TWI571615B - 編碼裝置 - Google Patents

Description

編碼裝置

本發明係與感測技術有關，特別是關於一種編碼裝置。

以感測單元對信號單元，透過光、磁或電之變動感測，以測量機械幾何位移量，並將所獲得之類比信號轉換為數位信號之編碼裝置(encoder)，係精密機械技術領域為達到準確控制所必需者，惟為獲得準確之位移信號，其先決要件即需使編碼裝置之感測單元與信號單元，彼此穩定地位於準確之相對位置上，始得以確保獲得感測所得信號之正確性。

舉以對旋轉運動為光學感測之習知編碼裝置為例，其係使信號單元與轉軸同步轉動，並使感測單元之發信端與受信端，彼此相對地位於信號單元兩側之固定位置上，據以進行幾何位移之量測，是等習知技術，除有利用適當之承載構件，供設信號單元與感測單元，並預先定位其彼此間之相對位置達到正確之狀態，以藉由承載構件間接地使信號單元與轉軸同步轉動外，亦有將信號單元直接耦合於轉軸上，再設置感測單元且對之進行校準對位者。

其中，使信號單元直接耦合於轉軸上之習知技術，必需在組配時，個別地進行感測單元與信號單元間之校準對位程序，具體而言，其校準對位時，係需外接示波器並以其所顯示之波形為校準之判斷基準，當波形受到位置調整而改變達到符合預定之規範時，始完成其校準對位，是 等過於繁瑣之程序亦導致製造組裝加工程序上之不便，而難以有效地提昇製造之效率。

因此，本發明之主要目的即係在提供一種編碼裝置，其係便於感測單元之受信端與信號單元間之對位作業進行，據以簡化製造組裝之加工程序，俾提高效率。

緣是，為達成上述之目的，本發明所提供編碼裝置者，乃係將感測單元之受信部與發信部予以分設於不同之載件上，並使不同之載件間以撓性電連接元件彼此連接，俾以於相異之時間點進行組裝，從而得先將有對位需求之構件經組裝並校準對位後，再行組裝其他之構件，藉此，先組裝之構件於進行校準對位之程序時，即不受其他構件阻礙，而可便於組配人員透過目力即得以完成校準對位。

更進一步來說，該編碼裝置乃係包含了有一感測單元以及一信號單元。

具體來說，該感測單元係具有一第一載件，受定位地相鄰於該外部運動機構；一第二載件，係受定位地與該第一載件相隔開來；一發信部，設於該第二載件上，用以產生信號；一受信部，設於該第一載件上，並與該發信部相隔開來地彼此相為，用以感測由該發信部所產生之信號；以及一電連接部，橋接於該第一載件與該第二載件上。

而該信號單元，則係介於該發信部與該受信部之間，並同步地從動於該外部運動機構，俾使該信號單元得隨該外部運動機構之位移而同步地改變該受信部所感測之信號。

再者，為便於組配人員以目力進行校準對位，係可使該編碼裝置更包含有彼此對應之二對位部，分設於受校準對位之該受信部與該信號單元上。一般來說，該等對位部係以目力可辨之對位記號為佳，例如點、線或其他幾何形狀記號者。

具體而言，該編碼裝置係可為運用習知光電編碼器之感測手段者，在此一狀態下，該發信部即為光源、該受信部則為受光元件，而該信號單元即為具有一定編碼形式之編碼圓盤，其編碼之形式並不受限。而當該信號單元為編碼圓盤時，各該對位記號則可分別為適設於圓盤上之圓環，以及適設於該受信部上之弧線，但為便於對位校準之進行，則使圓環與弧線彼此之曲率一致為佳。

而在以該編碼裝置進行外部運動機構之旋轉位移量之感測者，以圓盤型態存在之該信號單元，係直接地同軸耦合於用以產生旋轉位移之轉軸上，並使該第一載件受定位地位於該信號單元盤面之一側，而為便於組配，係可使該第一載件為內緣呈U形之板狀體，俾得以U形之開口容納該轉軸於其中，以使該第一載件所承載之受信部得相鄰於該信號單元。

另外，為避免該第二載件在該受信部與該信號單元間校準對位時造成阻礙，係使該電連接部為可撓，以利於該第二載件所在位置之調整改變。

再者，為使組配加工更為簡便，本發明所提供之編碼裝置中，係可藉由一間隔部橋接於該第一載件與該第二載件間，以維持其彼此間相對之間隔距離者。

其中，該間隔部乃係具有了至少一隔體，係介於該第一載件 與該第二載件間，用以形成所需之間隔距離，以及至少一結合元件，係結合該隔體與該第二載件，使該隔體所形成之間隔距離受到維持。

