CN219084103U - 旋转编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转编码器，包括壳体、底座、第一电路板、第二电路板以及码盘，底座与壳体配合形成腔室，第一电路板安装于腔室内并与壳体的顶部固定连接，第二电路板安装于腔室内并布置在第一电路板的下方，与第一电路板固定连接，码盘布置在腔室内并用于固定安装在电机转轴上，以及码盘布置在第二电路板与底座之间，其中该码盘的上表面设有光栅，第二电路板设有与光栅配合的光电模块，通过光栅与光电模块配合检测该电机的转速。底座与该壳体通过卡扣可拆卸连接，壳体的顶部设有支撑部，第一电路板固定在支撑部上，支撑部设有贯穿所壳体顶部的螺孔。本实用新型可以显著提高旋转编码器的装配效率，减少出错率，提高装配精度。

Description

旋转编码器

技术领域

本实用新型涉及编码器技术领域，具体涉及一种旋转编码器。

背景技术

编码器是各类机械最常用的检测装置之一，用编码器作为信号检测的方法，已经广泛用于数控机床、纺织机械、冶金机械、石油机械、矿山机械、印刷包装机械、塑料机械、试验机、电梯、伺服电机、航空、仪器仪表等工业自动化领域。编码器种类繁多，不同的行业用户对编码器的参数、规格要求各不相同。

光电编码器包括光电码盘，光电码盘的中心套设在转轴上，光电码盘上设置有环形的明暗相间的刻线，光电编码器还包括具有光发射器件和光接收器件，以通过光接收器件来读取光发射器件所发出的光信号并将其转化为电信号，主要用来测量位移或角度，其结构简单、精度较高，但是抗干扰能力较弱。另外，由于光电编码器是通过码盘上刻线来计算精度的，因此，精度越高，码盘就会越大，编码器总体积也就越大。

磁电编码器则是采用磁电式设计，利用磁器件代替码盘，并设置磁感应器件，利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置，弥补了光电编码器的上述缺陷，具有抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高且结构简单等优点，但是精度较差。

无论是光电编码器还是磁电编码器，其通常都包括固定于电机的底座以及外壳，外壳与底座配合形成容纳码盘磁器件的腔室，然而，目前外壳与底座连接的方式都是通过螺钉来实现，安装效率低还需要另外增加耗材。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种旋转编码器，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种旋转编码器，所述旋转编码器包括：

壳体；

底座，所述底座与所述壳体配合形成腔室；

第一电路板，所述第一电路板安装于所述腔室内并与所述壳体的顶部固定连接；

第二电路板，所第二电路板安装于所述腔室内并布置在所述第一电路板的下方，与所述第一电路板固定连接；

码盘，所述码盘布置在所述腔室内并用于固定安装在电机转轴上，以及所述码盘布置在所述第二电路板与所述底座之间，

其中，所述码盘的上表面设有光栅，所述第二电路板设有与所述光栅配合的光电模块，通过所述光栅与所述光电模块配合检测所述电机的转速；以及

所述底座与所述壳体通过卡扣可拆卸连接，所述壳体的顶部设有支撑部，所述第一电路板固定在所述支撑部上，以及所述支撑部设有贯穿所壳体顶部的螺孔。

在一个实施例中，所述底座的两侧设有向上伸出的耳部，所述耳部设有卡口，所述壳体的外壁设有卡销，所述卡销与所述卡口配合形成卡扣连接以连接所述壳体与所述底座。

在一个实施例中，所述底座包括矩形板以及从位于所述矩形板的一条对角线上的两个角部向上伸出形成的两个所述耳部，每一个所述耳部设有沿竖直方向延伸的所述卡口，以及所述卡销为从所述壳体的外壁形成的向外凸出的壳体凸起，所述壳体凸起形成向下倾斜的壳体倾斜面，所述壳体凸起向下运动卡入所述卡口内以将所述壳体与所述底座可拆卸连接。

