一種編碼器的製作方法

2023-05-28 18:45:51 3

本實用新型涉及鋼鐵行業設備技術領域，尤其涉及一種編碼器。

背景技術：

鋼鐵行業中，輥子廣泛應用於如軋鋼機、連鑄機等傳動輸送系統中。為更好地配合軋鋼機和連鑄機的運作，常使用編碼器對輥子的轉速進行測量。常用的編碼器主要分為接觸式編碼器和非接觸式編碼器兩類。接觸式編碼器由碼盤、電刷和電路組成，其中，電刷的刷頭與碼盤接觸，工作時碼盤與電刷的相對運動形成接觸摩擦，長此以往，會造成接觸式編碼器出現測量誤差增大和使用壽命縮短的問題。而非接觸式編碼器的部件各自獨立設置，工作時避免了因部件間的接觸摩擦而導致的機械磨損，且非接觸式編碼器各部件之間信號傳輸速度快，因此相較於接觸式編碼器，非接觸式編碼器具有更高的測量精度和更長的使用壽命，而其中的光電編碼器是目前鋼鐵行業中應用最廣泛的一類非接觸式編碼器。

相關技術中，光電編碼器的內部主要由光源、碼盤、光電器件、處理晶片和電路組成。其中，碼盤的一側是發光二極體或者白熾光源，另一側則是接收發光二極體或者白熾光源發出光線的光電器件，與被測軸同心的碼盤上刻制有一定編碼規則的碼道。光電編碼器的外部套以金屬材質的外殼，起到保護內部精密部件和屏蔽外部幹擾信號的作用。使用時，光電編碼器通過外部連接裝置與輥子的轉軸相連接，碼盤跟隨被測輥子的轉軸轉動，使得光源發出的光束透過碼盤形成周期性的變化，並傳輸至光電器件，由光電器件處理產生電信號輸出至處理晶片，從而由處理晶片由電信號轉換為數字脈衝信號，數字脈衝信號再由其他設備接收並最終顯示為輥子的轉速。

但是，在鋼鐵行業的車間中都存在大型電機設備，例如，軋鋼車間中，軋鋼機的電機功率常常要在1000千瓦以上，這些電機在工作時產生的振動幅度較大，而與輥子轉軸相連接的編碼器同樣也要承受相同振幅的振動。因此，編碼器一方面很容易在運行過程中因大幅度振動而影響其測量精度，另一方面內部部件也很容易發生故障，對設備的自動化運行造成影響，不利於其長久使用。

技術實現要素：

為克服相關技術中存在的問題，本實用新型提供一種編碼器，用於解決鋼鐵行業中編碼器測量精度和使用壽命因大幅度振動受到影響的問題。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種編碼器，其特徵在於，包括轉軸、軟連接件、外殼、軟綿和內殼，其中：

所述外殼內部設置所述內殼，所述外殼與所述內殼之間填充所述軟綿5）；

所述轉軸設置在所述內殼的中軸線位置，所述轉軸的一端沿所述中軸線延伸出所述外殼外部；

所述軟連接件設置在延伸出所述外殼的所述轉軸端部。

優選地，所述編碼器還包括檢測組件、智能晶片、信號轉換器和電路板；

所述檢測組件設置在靠近所述軟連接件的所述內殼內，所述電路板設置在遠離所述軟連接件的所述內殼內，所述智能晶片和信號轉換器均焊接在所述電路板上；

所述檢測組件包括第一檢測單元，所述第一檢測單元包括第一隔板、第一光源發射器、第一碼盤、第一擋板和第一位移傳感器，其中：

沿所述轉軸由外至內方向上依次設置所述第一隔板、第一光源發射器和第一碼盤，所述第一隔板和第一碼盤均垂直套設在所述轉軸上，所述第一光源發射器固定設置在所述第一隔板上；所述第一擋板和第一位移傳感器均設置在所述第一碼盤與所述電路板之間、且固定設置在所述內殼上；所述第一光源發射器和第一擋板均設置在所述第一碼盤的垂直平面的一側，所述第一位移傳感器設置在所述垂直平面的另一側，所述垂直平面為所述內殼的中軸面；

