一種絕對式編碼器的製作方法

2023-04-23 08:51:16 3

專利名稱：一種絕對式編碼器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及編碼器領域，具體來說是一種絕對式編碼器。
背景技術：
編碼器是把角位移或直線位移轉換為電信號的一種裝置。按照工作原理編 碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換周期性的電信號， 再把這個電信號轉換成計數脈衝，用脈衝的個數表示位移的大小。絕對式編碼 器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此，它的示值只與測量的起始和終 止位置有關。在電動、氣動執行機構中，編碼器用於對輸出軸運動位置的精確 測量，提供準確的反饋信號；也可以用於對各種轉動的物體正反轉數的可逆計 量，或轉動角度的精確測量。
現在市面上大量使用的是增量式編碼器。增量式編碼器雖然結構較簡單，單
圈脈衝數也足夠多，也有專用的正反可逆計數集成電路，但它有一個很大的缺
點，就是在停電時不能記憶原有位置，尤其是當有人在停電後人為地改變了輸
出軸的位置，再送電時系統就全亂了，所以使用時必須有備用電池。
絕對式編碼器使用得很少，因為其價格較高，單個編碼器售價已達到相應
的執行機構的成本價。因此為了實現執行機構的數位化就必須設計一種結構簡
單，成本低，工藝能實現的編碼器。
市面上可供的編碼器大都採用光柵或磁柵技術，這種技術雖然先進但必須要
有專用的生產設備和材料才能生產，生產成本居高不下，影響了編碼器的推廣使用。

實用新型內容
本實用新型的目的是針對以上所述編碼器存在的不足，提供一種絕對式編 碼器，既擴大了計數範圍、降低了成本，也減少了碼盤數量、並且易於生產。 本實用新型絕對式編碼器是這樣實現的 一種絕對式編碼器，包括輸入齒輪、
編碼盤、兩個進位齒輪、定位鋼珠、彈簧片、電路板組件、空芯軸、小軸、外
殼、後蓋和底蓋，空芯軸和小軸分別安裝在外殼內；小軸上並排安裝有第一進
位齒輪和第二進位齒輪；空芯軸分別安裝有第一編碼盤、第二編碼盤、第三編
碼盤和輸入齒輪；輸入齒輪與第一編碼盤嚙合連接，第一編碼盤與第一進位齒
輪嚙合連接，第一進位齒輪與第二編碼盤嚙合連接，第二編碼盤與第二進位齒
輪嚙合連接，第二進位齒輪與第三編碼盤嚙合連接；電路板組件由四塊光電發
送接收板和一塊數碼轉換電路板組成，四塊光電發送接收板焊接在數碼轉換電
路板上；定位鋼珠放置在外殼定位孔中，並用彈簧片壓緊；電路板組件安裝在
底蓋上，裝有電路板的底蓋和後蓋用螺釘與內部已安裝完編碼盤的外殼連接在一起。
所述的第一編碼盤、第二編碼盤、第三編碼盤可以分別設置有兩組五位編碼孔。
所述的第一編碼盤、第二編碼盤、第三編碼盤分別設置在光電發送接收板之 間，光電發送接收板通過編碼盤上的編碼孔，將檢測到的轉動位置信號送到數 碼轉換電路，由數碼轉換電路不斷地送出轉動位置的串行格雷碼。
所述的定位鋼珠可以設置有兩個。
本實用新型採用格雷碼，使每進一位數只有一位數碼發生變化，克服了一般 二進位碼、BCD碼讀出時易產出錯誤的缺點；每個碼盤有兩組五位編碼孔，有效 地擴大了計數範圍，三個碼盤計數範圍可達0-32768;另外借用了機械計數器進 位方法，使結構簡單新穎。總的來說，本實用新型結構簡單，成本低，實現容
易，可以採用常見的金屬材料和工程塑料，使用市面上易購的電子元件，採用
衝壓件和注塑件生產，生產投入低。