(1)‧‧‧電機

(2)‧‧‧轉軸

(3)‧‧‧承靠面

(10)‧‧‧編碼裝置

(20)‧‧‧感測單元

(21)‧‧‧第一載件

(22)‧‧‧第二載件

(23)‧‧‧發信部

(24)‧‧‧受信部

(25)‧‧‧電連接部

(30)‧‧‧信號單元

(40)‧‧‧間隔部

(41)‧‧‧隔體

(42)(43)‧‧‧結合元件

(51)(52)‧‧‧對位部

第一圖係本發明一較佳實施例之組合立體圖。

第二圖係本發明一較佳實施例之分解立體圖。

第三圖係本發明一較佳實施例之組裝示意圖(一)。

第四圖係本發明一較佳實施例之組裝示意圖(二)。

第五圖係本發明一較佳實施例之組裝示意圖(三)。

第六圖係本發明一較佳實施例之組裝示意圖(四)。

茲即舉以本發明一較佳實施例，並配合圖式為進一步之說明。

首先，請參閱第一圖與第二圖所示，在本發明一較佳實施例中所提供編碼裝置(10)，乃係利用習知光電編碼感測技術手段對外部電機(1)之轉軸(2)進行轉動位移量之感測者，其於構成上則主要包含了有一感測單元(20)、一信號單元(30)以及一間隔部(40)。

感測單元(20)具有一第一載件(21)，係為用供設電子元件之電路板，而以一側板面抵接於電機(1)與轉軸(2)相鄰之一承靠面(3)上，且受適當之定位而固設於電機(1)上；一第二載件(22)，係為與第一載件(21)相類般供設電子元件之電路板，且與第一載件(21)彼此相隔開來地位於轉軸(2)端末外側，而受定位地維持其與第一載件(21)間之間距；一以光源構成之發 信部(23)以及一以受光元件所構成受信部(24)，係分別電性連接地設於第一載件(21)與第二載件(22)上，據以使發信部(23)所產生之光信號，得以由受信部(24)所感知；以及一電連接部(25)，係有如習知之撓性排線般以兩端橋接於第一載件(21)與第二載件(22)間，據以使第一載件(21)與第二載件(22)各自之電路，得以藉由電連接部(25)而彼此電性連接。

信號單元(30)係為一可透光之編碼圓盤，同軸地耦合固接於轉軸(2)上，並介於發信部(23)與受信部(24)之間，藉此，當信號單元(30)隨轉軸(2)同步轉動之際，即可藉由預設於其上之碼道，以控制來自發信部(23)之光信號是否得以通過而到達受信部(24)，惟關於此等感測技術之具體內容，乃屬習知技術之範躊且非屬本發明之技術特徵，於此即不對之再為贅述。

間隔部(40)則具有多數彼此高度一致之隔體(41)，係概呈柱狀地分別立置於第一載件(21)與第二載件(22)之間，用以形成阻隔使第一載件(21)及第二載件(22)彼此相隔開來；多數螺桿狀之結合元件(42)，係分別自各隔體(41)柱軸一端往外延伸，並穿經第一載件(22)而螺接於電機(1)上；以及多數螺栓狀之結合元件(43)，係分別與隔體(41)柱軸之另端螺接地固接於第二載件(22)上，俾可藉由各螺桿狀之結合元件(42)與各螺栓狀之結合元件(43)，使各隔體(41)維持於第一載件(21)與第二載件(22)之間，從而確保間隔距離之穩定性。

藉此，編碼裝置(10)乃可藉由分立之第一載件(21)與第二載件(22)，使其於組裝時先組裝有校準對位需求之構成元件，以避免其它構成元件造成校準對位上之阻礙，特別是在目力辨識上所形成之阻隔狀態，而 為具體說明是等功效之達成，併請參閱第三圖與第四圖所示，編碼裝置(10)於組裝時，乃係如第三圖所示者般，先將信號單元(30)直接同軸耦合於轉軸(2)上，使其彼此得以同步轉動，再將第一載件(21)藉由各螺桿狀之結合元件(42)貼接固設於承靠面(3)上，此際，由於第二載件(22)仍處於未受固定之自由狀態，加以電連接部(25)之撓性僅最低限度地連結第二載件(22)與第一載件(21)，因此，進行組配加工之人員即得將第二載件(22)調整至不影響校準對位之空間位置上，使信號單元(30)與感測單元(20)間之校準對位作業之進行不受阻礙，特別是就以目力辨識即可完成之校準對位程序而言，而於對位完成後，再如第四圖所示者般，藉由各螺栓狀之結合元件(43)將第二載件(22)固設於各隔體(41)上，據以簡便地完成組裝之程序。