所述第一擋板和第一位移傳感器均與所述信號轉換器電連接，所述信號轉換器與所述智能晶片電連接。

優選地，所述編碼器還包括檢測組件、智能晶片、信號轉換器和電路板；

所述檢測組件設置在靠近所述軟連接件的所述內殼內，所述電路板設置在遠離所述軟連接件的所述內殼內，所述智能晶片和信號轉換器均焊接在所述電路板上；

所述檢測單元檢測組件包括第一檢測單元檢測組件和第二檢測單元檢測組件，所述第一檢測單元檢測組件包括第一隔板、第一光源發射器、第一碼盤、第一擋板和第一位移傳感器，所述第二檢測單元檢測組件包括第二隔板、第二光源發射器、第二碼盤、第二擋板和第二位移傳感器，其中：

沿所述轉軸由外至內方向上依次設置所述第一隔板、第一光源發射器、第一碼盤、第二隔板、第二光源發射器和第二碼盤，所述第一隔板、第一碼盤、第二隔板和第二碼盤均垂直套設在所述轉軸上，所述第一光源發射器固定設置在所述第一隔板上，所述第二光源發射器固定設置在所述第二隔板上；所述第一擋板和第一位移傳感器均設置在所述第一碼盤與所述第二隔板之間、且固定設置在所述內殼上，所述第二擋板和第二位移傳感器均設置在所述第二碼盤與所述電路板之間；所述第一光源發射器、第一擋板和第二位移傳感器均設置在所述第一碼盤的垂直平面的一側，所述第一位移傳感器、第二光源發射器和第二擋板均設置在所述垂直平面的另一側，所述垂直平面為所述內殼的中軸面；

所述第一擋板、第一位移傳感器、第二擋板和第二位移傳感器均與所述信號轉換器電連接，所述信號轉換器與所述智能晶片電連接。

優選地，所述編碼器還包括碼盤自動校正裝置，其中：

所述碼盤自動校正裝置焊接在所述電路板上，所述第一碼盤與所述碼盤自動校正裝置電連接，所述碼盤自動校正裝置與所述智能晶片電連接。

優選地，所述編碼器還包括碼盤自動校正裝置，其中：

所述碼盤自動校正裝置焊接在所述電路板上，所述第一碼盤和第二碼盤均與所述碼盤自動校正裝置電連接，所述碼盤自動校正裝置與所述智能晶片電連接。

優選地，所述編碼器還包括電路保護器，其中：

所述電路保護器焊接在所述電路板上，所述智能晶片、信號轉換器和碼盤自動校正裝置均與所述電路保護器電連接。

優選地，所述編碼器還包括電池隔板、蓄電池自動供電裝置和蓄電池，其中：

所述電池隔板和蓄電池均固定設置在遠離所述轉軸的所述電路板的一側，所述電池隔板固定設置在所述電路板與所述蓄電池之間，所述蓄電池自動供電裝置焊接在所述電路板上，所述蓄電池和電路保護器均與所述蓄電池自動供電裝置電連接。

優選地，所述軟連接件包括橡膠軟連接件。

本實用新型提供了一種編碼器，包括轉軸、軟連接件、外殼、軟綿和內殼，外殼內部設置有內殼，外殼與內殼之間的空間中填充有軟綿，轉軸設置在內殼的中軸線位置，轉軸的一端沿中軸線延伸出外殼外部，延伸出外殼的轉軸端部設置有軟連接件。本實用新型提供的編碼器用於鋼鐵行業中輥子的轉速測量，其中，內外殼之間的軟綿以及轉軸端部的軟連接件都可以降低編碼器所承受的機械振動幅度，從而起到保護編碼器的內部精密部件的作用，因此，本實用新型提供的編碼器可有效保障編碼器的測量精度和使用壽命。

應當理解的是，以上的一般描述和後文的細節描述僅是示例性和解釋性的，並不能限制本實用新型。

附圖說明

此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，示出了符合本實用新型的實施例，並與說明書一起用於解釋本實用新型的原理。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的編碼器的外部結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的編碼器的殼體結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的第一種編碼器的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的第二種編碼器的結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例提供的第三種編碼器的結構示意圖；

