CN211147692U - 一种适用于机器人关节的编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于磁性编码器技术领域，尤其涉及一种适用于机器人关节的编码器；包括主体、安装在主体上方的立柱以及固定在立柱上方的电路板；其特征在于还包括中心轴，中心轴通过轴承安装在主体的中心孔内，磁座套置在中心轴上方的外侧，且磁座的底面与轴承顶面接触，磁铁安装在磁座内，弹簧片通过螺钉拧紧在主体底部，电缆焊接到电路板上；本实用新型的编码器体积较小，需要的安装空间也较小，安装简单，避免了码盘码道与狭缝窗口磨损的问题。

Description

一种适用于机器人关节的编码器

技术领域

本实用新型属于磁性编码器技术领域，尤其涉及一种适用于机器人关节的编码器。

背景技术

磁性编码器是一种新型的角度或者位移测量装置，其原理是采用磁阻或者元件对变化的磁性材料的角度或者位移值进行测量，磁性材料角度或者位移的变化会引起一定电阻或者电压的变化，通过单片机处理后输出脉冲信号或者模拟量信号，达到测量的目的。相比传统的光学编码器，磁性编码器不需要有复杂的码盘和光源，元器件数量更少，检测结构更加简单；同时，磁性编码器在使用时也有着相对比较高的可靠性，结实、耐用，适合应用在一些比较恶劣的设备环境中，如风电、工程机械领域等等。但磁性编码器目前急需解决的问题是怎样在保证体积较小的同时还能够输出稳定信号，以及码盘码道与狭缝窗口磨损的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种适用于机器人关节的编码器，编码器体积较小，需要的安装空间也较小，安装简单，避免了码盘码道与狭缝窗口磨损的问题。

一种适用于机器人关节的编码器，包括主体1、安装在主体1上方的立柱2以及固定在立柱2上方的电路板3；还包括中心轴5，中心轴5通过轴承9安装在主体1的中心孔内，磁座6套置在中心轴5上方的外侧，且磁座6的底面与轴承9顶面接触，磁铁7安装在磁座 6内，弹簧片11通过螺钉二13拧紧在主体1底部，电缆12焊接到电路板3上。

所述的主体1为中心设有轴承孔的扁圆柱体，其底面上设有一对位于轴承孔两侧的螺纹孔，其顶面上设有均匀分布的螺纹孔，立柱2是上部带有螺纹孔，下部带有螺纹的圆柱，立柱2下部拧紧在主体1顶面的螺纹孔内，电路板3位于立柱2上方，并通过螺钉一4固定在立柱2上。

所述中心轴5上部为实心轴，下部为空心轴，中心轴5下部空心轴外侧设有台阶，中心轴5下部空心轴的轴壁上设有两个螺纹孔，该两个螺纹孔内均安装有与用户电机轴连接的紧定螺钉二10，且该两个螺纹孔的中轴线之间夹角为90°。

所述磁座6套置在中心轴5上部实心轴外侧，并通过紧定螺钉一8固定在中心轴5上，中心轴5下部空心轴外侧的台阶与轴承9的底面接触。

所述磁铁7通过胶粘接在磁座6内，且其底部与中心轴5的顶部接触。

所述弹簧片11为Z字形弹簧片，弹簧片11上设有一对圆孔，还设有一对长圆孔14，螺钉二13穿过弹簧片11上的圆孔拧紧在主体1底面上的螺纹孔内。

本实用新型的有益效果：

1.减少壳体零件并且是半空心结构，直接与用户传动轴连接，编码器体积较小，需要的安装空间也较小，安装简单；

2.编码器没有码盘狭缝，采用的是磁电的结构，避免了码盘码道与狭缝窗口磨损的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的外形示意图。

图4为本实用新型的外形示意图。

其中：1.主体；2.立柱；3.电路板；4.螺钉一；5.中心轴；6.磁座；7.磁铁；8.紧定螺钉一；9.轴承；10.紧定螺钉二；11.弹簧片；12电缆；13螺钉二；14.长圆孔；

具体实施方式

如图1-4所示，一种适用于机器人关节的编码器，包括主体1、安装在主体1上方的立柱2以及固定在立柱2上方的电路板3；还包括中心轴5，中心轴5通过轴承9安装在主体 1的中心孔内，磁座6套置在中心轴5的外侧，且磁座6的底面与轴承9接触，磁铁7安装在磁座6内，弹簧片11通过螺钉二13拧紧在主体1底部，电缆12焊接到电路板3上。

所述的主体1为中心设有轴承孔的扁圆柱体，其底面上设有一对位于轴承孔两侧的螺纹孔，其顶面上设有3个均匀分布的螺纹孔，立柱2是上部带有螺纹孔，下部带有螺纹的圆柱，立柱2下部拧紧在主体1顶面的螺纹孔内，电路板3位于立柱2上方，并通过螺钉一4固定在立柱2上。

电路板3同样设有3个均匀分布的孔，每个孔分别对应一个立柱2，螺钉一4穿过电路板3上的孔并拧紧在立柱2上方的螺纹孔内。

所述中心轴5上部为实心轴，下部为空心轴，中心轴5下部空心轴外侧设有台阶，中心轴5下部空心轴的轴壁上设有两个螺纹孔，该两个螺纹孔内均安装有与用户电机轴连接的紧定螺钉二10，且该两个螺纹孔的中轴线之间夹角为90°。