在一个实施例中，所述第一电路板与所述第二电路板之间设有至少两个隔离柱，所述至少两个隔离柱间隔布置。

在一个实施例中，所述隔离柱的上端抵靠所述第一电路板的下表面，所述隔离柱的下端抵靠所述第二电路板的上表面，以及所述隔离柱的上端和下端分别设有螺纹孔，通过第一螺钉将所述第二电路板与所述隔离柱固定连接，以及通过第二螺钉将所述壳体、隔离柱以及第二固定板固定连接。

在一个实施例中，所述第二电路板以及所述第一电路板具有相互垂直的长轴和短轴，所述至少两个隔离柱布置在所述长轴的两端。

在一个实施例中，所述壳体的顶部设有开口，所述电路板的上表面设有接线部，所述接线部与所述开口配合并伸入所开口内。

在一个实施例中，所述壳体内设有至少两条导向柱，所述第一电路板和所述第二电路板的外周设有与所述导向柱配合的至少两个导向槽；较佳地，所述至少两个导向槽分别设置于所述短轴的两端。

在一个实施例中，所述码盘包括位于上部的圆盘部和位于所述圆盘部下方的圆筒部并在中部设有沿轴向延伸的电机转轴安装孔，其中，所述圆盘部的上表面环绕所述电机转轴安装孔设置光栅，所述光栅与所述第二电路板下表面的光电模块配合。

在一个实施例中，所述底座的中部设有底座电机轴过孔，环绕所述底座电机轴过孔设有至少两组底座固定孔，其中，同一组所述底座固定孔与所述底座电机轴过孔的孔心的距离相等，以及不同组的底座固定孔与所述底座固定孔孔心的距离不等。

在一个实施例中，所述壳体的顶部设有支撑部，所述第一电路板固定在所述支撑部上，以及所述支撑部设有贯穿所壳体顶部的螺孔。

本实用新型的旋转编码器在出厂时即可以将壳体、第一电路板、第二电路板装配好形成壳体组件，发货时可以将壳体组件组装到底座上一起包装，码盘分开包装，一共通过两个包装发货，由于底座与壳体通过卡扣可拆卸连接，用户收到产品后，只需要将底座从壳体组件上拆下并固定到电机端盖上，再将码盘固定到电机转轴上，然后将壳体组件扣合在底座上即可完成安装，操作非常简便。与传统的需要先安装码盘，再安装电路板，然后安装壳体的方案相比，本实用新型可以显著提高装配效率，减少出错率，提高装配精度。可选地，发货时也可以将壳体组件、底座以及码盘分三个包裹包装，用户收到货以后不需要将壳体与底座拆下的步骤，直接将底座装配到电机端盖上，将码盘装配到电机轴上，将壳体组件扣合到底座上完成整个产品安装，更进一步减少用户的装配步骤，提高装配效率。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的旋转编码器的立体分解图。

图2是本实用新型一个实施例的旋转编码器的另一立体分解图。

图3是本实用新型一个实施例的旋转编码器的立体图。

图4是本实用新型一个实施例的旋转编码器的另一立体图。

图5是本实用新型一个实施例的旋转编码器的底座的立体图。

图6是本实用新型一个实施例的旋转编码器的壳体的立体图。

图7是本实用新型一个实施例的旋转编码器的安装方法流程示意图。

图8是本实用新型一个实施例的旋转编码器的安装方法的其中一个步骤的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本实用新型涉及一种旋转编码器，用来检测角度、速度、长度、位移和加速度等，其可以实际的机械参数值转换成电气信号，广泛用于各类电机中。

图1-2是本实用新型一个实施例的旋转编码器100的不同视角的立体分解图，图2-3是本实用新型一个实施例的旋转编码器的不同视角的立体图。如图1-4所示，在一个实施例中，旋转编码器100包括壳体10、底座20、第一电路板30、第二电路板40以及码盘50，底座20与壳体10配合形成腔室，第一电路板30安装于腔室内并与壳体10的顶部固定连接，第二电路板40安装于腔室内并布置第一电路板的下方，与第一电路板30固定连接，码盘50布置在腔室内并用于固定安装在电机转轴上，其中，码盘50布置在第二电路板40与底座20之间，码盘50的上表面设有光栅51，第二电路板40设有与光栅51配合的光电模块(图未示)，通过光栅与光电模块配合检测电机的转速，底座20与壳体10通过卡扣可拆卸连接。