圖1為本實用新型一種絕對式編碼器的縱向截面剖開結構示意圖； 圖2為本實用新型一種絕對式編碼器的橫截面剖開結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施專利對本實用新型進行詳細的說明。 一種絕對式編碼器，如圖1和圖2所示，包括輸入齒輪6、編碼盤(5、 7、 9)、 進位齒輪(3-1、 3-2)、定位鋼珠14、彈簧片15、電路板組件、空芯軸8、小軸
4、 外殼4、後蓋1和底蓋10。空芯軸8和小軸4分別安裝在外殼內；小軸4上依次 安裝有第一進位齒輪3-l和第二進位齒輪3-2;空芯軸8上分別安裝有第一編碼盤
5、 第二編碼盤7、第三編碼盤9和輸入齒輪6;輸入齒輪6與第一編碼盤5嚙合連 接，第一編碼盤5與第一進位齒輪3-l嚙合連接，第一進位齒輪3-l與第二編碼盤 7嚙合連接，第二編碼盤7與第二進位齒輪3-2嚙合連接，第二進位齒輪3-2與第 三編碼盤9嚙合連接；電路板組件由四塊光電發送接收板(11-1、 11-2、 11-3、 n-4)和一塊數碼轉換電路板2組成，四塊光電發送接收板(11-1、 11-2、 l卜3、 11-4)固定焊接在數碼轉換電路板12上；第一編碼盤5、第二編碼盤7、第三編碼 盤9分別設置在光電發送接收板(11-1、 11-2、 l卜3、 11-4)之間，光電發送接收 板(ll-l、 11-2、 11-3、 11-4)通過編碼盤上的編碼孔，將檢測到的轉動位置信 號送到數碼轉換電路12，由數碼轉換電路12不斷地送出轉動位置的串行格雷碼。 定位鋼珠14放置在外殼定位孔中，並用彈簧片15壓緊；電路板組件安裝在底蓋 10上，裝有電路板的底蓋10和後蓋1用自攻螺釘13與內部已安裝完編碼盤的外殼
4連接在一起。
工作過程為須檢測的轉動通過輸入齒輪6將轉動輸入，輸入齒輪6轉動帶動
第一編碼盤5轉動，當第一編碼盤5轉動半圈，則盤上的進位齒帶動第一進位齒 輪3-l轉動一個齒。第一位進位齒輪3-l又帶動第二編碼盤7轉動一個齒。當第二 編碼盤7轉動半圈，又使第二進位齒輪3-2轉動一個齒，第二進位齒輪3-2又帶動 第三編碼盤9轉動。就這樣須檢測的轉動不斷輸入，則編碼盤也就不斷的轉動。 在編碼盤轉動的同時，四個光電發送接收板通過編碼盤上的編碼孔，將檢測到 的轉動位置信號送到數碼轉換電路，由數碼轉換電路不斷地送出轉動位置的串 行格雷碼。
本實用新型主要應用在電動、氣動執行機構中，用於對輸出軸運動位置的精 確測量，提供準確的返饋信號；也可用於對各種轉動物體正反轉數的可逆計量， 或轉動角度的精確測量。本實用新型採用格雷碼，使每進一位數只有一位數碼 發生變化，克服了一般二進位碼、BCD碼讀出時易產出錯誤的缺點；每個碼盤有 兩組五位編碼孔，有效地擴大了計數範圍，三個碼盤計數範圍可達0-32768;借 用了機械計數器進位方法，使結構簡單新穎；另外可以採用常見的金屬材料和 工程塑料，使用市面上易購的電子元件，採用衝壓件和注塑件生產，生產投入 低。
權利要求1、一種絕對式編碼器，包括輸入齒輪、編碼盤、進位齒輪、定位鋼珠、彈簧片、電路板組件、空芯軸、小軸、外殼、後蓋和底蓋，其特徵在於空芯軸和小軸分別安裝在外殼內；小軸依次安裝有第一進位齒輪和第二進位齒輪；空芯軸分別安裝有第一編碼盤、第二編碼盤、第三編碼盤和輸入齒輪；輸入齒輪與第一編碼盤嚙合連接，第一編碼盤與第一進位齒輪嚙合連接，第一進位齒輪與第二編碼盤嚙合連接，第二編碼盤與第二進位齒輪嚙合連接，第二進位齒輪與第三編碼盤嚙合連接；電路板組件由四塊光電發送接收板和一塊數碼轉換電路板組成，四塊光電發送接收板焊接在數碼轉換電路板上；定位鋼珠放置在外殼定位孔中，並用彈簧片壓緊；電路板組件安裝在底蓋上，裝有電路板的底蓋和後蓋用螺釘與內部已安裝完編碼盤的外殼連接在一起。
2、 如權利要求l所述的一種絕對式編碼器，其特徵在於所述的第一編碼盤、 第二編碼盤、第三編碼盤分別設置有兩組五位編碼孔。
3、 如權利要求2所述的一種絕對式編碼器，其特徵在於所述的第一編碼盤、 第二編碼盤、第三編碼盤分別設置在光電發送接收板之間。
4、 如權利要求2所述的一種絕對式編碼器，其特徵在於所述的定位鋼珠有 兩個。
專利摘要一種絕對式編碼器，空芯軸及小軸都安裝在外殼上，輸入齒輪及三片編碼盤都安裝在空芯軸上，兩個進位齒輪安裝在小軸上，四塊光電發送接收板都焊在數碼轉換電路板上，成為一組電路板組件，電路板組件安裝在底蓋上；裝有電路板的底蓋和後蓋用螺釘與已安裝完編碼盤的外殼連接在一起；兩個定位鋼珠放置在外殼定位孔中，並用簧片壓緊。本實用新型結構簡單，計數範圍大，成本低，實現容易，可以採用常見的金屬材料和工程塑料，使用市面上易購的電子元件，採用衝壓件和注塑件生產，生產投入低。
文檔編號G01D5/347GK201177512SQ20082007407
公開日2009年1月7日 申請日期2008年3月14日 優先權日2008年3月14日
發明者張鴻烈 申請人:天津市寶恆控制閥門有限公司