CN206670655U - 一种直线编码器读数头消除间隙的结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直线编码器读数头消除间隙的结构，包括读数头主体部分、读数头滑动小车部分、中空钢球座结构、钢球结构、硬质合金片结构、以及弹簧顶针结构；所述读数头滑动小车部分重心所在的中轴面设有两个孔结构，所述中空钢球座结构固定于外侧的孔结构中；所述钢球结构固定于中空钢球座结构中，且与固定在位于读数头主体部分直柄结构上的凹槽中的硬质合金片结构相接触，所述弹簧顶针结构固定于读数头滑动小车部分内侧的孔结构中，弹簧顶针结构的顶针针头与读数头主体部分直柄结构的另一面相接触。本实用新型能消除读数头主体部分与滑动小车部分之间间隙，且同时允许主体部分与滑动小车部分发生垂直于磁栅或光栅直线方向的相对位移。
Description
技术领域
本实用新型涉及高档数控装备的传感器领域，具体涉及一种直线编码器读数头消除间隙的结构。
背景技术
直线编码器是高档数控装备闭环控制系统中的关键传感器。依其测量原理分为光栅尺和磁栅尺。直线编码器的测量精度取决于其磁栅或光栅的精度和安装的直线度。然而要进行高精度测量，则必须始终保持读数头在移动过程中的运动轨迹与磁栅或光栅直线方向的一致性。因此读数头在移动过程中，其感应磁信号或光电扫描信号的滑动小车部分在沿磁栅或光栅移动时需要保持与磁栅或光栅相对稳定的位置。然而读数头主体部分与密封胶条紧贴，其在移动过程中受到的摩擦阻力较大，其运动轨迹存在不确定性。因而要保证高精度测量，读数头主体部分与读数头滑动小车部分必须要允许发生垂直于磁栅或光栅直线方向的相对移动，而不允许发生沿磁栅或光栅直线方向的相对移动。这就要求必须消除读数头主体部分与读数头滑动小车部分之间的间隙，同时也要保留读数头主体部分与读数头滑动小车部分发生垂直于磁栅或光栅直线方向相对位移的可能。以往的直线编码器采取在读数头主体部分与读数头滑动小车部分之间用弹簧固定消除间隙，同时还需要消除读数头主体部分与读数头滑动小车发生相对位移时弹簧位置变化产生的扭力。这就使得读数头结构较为复杂。现在需要一种简单的消除直线编码器读数头主体部分与读数头滑动小车部分之间间隙的结构，且同时也要保留读数头主体部分与读数头滑动小车部分发生垂直于磁栅或光栅直线方向相对位移的可能。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便、能消除直线编码器读数头主体部分与读数头滑动小车部分之间间隙的结构，且同时允许读数头主体部分与读数头滑动小车部分发生垂直于磁栅或光栅直线方向相对位移。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型一种直线编码器读数头消除间隙的结构，包括读数头主体部分、读数头滑动小车部分、中空钢球座结构、钢球结构、硬质合金片结构、以及弹簧顶针结构；所述读数头滑动小车部分重心所在的中轴面设有两个孔结构，所述中空钢球座结构固定于外侧的孔结构中；所述钢球结构固定于中空钢球座结构中，且与固定在位于读数头主体部分直柄结构上的凹槽中的硬质合金片结构相接触，所述弹簧顶针结构固定于读数头滑动小车部分内侧的孔结构中，弹簧顶针结构的顶针针头与读数头主体部分直柄结构的另一面相接触。
作为优选的技术方案，所述读数头主体部分的直柄结构上的凹槽为矩形，凹槽长宽略大于硬质合金片结构的长宽，凹槽深度等于硬质合金片结构的厚度，凹槽中心位于读数头主体部分的中心面，凹槽内侧面与读数头主体部分的纵轴垂直。
作为优选的技术方案，所述读数头滑动小车部分的两个孔结构中心连线与读数头滑动小车部分的纵轴平行，且位于读数头滑动小车部分重心所处的中轴面。
作为优选的技术方案，所述中空钢球座结构为两级圆柱结构，其中一级圆柱直径略大于另一级圆柱的直径，且厚度小于较小直径圆柱的厚度；较小直径圆柱内设有一个同心的中空圆柱，中空圆柱的直径略大于钢球结构的直径，厚度略大于钢球结构的半径。
作为优选的技术方案，两个孔结构突出于读数头滑动小车部分的上表面，两个孔结构相距一段距离，且两者之间中空，其中外侧孔结构的孔直径略大于中空钢球座结构较小圆柱的直径，小于中空钢球座结构较大圆柱的直径，内侧孔结构的最小孔直径略大于弹簧顶针结构的针套直径。
作为优选的技术方案，所述中空钢球座结构的中空通孔靠近中空圆柱一侧设有倒角，以便在安装钢球结构时，使钢球结构的中心位于读数头滑动小车部分的两个孔结构中心连线。
