CN206959866U - 用于检测电机转速的光栅编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测电机转速的光栅编码器，解决了实际安装过程中，因信号接收端和信号发射端分别安装导致安装偏差的问题。其技术方案要点是包括安装于电机转轴穿设至电机机壳外一端的编码器本体，编码器本体包括固设于电机转轴一端的光栅码盘以及设于光栅码盘一侧与电机机壳连接的编码器外壳，编码器外壳内设有位移检测元件；垂直设于光栅码盘上有多个以电机转轴为圆心且呈圆周阵列均匀分布的光栅块，位移检测元件包括一体设置且分别对应设于光栅块两侧的信号发射端和信号接收端，相邻两个光栅块之间形成供位移检测元件产生的信号透射的透射狭缝，达到了简化光栅编码器的组件，且避免安装产生的误差，提高检测精度的目的。

Description

用于检测电机转速的光栅编码器

技术领域

本实用新型涉及一种测速装置，更具体的说，涉及一种用于检测电机转速的光栅编码器 。

背景技术

电机的性能是影响电梯门性能的重要因素，目前，电梯门中常采用的电机主要有永磁直流电机、交流异步电机和开关磁阻电机三大类型。交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域。

光栅编码器是电机中不可或缺的部分，需要利用光栅编码器来检测电机的转子相对于定子的位置信号和转速信号，通过位置信号可以为驱动电路和控制电路提供准确的开通、关断信号，合理的控制电机旋转，转速信号可以实时的检测电机的转速，保证电机可以安全的、稳定的运行。

专利公布号为CN104977033A的发明公开了一种用于检测电机的转速和／或位置的光栅编码器，一种用于检测电机的转速和／或位置的光栅编码器，包括光栅码盘，与所述电机的转子连接，其内码道上设置一圈等角度分布的明码道和暗码道，与所述电机转子凸极对应；相位盘，与所述电机的定子连接，其内码道分布多个透射光栅块，分别放置对应于所述电机定子的光电检测元件；发光电路和接收电路；通过所述电机旋转带动所述光栅码盘旋转，当发光电路透过相位盘及光栅码盘时，接收电路用于接收到所述发光电路的光信号。

通过安装于光栅码盘和相位盘两侧的接收电路和发光电路从而实现测速的目的，但是因为接收电路和发光电路分开安装在光栅码盘和相位盘的两侧，则使得对齐安装接收电路和发光电路时，易产生偏差的问题，同时造成光栅编码器整体安装复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于检测电机转速的光栅编码器，简化光栅编码器的组件，从而便于安装，且避免安装产生的误差，提高检测精度。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于检测电机转速的光栅编码器，包括安装于电机转轴穿设至电机机壳外一端的编码器本体，所述编码器本体包括固设于电机转轴一端的光栅码盘以及设于光栅码盘一侧与电机机壳连接的编码器外壳，所述编码器外壳内设有位移检测元件；垂直设于所述光栅码盘上有多个以电机转轴为圆心且呈圆周阵列均匀分布的光栅块，所述位移检测元件包括一体设置且分别对应设于光栅块两侧的信号发射端和信号接收端，相邻两个所述光栅块之间形成供位移检测元件产生的信号透射的透射狭缝。

通过采用上述技术方案，编码器本体包括光栅码盘和编码器外壳，且在编码器外壳内设置位移检测元件，光栅码盘具有垂直光栅码盘的多个光栅块，且相邻光栅块之间形成透射狭缝，位移检测元件具有一体的信号发射端和信号接收端，且信号发射端和信号接收端相对设置，当光栅块随光栅码盘以电机转轴为圆心与电机转轴同步旋转时，光栅块可用于阻挡信号发射端与信号接收端之间的信号，而透射狭缝可供信号传递，通过光栅块和透射狭缝的位移交替变化，读取单位时间转动的位移量，从而实现位移检测元件及线路板检测光栅码盘及电机转轴转速的目的，此时信号发射端和信号接收端位于光栅码盘的同一侧，且两者因一体设置自动对准设置，从而避免安装困难的的问题，且提高检测精度。

本实用新型的进一步设置在于，所述位移检测元件安装于置于编码器外壳内的线路板上，所述线路板的边沿紧贴编码器外壳的内壁，且所述编码器外壳内设有压紧线路板边沿的压紧框。

通过采用上述技术方案，位移检测元件安装于线路板上，从而实现快速编码运算，且将线路板通过压紧框安装于编码器外壳内，实现快速便捷的安装，且避免螺栓固定对线路板造成破坏。

本实用新型的进一步设置在于，所述编码器外壳的内侧壁开设有多个滑槽，且所述滑槽的一端延伸至编码器外壳侧壁的端面，所述压紧框具有在沿滑槽移动且压紧编码器外壳侧壁的弹簧片。

通过采用上述技术方案，设置滑槽，且压紧框具有在滑槽内移动的弹簧片，通过弹簧片的恢复变形力，从而压紧编码器外壳的侧壁，通过弹簧片对编码器外壳的挤压，从而可将压紧框置于编码器外壳的任意位置，从而可调节线路板。