圖6為本實用新型實施例提供的第四種編碼器的結構示意圖。

上述圖1-圖6中：1-轉軸、2-軟連接件、3-外殼、4-第一隔板、5-軟綿、6-內殼、7-第一光源發射器、8-第一碼盤、9-第一擋板、10-第二隔板、11-第二碼盤、12-第二位移傳感器、13-電路保護器、14-電池隔板、15-第一位移傳感器、16-智能晶片、17-第二光源發射器、18-第二擋板、19-信號轉換器、20-碼盤自動校正裝置、21-電路板、22-蓄電池自動供電裝置、23-蓄電池。

具體實施方式

本實用新型提供了一種編碼器，用以對緩解鋼鐵行業中編碼器測量精度和使用壽命因大幅度振動受到影響的問題。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

本實施例提供的編碼器包括轉軸1、軟連接件2、外殼3、軟綿5和內殼6，其中，外殼3內部設置有內殼6，且外殼3與內殼6之間的空隙填充有軟綿5；轉軸1設置在內殼6的中軸線位置，轉軸1的一端沿中軸線延伸出外殼3外部；軟連接件2設置在延伸出外殼3的轉軸1端部，參見圖2，為本實用新型實施例提供的編碼器的殼體結構示意圖。本實施例提供的編碼器內部可按照光電編碼器的原理安裝光源、碼盤、光電器件、處理晶片和電路等部件。

本實施例提供的編碼器由於內外殼之間的軟綿以及轉軸端部的軟連接件都可以降低編碼器所承受的機械振動幅度，從而起到保護編碼器的內部精密部件的作用，因此，本實用新型提供的編碼器可有效保障編碼器的測量精度和使用壽命。

對於編碼器的實施方式可以參看以下幾個實施例：

實施例一

參見圖3，為本實用新型實施例提供的第一種編碼器的結構示意圖，如圖3所示，所述編碼器包括如圖2所示的殼體結構，即包括轉軸1、軟連接件2、外殼3、軟綿5和內殼6，其中，外殼3內部設置有內殼6，且外殼3與內殼6之間的空隙填充有軟綿5；轉軸1設置在內殼6的中軸線位置，轉軸1的一端沿中軸線延伸出外殼3外部；軟連接件2設置在延伸出外殼3的轉軸1端部。

本實施例提供的第一種編碼器還包括檢測組件、智能晶片16、信號轉換器19和電路板21，檢測組件設置在靠近軟連接件2的內殼6內，電路板21設置在遠離軟連接件2的內殼6內，智能晶片16和信號轉換器19均焊接在電路板21上；

檢測組件包括第一檢測單元，第一檢測單元包括第一隔板4、第一光源發射器7、第一碼盤8、第一擋板9和第一位移傳感器15，其中：沿轉軸1由外至內方向上依次設置第一隔板4、第一光源發射器7和第一碼盤8，第一隔板4和第一碼盤8均垂直套設在轉軸1上，第一光源發射器7固定設置在第一隔板4上；第一擋板9和第一位移傳感器15均設置在第一碼盤8與電路板21之間、且固定設置在內殼6上；第一光源發射器7和第一擋板9均設置在第一碼盤8的垂直平面的一側，第一位移傳感器15設置在垂直平面的另一側，垂直平面為內殼6的中軸面；

第一擋板9和第一位移傳感器15均與信號轉換器19電連接，信號轉換器19與智能晶片16電連接。

本實施例提供的第一種編碼器在運行時，先由第一光源發射器7發出的光線通過第一碼盤8形成具有編碼規律的光束，然後由具有感光功能的第一擋板9接收光束並傳遞給第一位移傳感器15，接著由第一位移傳感器15處理產生光信號並傳遞給信號傳感器19，再由信號傳感器19將光信號轉換成電信號並傳遞給智能晶片16，最後由智能晶片16將電信號轉換成數字脈衝信號。

本實施例提供的第一種編碼器中，將編碼器中的第一擋板9、第一位移傳感器15和信號轉換器19，並且分別設置在垂直於第一碼盤8的內殼6的中軸面的兩側，起到平衡所述中軸面兩側重量的作用，使得編碼器的測量精度進一步提高，而常見的光電編碼器則是置於光源的同一側，增大光源一側的重量，影響編碼器的測量精度。