作为优选的技术方案，所述钢球结构为光滑圆球结构。
作为优选的技术方案，所述硬质合金片结构为矩形结构，其中一面表面粗糙度较小，此面与钢球结构相接触，另一面表面粗糙度较大，通过这一面与读数头主体部分的直柄结构凹槽相粘连。
作为优选的技术方案，所述弹簧顶针结构的针套固定于读数头滑动小车部分内侧的孔结构内。
作为优选的技术方案，所述弹簧顶针结构的顶针弹簧在安装完成后处于压缩状态。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型中，安装中空钢球座结构与钢球结构组合体到读数头滑动小车部分外侧的孔结构中，固定硬质合金片结构到读数头主体部分的直柄结构凹槽中，再将弹簧顶针结构的针套固定在读数头滑动小车部分内侧的孔结构后，弹簧顶针结构的弹簧的弹性变形，使顶针针头将读数头主体部分的直柄结构顶在读数头滑动小车部分两个孔结构之间，从而消除了读数头主体部分与读数头滑动小车部分之间的间隙。
2、本实用新型的钢球结构和顶针的球形针头分别与镶嵌在读数头主体部分直柄结构凹槽一面的硬质合金片结构光滑面和读数头主体部分直柄结构另一面相接触，这使得读数头主体部分相对读数头滑动小车部分发生相对位移时的摩擦阻力较小。
3、本实用新型的镶嵌读数头主体部分的直柄结构凹槽中的硬质合金片结构光滑面与读数头滑动小车部分的纵轴垂直，读数头主体部分相对读数头滑动小车部分发生的相对位移只会垂直于读数头滑动小车部分的纵轴方向，从而保留了读数头主体部分与读数头滑动小车部分发生垂直于磁栅或光栅直线方向相对位移的可能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的前视图；
图3为本实用新型的后视图；
图4为本实用新型的仰视图；
图5为本实用新型的俯视图；
图6为本实用新型的左视图；
图7为本实用新型的右视图。
附图标记说明：1、读数头主体部分；2、读数头滑动小车部分；3、中空钢球座结构；4、钢球结构；5、硬质合金片结构；6、弹簧顶针结构。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1-图7所示，本实施例的直线编码器读数头消除间隙的结构包括：读数头主体部分1、读数头滑动小车部分2、中空钢球座结构3、钢球结构4、硬质合金片结构5、以及弹簧顶针结构6。所述读数头滑动小车部分2重心所在的中轴面有两个孔结构，中空钢球座结构3固定于其中外侧的孔结构中。钢球结构4固定于中空钢球座结构3中，且与固定在位于读数头主体部分1直柄结构上的凹槽中的硬质合金片结构5中相接触。弹簧顶针结构6固定于读数头滑动小车部分2内侧的孔结构中，其顶针针头与读数头主体部分1直柄结构的另一面相接触。
进一步，读数头主体部分1的直柄结构凹槽为矩形，其长宽略大于硬质合金片的长宽，凹槽深度等于硬质合金片结构的厚度，凹槽中心位于读数头主体部分1中心面。凹槽内侧面与读数头主体部分1纵轴垂直。
进一步，读数头滑动小车部分2的两个孔结构中心连线与数头滑动小车部分2纵轴平行，且位于读数头滑动小车部分2重心所处的中轴面。两个孔结构突出于读数头滑动小车部分2上表面。两个孔结构相距一段距离，且两者之间中空。其中外侧孔结构的孔直径略大于中空钢球座结构3较小圆柱的直径，小于中空钢球座结构3较大圆柱的直径。内侧孔结构的最小孔直径略大于弹簧顶针结构6的针套直径。
进一步，中空钢球座结构3为两级圆柱结构，其中一级圆柱直径略大于另一级圆柱，且厚度小于较小直径圆柱的厚度。较小直径圆柱内有一个同心的中空圆柱，中空圆柱的直径略大于钢球结构4的直径，厚度略大于钢球结构4的半径。中空钢球座结构3的中空通孔靠近中空圆柱一侧有倒角，以便在安装钢球结构4时，使钢球结构4的中心位于读数头滑动小车部分2的两个孔结构中心连线。
进一步，钢球结构4为表面粗糙度较小的光滑圆球结构，钢球结构4固定在中空钢球座结构3。
进一步，硬质合金片结构5为矩形结构，其硬度较大。其中一面表面粗糙度较小，此面与钢球结构4相接触。另一面表面粗糙度较大，通过这一面与读数头主体部分1的直柄结构凹槽相粘连。
进一步，弹簧顶针结构6的针套固定于读数头滑动小车部分2内侧的孔结构。顶针针头与读数头主体部分1直柄结构的另一面相接触。顶针弹簧在安装完成后处于压缩状态。