本实用新型的进一步设置在于，所述弹簧片的端部设有楔形块，于每个所述滑槽内设有与楔形块卡接配合以压紧线路板的卡槽。

通过采用上述技术方案，设置楔形块和卡槽的配合，增加压紧框与编码器外壳的定位固定，从而避免线路板松动。

本实用新型的进一步设置在于，所述编码器外壳内的底部设有支撑线路板的支撑板，所述支撑板开设有多个凹孔。

通过采用上述技术方案，设置支撑板，配合压紧框将线路板固定支撑在编码器外壳内，且支撑板上开设凹孔，则与线路板之间形成空腔，便于线路板散热，防止线路板与编码器外壳底面接触从而不利于散热。

本实用新型的进一步设置在于，所述支撑板的上表面固设有弹性缓冲垫。

通过采用上述技术方案，支撑板上设有弹性缓冲垫，防止线路板水平放置时与支撑板发生撞击，从而减小线路板的振动，且同时对线路板具有一个压紧力，增加线路板在压紧框与支撑板之间的锁紧力。

本实用新型的进一步设置在于，所述编码器外壳设有多个散热孔。

通过采用上述技术方案，设置散热孔，便于编码器外壳内线路板的散热，从而避免线路板温度过高而损坏。

本实用新型的进一步设置在于，所述光栅码盘中央开设有供电机转轴穿设的通孔，且所述通孔内壁设有用于光栅码盘与电机转轴过盈配合的防滑凸纹。

通过采用上述技术方案，光栅码盘开设通孔，且通过防滑凸纹与电机转轴过盈配合，从而实现光栅码盘与电机转轴的同步转动，安装简单。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：编码器本体包括光栅码盘和编码器外壳，在编码器外壳内的线路板上设置位移检测元件，光栅码盘具有垂直光栅码盘的多个光栅块，且相邻光栅块之间形成透射狭缝，位移检测元件具有一体的信号发射端和信号接收端，且信号发射端和信号接收端相对设置，当光栅块随光栅码盘以电机转轴为圆心与电机转轴同步旋转时，通过光栅块和透射狭缝在信号接收端和信号发射端之间的位移交替变化，从而实现位移检测元件及线路板检测光栅码盘及电机转轴转速的目的，此时因信号发射端和信号接收端一体设置实现自动对准，从而避免安装困难的的问题，且提高检测精度。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型的分解图；

图3为光栅码盘的示意图；

图4为编码器外壳内的示意图；

图5为图2中A处的放大图。

图中，1、编码器本体；2、编码器外壳；21、滑槽；22、卡槽；23、散热孔；3、光栅码盘；31、通孔；32、防滑凸纹；33、光栅块；34、透射狭缝；4、线路板；41、线缆；5、位移检测元件；51、信号发射端；52、信号接收端；6、压紧框；7、弹簧片；71、楔形块；8、支撑板；81、凹孔；9、弹性缓冲垫。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图3所示，一种用于检测电机转速的光栅编码器，包括安装于电机机壳外侧的编码器本体1，编码器本体1包括编码器外壳2和位于编码器外壳2内的光栅码盘3，编码器外壳2通过螺栓固定在电机外壳的一端，其中光栅码盘3呈圆盘状，光栅码盘3的中央具有一通孔31，从而将光栅码盘3套设于电机转轴（图中未示意出）上，且通孔31的内壁设有防滑凸纹32，使得光栅码盘3与电机转轴的过盈配合，从而使光栅码盘3随电机转轴同步转动。

参照图2和图3所示，光栅码盘3背向电机外壳的一侧设有多个光栅块33，光栅块33垂直光栅码盘3设置，且所有光栅块33沿光栅码盘3的边沿处呈圆周阵列均匀分布，从而确保所有光栅块33随光栅码盘3以电机转轴为圆心旋转。相邻两个光栅块33之间存在间隙，从而形成一个透射狭缝34。

参照图2和图4所示，在编码器外壳2内可拆卸安装有一个线路板4，线路板4的边沿紧贴编码器外壳2的内壁。线路板4上朝向光栅码盘3的一侧设有两个位移检测元件5，且两个位于检测元件呈90°垂直摆放，位移检测元件5包括信号发射端51和信号接收端52，信号发射端51和信号接收端52一体且相对设置，当位移检测元件5与光栅码盘3配合时，光栅块33置于每个位移检测元件5的信号发射端51和信号接收端52之间，光栅块33可用于阻挡信号发射端51与信号接收端52之间的信号，而透射狭缝34可供信号传递，通过光栅块33和透射狭缝34的位移交替变化，读取单位时间转动的位移量，从而实现位移检测元件5及线路板4检测光栅码盘3及电机转轴转速的目的。线路板4上连通有用于通电的线缆41，确保线路板4的正常工作，且线缆41穿设编码器外壳2的侧壁安装于线路板4的边缘处。