本实用新型的旋转编码器在出厂时即可以将壳体、第一电路板、第二电路板装配好形成壳体组件，发货时可以将壳体组件组装到底座上一起包装，码盘分开包装，一共通过两个包装发货，由于底座与壳体通过卡扣可拆卸连接，用户收到产品后，只需要将底座从壳体组件上拆下并固定到电机端盖上，再将码盘固定到电机转轴上，然后将壳体组件扣合在底座上即可完成安装，操作非常简便。与传统的需要先安装码盘，再安装电路板，然后安装壳体的方案相比，本实用新型可以显著提高装配效率，减少出错率，提高装配精度。可选地，发货时也可以将壳体组件、底座以及码盘分三个包裹包装，用户收到货以后不需要将壳体与底座拆下的步骤，直接将底座装配到电机端盖上，将码盘装配到电机轴上，将壳体组件扣合到底座上完成整个产品安装，更进一步减少用户的装配步骤，提高装配效率。

在一个实施例中，底座20的两侧设有向上伸出的耳部21，耳部21设有卡口22，壳体10的外壁设有卡销11，卡销11与卡口22配合形成卡扣连接壳体10与底座20。装配时，将壳体10向底座20推压，在卡销11的作用下，两侧的耳部21向外进行弹性形变，当卡销11向下运动并嵌入卡口22内时，耳部21在弹力的作用下回复原位并将壳体卡紧。

图5是本实用新型一个实施例的编码器的底座的立体图，如图5所示，可选地，底座20包括矩形板22，所述耳部21从矩形板22的一条对角线的两个角部向上伸出形成，每一个耳部21设有沿竖直方向延伸的卡口22，以及卡销11为在壳体10的外壁形成的向外凸出的壳体凸起，壳体凸起形成向下倾斜的壳体倾斜面，壳体凸起向下运动时，通过卡销的斜面与耳部作用并引起两个耳部弹性变形并向相互远离一定距离，卡销卡入卡口22内以后，两个耳部在弹力的作用下回到原位，卡销伸出卡口内并将壳体与底座锁紧，当需要开启时，施加作用力引起两个耳部向外弹性变形并间隔开一定距离，使得卡销从卡口脱离，从而将壳体与底座分离。

需要注意的是，此处仅仅是示例性提供了一种壳体与卡扣连接的方式，本领域的技术人员可以理解，其他的卡扣连接方式也可能适用于本实用新型，本实用新型的核心是通过壳体与底座的快速拆装方式以及第一电路板和第二电路板与壳体的预安装，实现了旋转编码器的快速安装，降低出错率，提高装配精确度和速度。

在一个实施例中，第一电路板30与第二电路板40之间设有至少两个隔离柱60，至少两个隔离柱60间隔布置。可选地，隔离柱60的上端抵靠在第一电路板30的下表面，隔离柱60的下端抵靠在第二电路板40的上表面，以及隔离柱60的上端和下端分别设有螺纹孔，通过第一螺钉将第二电路板与隔离柱固定连接，以及通过第二螺钉将壳体、隔离柱以及第二电路板固定连接。也就是说，隔离柱60具有双重功能，其即用作将第一电路板与电路板隔开的隔离件，同时又通过对隔离件两端的巧妙设计，将其用作将第一电路板、第二电路板以及壳体连接在一起的连接件。

在一个实施例中，第一电路板30和第二电路板40整体上具有相似的形状并形成大致椭圆形形状，即第二电路板和第一电路板各自具有两根相互垂直的长轴和短轴，隔离柱60布置在长轴的两端，需要说明的是，此处的长轴和短轴并不是真实存在的轴，而是为了描述方便引入的术语。

可选地，壳体10的顶部设有开口12，第一电路板30的上表面设有接线部31，第一电路板30安装于壳体10内时，接线部31与开口12配合并伸入开口12内，外部接线可以从开口12与接线部31连接。