於本實施例中，由於信號單元(30)係先於第一載件(21)而固設於電機(1)上，因此，為使第一載件(21)得以順利地插入介於信號單元(30)與承靠面(3)間之狹小間隙，且不受轉軸(2)之阻擋，係可使第一載件(21)之形狀呈內緣為U形之板狀體，從而使第一載件(21)得以其U形開口容納轉軸(2)，進而使其組配作業之進行更為便利。

另外，於本實施例中，為便於組裝加工人員以目力辨識進行校準對位之程序，再併請參閱第五圖及第六圖所示，編碼裝置(10)更包含了有二對位部(51)(52)，係為分設於受信部(24)與信號單元(30)上之對位記號，據以提供組配人員以目力辨識對位之基準，而得以達成是項功效之對位記號形式並不受限，凡目力可直接或透過顯微放大等間接手段而可辨識者，均得為之，而於本實施例中即令設於信號單元(30)上之對位部(51)之記號為線狀延伸之圓環，以及使設於受信部(24)上之對位部(52)之記號為弧線，且 使圓環及弧線之曲率一致，藉此，組配加工人員即得藉由顯微放大技術之輔助，以目力辨識即可將受信部(24)與信號單元(30)快速地校準對位，從而達到提高效率之功效，加以該編碼裝置(10)之體積甚為精簡，當可降低組裝後之整體體積。

(1)‧‧‧電機

(2)‧‧‧轉軸

(3)‧‧‧承靠面

(10)‧‧‧編碼裝置

(20)‧‧‧感測單元

(21)‧‧‧第一載件

(22)‧‧‧第二載件

(23)‧‧‧發信部

(24)‧‧‧受信部

(25)‧‧‧電連接部

(30)‧‧‧信號單元

(40)‧‧‧間隔部

(41)‧‧‧隔體

(42)(43)‧‧‧結合元件

Claims (7)

1. 一種編碼裝置，用以感測外部運動機構之幾何位移量，其中，該外部運動機構係具有一承靠面及以一端突伸於該承靠面外之一轉軸，而該編碼裝置則係包含有：一感測單元，具有一第一載件，係受定位地相鄰於該外部運動機構；一第二載件，係受定位地與該第一載件相隔開來；一發信部，設於該第二載件上，用以產生信號；一受信部，設於該第一載件上，並與該發信部相隔開來地彼此相為，用以感測由該發信部所產生之信號；以及一電連接部，橋接於該第一載件與該第二載件上；一信號單元，係介於該發信部與該受信部之間，結合於該轉軸之一端上，並同步地從動於該轉軸，俾使該信號單元得隨該轉軸之角位移而同步地改變該受信部所感測之信號；以及二對位部，係分設於該受信部與該信號單元上；其特徵在於：該第一載件係呈內緣為U形之板狀體，係固設於該承靠面上，並以U形空間供該轉軸之穿伸；及各該對位部係為彼此曲率一致之圓環記號與弧線記號，分設於該受信部與該信號單元上。
2. 依據申請專利範圍第1項所述編碼裝置，其中，該圓環記號係設於該信號單元上，該弧線位記號係設於該受信部上。
3. 依據申請專利範圍第1項所述編碼裝置，其中，該發信部係為光源，該受信部則為受光元件，而該信號單元則為編碼圓盤。
4. 依據申請專利範圍第1項所述編碼裝置，其中，該第一載件與該第二載件係分別為電路板。
5. 依據申請專利範圍第4項所述編碼裝置，其中，該電連接部係為撓性排線。
6. 依據申請專利範圍第1項所述編碼裝置，其係更包含有一間隔部，係橋接固設於該第一載件與該第二載件間，據以維持該第二載件相隔於該第一載件之間隔距離。
7. 依據申請專利範圍第6項所述編碼裝置，其中，該間隔部係更包含有至少一隔體，係介於該第一載件與該第二載件間；以及至少一結合元件，係結合該隔體與該第二載件。