结合图5所示，编码器外壳2的内侧壁开设有四个滑槽21，且四个滑槽21分别分布在四个侧壁上，滑槽21的一端延伸至编码器外壳2侧壁的端面上。每个滑槽21的另一端均开设有卡槽22，沿编码器外壳2的侧壁安装有矩形的压紧框6，用于压紧线路板4的边沿，从而将线路板4固定在编码器外壳2内。压紧框6的每一侧均固设有弹簧片7，弹簧片7呈U形状，且压紧框6在编码器外壳2内移动时，弹簧片7在每个滑槽21内滑动且压紧编码器外壳2的侧壁，从而可在编码器外壳2内随意固定压紧框6的位置，弹簧片7的端部设有一个背向压紧框6的楔形块71，当楔形块71嵌入卡槽22内，实现压紧框6位置的定位，从而将线路板4压紧在该处，此时确保位移检测元件5与光栅块33的配合。压紧框6同时压紧线缆41的头部，增加线缆41与线路板4的接触，避免通电信号断断续续。

编码器外壳2内的底部设有支撑板8，支撑板8的高度为受压紧框6压紧后线路板4至编码器外壳2底面的距离，用于配合压紧框6将线路板4固定在编码器外壳2内。同时支撑板8上开设有多个凹孔81，则支撑板8与线路板4之间形成空腔，便于线路板4散热，防止线路板4与编码器外壳2底面接触从而不利于散热。支撑板8表面具有弹性缓冲垫9，弹性缓冲垫9为弹性橡胶条，防止线路板4在受压紧框6压紧时与支撑板8发生撞击，从而保护线路板4，同时增加线路板4在压紧框6与支撑板8之间的锁紧力。

参照图1和图2所示，编码器外壳2开设有两个散热孔23，且散热孔23开设于线路板4所安装处，从而便于线路板4两侧的散热。

安装本实用新型时，将线路板4根据线缆41连接处的位置放入编码器外壳2内，沿滑槽21安装压紧框6，从而使得线路板4水平置于编码器外壳2内，直至压紧框6的弹簧片7与卡槽22卡接，此时线路板4置于支撑板8与压紧框6之间，在线路板4上连接通电的线缆41，将光栅码盘3与电机转轴压合，此时将编码器外壳2经螺栓固定在电机机壳上，确保光栅块33与位移检测元件5的配合即可。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种用于检测电机转速的光栅编码器，包括安装于电机转轴穿设至电机机壳外一端的编码器本体(1)，其特征在于：所述编码器本体(1)包括固设于电机转轴一端的光栅码盘(3)以及设于光栅码盘(3)一侧与电机机壳连接的编码器外壳(2)，所述编码器外壳(2)内设有位移检测元件(5)；垂直设于所述光栅码盘(3)上有多个以电机转轴为圆心且呈圆周阵列均匀分布的光栅块(33)，所述位移检测元件(5)包括一体设置且分别对应设于光栅块(33)两侧的信号发射端(51)和信号接收端(52)，相邻两个所述光栅块(33)之间形成供位移检测元件(5)产生的信号透射的透射狭缝(34)。

2.根据权利要求1所述的用于检测电机转速的光栅编码器，其特征在于：所述位移检测元件(5)安装于置于编码器外壳(2)内的线路板(4)上，所述线路板(4)的边沿紧贴编码器外壳(2)的内壁，且所述编码器外壳(2)内设有压紧线路板(4)边沿的压紧框(6)。

3.根据权利要求2所述的用于检测电机转速的光栅编码器，其特征在于：所述编码器外壳(2)的内侧壁开设有多个滑槽(21)，且所述滑槽(21)的一端延伸至编码器外壳(2)侧壁的端面，所述压紧框(6)具有在沿滑槽(21)移动且压紧编码器外壳(2)侧壁的弹簧片(7)。

4.根据权利要求3所述的用于检测电机转速的光栅编码器，其特征在于：所述弹簧片(7)的端部设有楔形块(71)，于每个所述滑槽(21)内设有与楔形块(71)卡接配合以压紧线路板(4)的卡槽(22)。

5.根据权利要求4所述的用于检测电机转速的光栅编码器，其特征在于：所述编码器外壳(2)内的底部设有支撑线路板(4)的支撑板(8)，所述支撑板(8)开设有多个凹孔(81)。

6.根据权利要求5所述的用于检测电机转速的光栅编码器，其特征在于：所述支撑板(8)的上表面固设有弹性缓冲垫(9)。

7.根据权利要求6所述的用于检测电机转速的光栅编码器，其特征在于：所述编码器外壳(2)设有多个散热孔(23)。

8.根据权利要求1所述的用于检测电机转速的光栅编码器，其特征在于：所述光栅码盘(3)中央开设有供电机转轴穿设的通孔(31)，且所述通孔(31)内壁设有用于光栅码盘(3)与电机转轴过盈配合的防滑凸纹(32)。