图6是本实用新型一个实施例的壳体10的立体图，其示出壳体10的内部结构，如图6所示，在一个实施例中，壳体10内设有至少两个导向柱13，第一电路板30和第二电路板40的外周设有与导向柱13配合的至少两个导向槽70，第一电路板30与第二电路板40装入壳体内时，通过导向柱13与导向槽70的配合限位，使得第一电路板30与第二电路板40沿导向槽向壳体内运动，保证了第一电路板与第二电路板在壳体内的安装位置，提高组装效率，较佳地，至少两个导向槽60分别设置于短轴的两端，也就是说，第一电路板和第二电路板的长轴的两端设置隔离柱，短轴的两端设置导向槽与导向轴配合，也就是说，第一电路板和第二电路板的四个端点位置都被限位，进一步保证了第一电路板与第二电路板在壳体内的稳定度。

在一个实施例中，码盘50包括位于上部的圆盘部51和位于圆盘部51下方的圆筒部52并在中部设有沿轴向延伸的电机转轴安装孔53，电机转轴穿入电机转轴安装孔53内，并通过将螺钉穿过圆筒部设置的固定孔将码盘固定到电机转轴上，其中，圆盘部51的上表面环绕电机转轴安装孔53设置光栅54，光栅54与第二电路板40下表面的光电模块配合，第二电路板40固定在壳体10内，光栅54和码盘一起跟随电机转轴转动，从而通过广电模块检测电机光栅的信息得到电机转轴的信息。

在一个实施例中，底座20的中部设有底座电机轴过孔24，电机转轴穿过底座电机轴过孔24伸入码盘的电机转轴安装孔53，环绕底座电机轴过孔24设有至少两组底座固定孔25，其中，同一组底座固定孔25底座电机轴过孔的孔心的距离相等，以及不同组的底座固定孔与底座电机轴过孔的孔心的距离不等，也就是说，环绕底座电机转安装孔设置至少两圈底座固定孔，每一圈底座固定孔位于以底座电机轴过孔24为圆心的同心圆上，通过至少两圈不同半径的底座固定孔的设计，可以保证本实用新型的编码器可以适配更多类型的电机，可选地，每一组底座固定孔包括至少两个底座固定孔，这两个底座固定孔的连线过底座电机轴过孔的孔心，即位于同一条直径上。

继续参照图6，在一个实施例中，壳体10的顶部的内壁设有支撑部14，第一电路板30固定在支撑部14上，以及支撑部14设有贯穿壳体顶部的螺孔15，通过螺钉从壳体顶部穿过螺孔15连接到隔离柱60将第二电路板、壳体以及隔离柱固定连接，从而将第二电路板固定到支撑部14上。从图4可以看出，较佳地，导向柱13设置于壳体的一条对角线上，支撑部14设置于壳体的另一条对角线上。

下面参照图7介绍本实用新型上述旋转编码器100的一种安装方法，该方法主要包括以下步骤：

步骤S1：将第一电路板30与第二电路板40固定安装在壳体10内并形成壳体组件。

步骤S2：将底座20固定安装于电机端盖上。

步骤S3：将码盘50固定安装于电机转轴上。

步骤S4：将安装有第一电路板和第二电路板的壳体组件安装于底座20上。

需要说明的是，在其他实施例中，本实用新型的安装方法可以不包括步骤S1，也就是说，步骤S1已经才出厂时完成，因此，只需要通过步骤S2、步骤S3和步骤S4即可完成本实用新型旋转编码器的安装。

可选地，参照图8，在步骤S1中，可以包括以下子步骤：

步骤S11：将第二电路板40与两个隔离柱60的底端固定连接；

步骤S12：将第一电路板30与第二电路板40和隔离柱60放入壳体10内；

步骤S13：将壳体10与第一电路板30和隔离柱40的上端固定连接。

可选地，在步骤S13中，通过将螺钉从壳体的顶部依次穿过第三连接孔、第一连接孔伸入第一螺孔锁紧将第一电路板30、隔离柱60以及壳体10固定连接。

可选地，在步骤S11中，利用第一螺钉从第二电路板40的下表面穿过第二连接孔伸入隔离柱60的第二螺孔内锁紧，从而将第二电路板40与隔离柱60固定连接。

需要说明的是，本实用新型的旋转编码器通过第一电路板和第二电路板上的模块的设计，可以用作用光电编码器，也可以用作光电与磁电混合的编码器，例如，需要用作光电磁电混合编码器时，第二电路板40安装光电模块，第一电路板30安装磁电模块。又例如需要用作光电编码器时，第一电路板和第二电路板都安装光电模块，以及其他信号处理模块，从而通过两个电路板实现跟多元器件的安装，提高编码器的运行效率。