實施例二

參見圖4，為本實用新型實施例提供的第二種編碼器的結構示意圖，如圖4所示，所述編碼器包括如圖2所示的殼體結構，即包括轉軸1、軟連接件2、外殼3、軟綿5和內殼6，其中，外殼3內部設置有內殼6，且外殼3與內殼6之間的空隙裡填充有軟綿5；轉軸1設置在內殼6的中軸線位置，轉軸1的一端沿中軸線延伸出外殼3外部；軟連接件2設置在延伸出外殼3的轉軸1端部。

本實施例提供的第二種編碼器還包括檢測組件、智能晶片16、信號轉換器19和電路板21；檢測組件設置在靠近軟連接件2的內殼6內，電路板21設置在遠離軟連接件2的內殼6內，智能晶片16和信號轉換器19均焊接在電路板21上；

檢測單元檢測組件包括第一檢測單元檢測組件和第二檢測單元檢測組件，第一檢測單元檢測組件包括第一隔板4、第一光源發射器7、第一碼盤8、第一擋板9和第一位移傳感器15，第二檢測單元檢測組件包括第二隔板10、第二光源發射器17、第二碼盤11、第二擋板18和第二位移傳感器12，其中：

沿轉軸1由外至內方向上依次設置第一隔板4、第一光源發射器7、第一碼盤8、第二隔板10、第二光源發射器17和第二碼盤11，第一隔板4、第一碼盤8、第二隔板10和第二碼盤11均垂直套設在轉軸1上，第一光源發射器7固定設置在第一隔板4上，第二光源發射器17固定設置在第二隔板10上；第一擋板9和第一位移傳感器15均設置在第一碼盤8與第二隔板10之間、且固定設置在內殼6上，第二擋板18和第二位移傳感器12均設置在第二碼盤11與電路板21之間；第一光源發射器7、第一擋板9和第二位移傳感器12均設置在第一碼盤8的垂直平面的一側，第一位移傳感器15、第二光源發射器17和第二擋板18均設置在垂直平面的另一側，垂直平面為內殼6的中軸面；

第一擋板9、第一位移傳感器15、第二擋板18和第二位移傳感器12均與信號轉換器19電連接，信號轉換器19與智能晶片16電連接。

本實施例提供的第二種編碼器在運行時，第一檢測單元和第二檢測單元同步運行，且第一檢測單元和第二檢測單元的工作原理相同。以第一檢測單元為例，先由第一光源發射器7發出的光線通過第一碼盤8形成具有編碼規律的光束，然後由具有感光功能的第一擋板9接收光束並傳遞給第一位移傳感器15，接著由第一位移傳感器15處理產生光信號並傳遞給信號傳感器19，再由信號傳感器19將光信號轉換成電信號並傳遞給智能晶片16，最後由智能晶片16將電信號轉換成數字脈衝信號。第二檢測單元與第一檢測單元工作過程相同，在此不再重複敘述。

本實施例提供的第二種編碼器中的兩組檢測組件中的第一碼盤8和第二碼盤11可以選用具有相同碼道的碼盤，也可以選擇不同碼道的碼盤。當第一碼盤8和第二碼盤11選擇相同碼盤時，當兩組檢測組件測得的數據一致或者差距微小時，說明兩組檢測組件均可正常工作，當兩組檢測組件測得的數據差距過大時，則說明其中一組檢測組件已經不能正常工作，這時技術人員根據日常的工作經驗可以判斷哪一組檢測組件出現問題並準備合適時機進行更換，而此時另一組檢測組件測得的數據仍然可以支持生產的繼續進行，無需立即停機更換。當第一碼盤8和第二碼盤11選擇不同碼盤時，可設置求取平均值的程序，即將兩組檢測組件測得的數據進行平均值求算，進一步提高編碼器的測量精度。

實施例三

參見圖5，為本實用新型實施例提供的第三種編碼器的結構示意圖，如圖5所示，所述編碼器除具有與實施例一提供的第一種編碼器相同的結構組成外，還包括碼盤自動校正裝置20、電路保護器13、電池隔板14、蓄電池自動供電裝置22和蓄電池23，其中：