本具体实施方式能够在安装中空钢球座结构3与钢球结构4组合体到读数头滑动小车部分2外侧的孔结构中，固定硬质合金片结构5到读数头主体部分1的直柄结构凹槽中，将弹簧顶针结构6的针套固定在读数头滑动小车部分2内侧的孔结构后，通过弹簧顶针结构6弹簧的弹性变形，使顶针针头将读数头主体部分1的直柄结构顶在读数头滑动小车部分2两个孔结构之间，消除了间隙。钢球结构4和顶针的球形针头分别与镶嵌在读数头主体部分1直柄结构凹槽一面的硬质合金片结构5光滑面和读数头主体部分1直柄结构另一面相接触，这使得读数头主体部分1相对读数头滑动小车部分2发生相对位移时的摩擦阻力较小。且镶嵌读数头主体部分1的直柄结构凹槽中的硬质合金片结构5光滑面与读数头滑动小车部分2的纵轴垂直，读数头主体部分1相对读数头滑动小车部分2发生的相对位移只会垂直于读数头滑动小车部分2的纵轴方向。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，包括读数头主体部分(1)、读数头滑动小车部分(2)、中空钢球座结构(3)、钢球结构(4)、硬质合金片结构(5)、以及弹簧顶针结构(6)；所述读数头滑动小车部分(2)重心所在的中轴面设有两个孔结构，所述中空钢球座结构(3)固定于外侧的孔结构中；所述钢球结构(4)固定于中空钢球座结构(3)中，且与固定在位于读数头主体部分(1)直柄结构上的凹槽中的硬质合金片结构(5)相接触，所述弹簧顶针结构(6)固定于读数头滑动小车部分(2)内侧的孔结构中，弹簧顶针结构的顶针针头与读数头主体部分(1)直柄结构的另一面相接触。
2.根据权利要求1所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，所述读数头主体部分(1)的直柄结构上的凹槽为矩形，凹槽长宽略大于硬质合金片结构(5)的长宽，凹槽深度等于硬质合金片结构(5)的厚度，凹槽中心位于读数头主体部分(1)的中心面，凹槽内侧面与读数头主体部分(1)的纵轴垂直。
3.根据权利要求1所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，所述读数头滑动小车部分(2)的两个孔结构中心连线与读数头滑动小车部分(2)的纵轴平行，且位于读数头滑动小车部分(2)重心所处的中轴面。
4.根据权利要求1所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，所述中空钢球座结构(3)为两级圆柱结构，其中一级圆柱直径略大于另一级圆柱的直径，且厚度小于较小直径圆柱的厚度；较小直径圆柱内设有一个同心的中空圆柱，中空圆柱的直径略大于钢球结构(4)的直径，厚度略大于钢球结构(4)的半径。
5.根据权利要求4所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，两个孔结构突出于读数头滑动小车部分(2)的上表面，两个孔结构相距一段距离，且两者之间中空，其中外侧孔结构的孔直径略大于中空钢球座结构(3)较小圆柱的直径，小于中空钢球座结构(3)较大圆柱的直径，内侧孔结构的最小孔直径略大于弹簧顶针结构(6)的针套直径。
6.根据权利要求4所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，所述中空钢球座结构(3)的中空通孔靠近中空圆柱一侧设有倒角，以便在安装钢球结构(4)时，使钢球结构(4)的中心位于读数头滑动小车部分(2)的两个孔结构中心连线。
7.根据权利要求1所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，所述钢球结构(4)为光滑圆球结构。
8.根据权利要求1所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，所述硬质合金片结构(5)为矩形结构，其中一面表面粗糙度较小，此面与钢球结构(4)相接触，另一面表面粗糙度较大，通过这一面与读数头主体部分(1)的直柄结构凹槽相粘连。
9.根据权利要求1所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，所述弹簧顶针结构(6)的针套固定于读数头滑动小车部分(2)内侧的孔结构内。
10.根据权利要求9所述的一种直线编码器读数头消除间隙的结构，其特征在于，所述弹簧顶针结构(6)的顶针弹簧在安装完成后处于压缩状态。
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