所述磁座6套置在中心轴5上部实心轴外侧，并通过紧定螺钉一8固定在中心轴5上，中心轴5下部空心轴外侧的台阶与轴承9的底面接触。

所述磁铁7通过胶粘接在磁座6内，且其底部与中心轴5的顶部接触。

所述弹簧片11为Z字形弹簧片，弹簧片11上设有一对对称的圆孔，还设有一对对称的长圆孔14，螺钉二13穿过弹簧片11上的圆孔拧紧在主体1底面上的螺纹孔内。

用户用螺钉穿过弹簧片上的长圆孔14把本编码器的主体1固定到用户端电机上。

所述电缆12直接焊接到电路板3上，另一端与用户连接。

所述中心轴5旋转带动磁铁7旋转，磁铁7切割电路板3上的磁芯片，磁信号被磁芯片接收。

所述中心轴5的上部为

的实心轴，下部为内径是

的空心轴，中心轴下部有外径是

的台阶，空心轴的轴壁上有90°均匀分布的两个螺纹孔，螺纹孔内安装有与用户电机轴连接的紧定螺钉二10。中心轴5穿过安装在主体1上的轴承9与主体1相连接。

所述磁座6安装在中心轴5上部实心

的部分，磁座6用紧定螺钉一8固定在中心轴5上，磁座6底面紧挨轴承9上面，中心轴下部台阶紧挨轴承9的下面。

所述磁铁7通过胶粘接在磁座6内，底部与中心轴5顶部接触。

所述弹簧片11是Z字形，有一对对称的圆孔，还有一对对称的长圆孔14，弹簧片11通过螺钉二13穿过对称圆孔拧紧在主体1底部的螺纹孔内，与主体1相连接。用户用螺钉穿过弹簧片上的长圆孔14把编码器的主体固定到用户端电机上。

所述电缆12直接焊接到电路板3上，另一端与用户连接。

所述主体1与轴承9的外环采用过度配合，中心轴3与轴承9的内环也为过渡配合。

本实用新型的工作原理：

本实用新型是没有壳体的半空心轴的编码器，中心轴5用紧定螺钉二10直接安装在用户的电机轴上，主体1通过弹簧片11固定在用户的电机上。当用户的电机轴旋转时带动编码器的中心轴5旋转，同步带动磁座6、磁铁7旋转，磁铁7旋转切割电路板3上的磁芯片来把磁信号转化为电信号，并通过电子器件组成的逻辑电路的处理转换成代码以矩形波的形式输出，完成了机械运动物理量(位置，速度，加速度)向电量的转换。

本实用新型整体高度为22mm。

本实用新型的主体1直径为

本实用新型根据用户安装环境、空间大小，与编码器连接的电机轴尺寸。确定编码器为半空心结构，轴内径尺寸Φ6mm，深度是8mm；并且为满足客户安装空间的要求，减去编码器的壳体零件，选用单轴承的主体结构，编码器外径尺寸确定在Φ28mm；使用环境与编码器的安装空间尺寸决定了编码器采用磁电的结构，也避免了码盘码道与狭缝窗口磨损的问题，信号可以稳定的输出，最终确定编码器高度为22mm。

Claims (6)

1.一种适用于机器人关节的编码器，包括主体(1)、安装在主体(1)上方的立柱(2)以及固定在立柱(2)上方的电路板(3)；其特征在于还包括中心轴(5)，中心轴(5)通过轴承(9)安装在主体(1)的中心孔内，磁座(6)套置在中心轴(5)上方的外侧，且磁座(6)的底面与轴承(9)顶面接触，磁铁(7)安装在磁座(6)内，弹簧片(11)通过螺钉二(13)拧紧在主体(1)底部，电缆(12)焊接到电路板(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于机器人关节的编码器，其特征在于所述的主体(1)为中心设有轴承孔的扁圆柱体，其底面上设有一对位于轴承孔两侧的螺纹孔，其顶面上设有均匀分布的螺纹孔，立柱(2)是上部带有螺纹孔，下部带有螺纹的圆柱，立柱(2)下部拧紧在主体(1)顶面的螺纹孔内，电路板(3)位于立柱(2)上方，并通过螺钉一(4)固定在立柱(2)上。

3.根据权利要求2所述的一种适用于机器人关节的编码器，其特征在于所述中心轴(5)上部为实心轴，下部为空心轴，中心轴(5)下部空心轴外侧设有台阶，中心轴(5)下部空心轴的轴壁上设有两个螺纹孔，该两个螺纹孔内均安装有与用户电机轴连接的紧定螺钉二(10)，且该两个螺纹孔的中轴线之间夹角为90°。

4.根据权利要求3所述的一种适用于机器人关节的编码器，其特征在于所述磁座(6)套置在中心轴(5)上部实心轴外侧，并通过紧定螺钉一(8)固定在中心轴(5)上，中心轴(5)下部空心轴外侧的台阶与轴承(9)的底面接触。

5.根据权利要求4所述的一种适用于机器人关节的编码器，其特征在于所述磁铁(7)通过胶粘接在磁座(6)内，且其底部与中心轴(5)的顶部接触。

6.根据权利要求5所述的一种适用于机器人关节的编码器，其特征在于所述弹簧片(11)为Z字形弹簧片，弹簧片(11)上设有一对圆孔，还设有一对长圆孔(14)，螺钉二(13)穿过弹簧片(11)上的圆孔拧紧在主体(1)底面上的螺纹孔内。

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