综上，本实用新型涉及的旋转编码器以及旋转编码器的安装方法可以显著提高用户的组装效率，具有广阔的商业应用前景。

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种旋转编码器，其特征在于，所述旋转编码器包括：

壳体；

底座，所述底座与所述壳体配合形成腔室；

第一电路板，所述第一电路板安装于所述腔室内并与所述壳体的顶部固定连接；

第二电路板，所第二电路板安装于所述腔室内并布置在所述第一电路板的下方，与所述第一电路板固定连接；

码盘，所述码盘布置在所述腔室内并用于固定安装在电机转轴上，以及所述码盘布置在所述第二电路板与所述底座之间，其中

所述码盘的上表面设有光栅，所述第二电路板设有与所述光栅配合的光电模块，通过所述光栅与所述光电模块配合检测所述电机的转速；以及

所述底座与所述壳体通过卡扣可拆卸连接，所述壳体的顶部设有支撑部，所述第一电路板固定在所述支撑部上，以及所述支撑部设有贯穿所壳体顶部的螺孔。

2.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述底座的两侧设有向上伸出的耳部，所述耳部设有卡口，所述壳体的外壁设有卡销，所述卡销与所述卡口配合形成卡扣连接以连接所述壳体与所述底座。

3.根据权利要求2所述的旋转编码器，其特征在于，所述底座包括矩形板以及从位于所述矩形板的一条对角线上的两个角部向上伸出形成的两个所述耳部，每一个所述耳部设有沿竖直方向延伸的所述卡口，以及所述卡销为从所述壳体的外壁形成的向外凸出的壳体凸起，所述壳体凸起形成向下倾斜的壳体倾斜面，所述壳体凸起向下运动卡入所述卡口内以将所述壳体与所述底座可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述第一电路板与所述第二电路板之间设有至少两个隔离柱，所述至少两个隔离柱间隔布置。

5.根据权利要求4所述的旋转编码器，其特征在于，所述隔离柱的上端抵靠所述第一电路板的下表面，所述隔离柱的下端抵靠所述第二电路板的上表面，以及所述隔离柱的上端和下端分别设有螺纹孔，通过第一螺钉将所述第二电路板与所述隔离柱固定连接，以及通过第二螺钉将所述壳体、隔离柱以及第二固定板固定连接。

6.根据权利要求4所述的旋转编码器，其特征在于，所述第二电路板以及所述第一电路板具有相互垂直的长轴和短轴，所述至少两个隔离柱布置在所述长轴的两端。

7.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述壳体的顶部设有开口，所述电路板的上表面设有接线部，所述接线部与所述开口配合并伸入所开口内。

8.根据权利要求6所述的旋转编码器，其特征在于，所述壳体内设有至少两条导向柱，所述第一电路板和所述第二电路板的外周设有与所述导向柱配合的至少两个导向槽；较佳地，所述至少两个导向槽分别设置于所述短轴的两端。

9.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述码盘包括位于上部的圆盘部和位于所述圆盘部下方的圆筒部并在中部设有沿轴向延伸的电机转轴安装孔，其中，所述圆盘部的上表面环绕所述电机转轴安装孔设置光栅，所述光栅与所述第二电路板下表面的光电模块配合。

10.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述底座的中部设有底座电机轴过孔，环绕所述底座电机轴过孔设有至少两组底座固定孔，其中，同一组所述底座固定孔与所述底座电机轴过孔的孔心的距离相等，以及不同组的底座固定孔与所述底座固定孔孔心的距离不等。

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