的现象，影响产品正常质量。本实用新型通过将光电码盘05和指示光栅06的窗口由传统的直线形改成斜线形，增加光电码盘05和指示光栅06的窗口的透光区面积，透光强度增加，使光信号转换的电信号强度增大。通光面积前后对比如图5所示，如图5(a)所示为传统的直线型窗口的通光面积；如图5(b)所示为改进后的斜线形窗口的通光区面积。

本实用新型提供的光电码盘和光电编码器，包括光电码盘，光电码盘周围设置有多圈矩阵码码道，各圈矩阵码码道上开通多个第一斜线形窗口。光电编码器包括该光电码盘，还包括指示光栅，指示光栅周围设置有与多圈矩阵码码道相匹配的多圈狭缝码道，各圈狭缝码道上分别开通有多个第二斜线形窗口，还包括主轴、主体、轴承、发光板、接收板、处理板、外壳、插座-插针、狭缝套和码盘座等结构。本实用新型通过将光电码盘和指示光栅的窗口设计为斜线形，可以增加透光强度，使光信号转换的电信号强度增大。

本实用新型实施例所提供的光电码盘和光电编码器的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光电码盘，其特征在于，周围设置有多圈矩阵码码道(17)，各圈所述矩阵码码道(17)上开通多个第一斜线形窗口。

2.根据权利要求1所述的光电码盘，其特征在于，各圈所述矩阵码码道(17)对应的所述第一斜线形窗口的半径位置不同。

3.根据权利要求1所述的光电码盘，其特征在于，所述矩阵码码道(17)的数量为至少一圈。

4.一种光电编码器，其特征在于，包括如权利要求1～3任一项所述的光电码盘(05)，还包括指示光栅(06)；

所述指示光栅(06)周围设置有与多圈矩阵码码道(17)相匹配的多圈狭缝码道(18)，各圈所述狭缝码道(18)上分别开通有多个第二斜线形窗口。

5.根据权利要求4所述的光电编码器，其特征在于，还包括主轴(01)、主体(02)、轴承(03)、发光板(04)、接收板(07)、处理板(08)、外壳(09)、插座-插针(10)、狭缝套(11)和码盘座(15)；

两个所述轴承(03)同轴安装在所述主体(02)内，所述主轴(01)安装在两个所述轴承(03)的内孔中，所述发光板(04)固定在所述主体(02)上，所述码盘座(15)锁紧所述主轴(01)；所述光电码盘(05)安装在所述码盘座(15)上，所述指示光栅(06)固定在所述主体(02)上，所述狭缝套(11)固定在所述指示光栅(06)上，所述接收板(07)固定在所述狭缝套(11)上，所述插座-插针(10)固定在所述接收板(07)上，所述处理板(08)固定在所述插座-插针(10)上，所述外壳(09)固定在所述主体(02)上。

6.根据权利要求5所述的光电编码器，其特征在于，所述指示光栅(06)周围还开通有狭缝固定孔(19)，通过所述狭缝固定孔(19)将所述指示光栅(06)和所述狭缝套(11)固定在所述主体(02)上。

7.根据权利要求5所述的光电编码器，其特征在于，还包括O型橡胶圈(14)，所述O型橡胶圈(14)安装在主体(02)上，以使所述外壳(09)紧密配合所述O型橡胶圈(14)固定在所述主体(02)上。

8.根据权利要求5所述的光电编码器，其特征在于，还包括唇形油封(16)，所述唇形油封(16)安装在所述主体(02)上，所述唇形油封(16)紧密配合主轴(01)固定在主体(02)上。

9.根据权利要求5所述的光电编码器，其特征在于，所述发光板(04)上焊接有产生光信号的发光元件(13)。

10.根据权利要求9所述的光电编码器，其特征在于，所述接收板(07)上焊接有将所述光信号转化为电信号的接收元件(12)。