碼盤自動校正裝置20、電路保護器13和蓄電池自動供電裝置22均焊接在電路板21上，電池隔板14和蓄電池23均固定設置在遠離轉軸1的電路板21的一側，電池隔板14固定設置在電路板21與蓄電池23之間，

第一碼盤8與碼盤自動校正裝置20電連接，碼盤自動校正裝置20與智能晶片16電連接，智能晶片16、信號轉換器19、碼盤自動校正裝置20和蓄電池自動供電裝置22均與電路保護器13電連接，蓄電池23均與蓄電池自動供電裝置22電連接。

本實施例提供的第三種編碼器中的碼盤自動校正裝置20可自動校正第一碼盤8，使得第一碼盤8的測量精度得到保證，同時也可以提高第一碼盤8的使用壽命；電路保護器13可以保護編碼器內部電路，防止突然通電或斷電、溫度過高、雷擊等情況下引起過壓、過流、浪湧對編碼器內部電路的破壞，提高編碼器的使用壽命；電池隔板14、蓄電池自動供電裝置22和蓄電池23為編碼器提供了一套備用的供電系統，當編碼器的正常供電被迫停止時，即可自動啟動備用供電系統，保證編碼器的正常運作。

本實施例提供的第三種編碼器中軟連接件2可以選用橡膠軟連接件，由於橡膠軟連接件2具有優良的耐磨性、彈性、扯斷強度及伸長率，可保障本實用新型提供的編碼器的減振功能。

實施例四

參見圖6，為本實用新型實施例提供的第四種編碼器的結構示意圖，如圖6所示，所述編碼器除具有與實施例一提供的第二種編碼器相同的結構組成外，還包括碼盤自動校正裝置20、電路保護器13、電池隔板14、蓄電池自動供電裝置22和蓄電池23，其中：

碼盤自動校正裝置20、電路保護器13和蓄電池自動供電裝置22均焊接在電路板21上，電池隔板14和蓄電池23均固定設置在遠離轉軸1的電路板21的一側，電池隔板14固定設置在電路板21與蓄電池23之間，

第一碼盤8和第二碼盤11均與碼盤自動校正裝置20電連接，碼盤自動校正裝置20與智能晶片16電連接，智能晶片16、信號轉換器19、碼盤自動校正裝置20和蓄電池自動供電裝置22均與電路保護器13電連接，蓄電池23均與蓄電池自動供電裝置22電連接。

本實施例提供的第四種編碼器具有第一檢測單元和第二檢測單元，因此本實施例提供的第四種編碼器可以設置相同碼道的第一碼盤8和第二碼盤11起到一備一用及互相監控的作用，也可以設置不同碼道的第一碼盤8和第二碼盤11起到求取平均值提高測量精度的作用。

本實施例提供的第四種編碼器還具有碼盤自動校正裝置20、電路保護器13、電池隔板14、蓄電池自動供電裝置22和蓄電池23，碼盤自動校正裝置20可自動校正第一碼盤8，使得第一碼盤8和第二碼盤11的測量精度得到保證，同時也可以提高第一碼盤8和第二碼盤11的使用壽命；電路保護器13可以保護編碼器內部電路，防止突然通電或斷電、溫度過高、雷擊等情況下引起過壓、過流、浪湧對編碼器內部電路的破壞，提高編碼器的使用壽命；電池隔板14、蓄電池自動供電裝置22和蓄電池23為編碼器提供了一套備用的供電系統，當編碼器的正常供電被迫停止時，即可自動啟動備用供電系統，保證編碼器的正常運作。

本實施例提供的第四種編碼器中軟連接件2可以選用橡膠軟連接件，由於橡膠軟連接件2具有優良的耐磨性、彈性、扯斷強度及伸長率，可保障本實用新型提供的編碼器的減振功能。

另外，上述實施例之間在描述過程中均有相關性，在描述過程中並未詳細說明，因此在實施過程中實施例之間的相同部分可以相互參看，具體在此不再詳細闡述。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這裡實用新型的公開後，將容易想到本實用新型的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本實用新型的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本實用新型的一般性原理並包括本實用新型未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本實用新型的真正範圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本實用新型並不局限於上面已經描述的實施例，並且可以在不脫離其範圍進行各種修改和改變。本實用新型的範圍僅由所附的權利要求來限制。