伺服馬達編碼器的製作方法

2023-06-03 03:22:11 2

專利名稱：伺服馬達編碼器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種伺服馬達的編碼器，尤指一種利用光學手段檢測伺服馬達主軸位置、並將其編碼輸出的伺服馬達編碼器。
背景技術：
現有伺服馬達的編碼器安裝在伺服馬達的後端，藉此檢測伺服馬達主軸轉動的位置、角度、以及轉向，而現有的編碼器由於結構複雜且安裝不易、因此在組裝時會有花費較多時間的缺點，造成安裝上的不方便。

發明內容
由於現有伺服馬達的編碼器安裝不方便，本實用新型設計是一種安裝方便的伺服馬達編碼器，由此解決上述問題，達到本實用新型的目的。
為達到上述目的，本實用新型是一種伺服馬達編碼器，其包括遮光片及感測裝置，其中該遮光片為圓形片體，其中央設有軸孔，並同心且等間隔地依伺服馬達的轉子磁石極數凹設有相對應數量的缺槽(如四極為二缺槽，六極為三缺槽)，該遮光片並同心設有多個排列成圓環狀的透光孔；該感測裝置設有底座，該底座設有底板，該底板設有穿孔，並在周緣垂直伸設有圓弧形的插掣體，且該插掣體圍繞在該遮光片外，在該插掣體環繞嵌設有三個用以檢測各缺槽的光遮斷器以及用以檢測各透光孔的光編碼器模塊。
此外，本實用新型在所述底板的兩側分別伸設有耳片，在各耳片上分別穿設有弧形的長孔，所述插掣體在外端面向內環繞穿設有四個插槽，各插槽在插掣體的內面形成一道垂直的開口，並且所述各光遮斷器及所述光編碼器模塊分別嵌設在插槽內。
此外，本實用新型各光遮斷器設有第一電路板，以該第一電路板嵌設結合在所述插掣體而與所述底板垂直，在第一電路板朝所述遮光片的兩面外分別伸設有兩相對的光敏電晶體及發光二極體，且各光敏電晶體以及各發光二極體的位置對準於各缺槽，在各第一電路板之間連接設有排線；而所述光編碼器模塊設有第二電路板，以該第二電路板嵌設結合於所述插掣體而與所述底板垂直，在第二電路板朝所述遮光片的兩面外分別伸設有兩相對的光敏電晶體組及發光二極體，其中光敏電晶體組設有兩個光敏電晶體，且各光敏電晶體以及發光二極體的位置對準於各透光孔，在第二電路板與相鄰第一電路板之間連接設有排線，並且在所述第二電路板上設有連接器，連接器上插設有向外伸設的信號線，以信號線向外連接伺服馬達的控制器。
本實用新型使用時裝設在伺服馬達上，先將遮光片以其軸孔套設固定於伺服馬達主軸由後穿出的後端，並且將底座結合在伺服馬達的後端面，以穿孔供主軸穿過，並將遮光片設置在光遮斷器以及光編碼器模塊之間。
由於伺服馬達主軸的旋轉動作與遮光片同步，當遮光片轉動時，以光編碼器模塊檢測交互通過的透光孔及不透光部，產生A/B相的信號並輸出至伺服馬達的控制器處，經其運算後得出伺服馬達的轉向、速度、以及角度，而各光遮斷器用於檢測遮光片缺槽的位置，檢測轉子目前所在的位置，並將信號輸出至伺服馬達的控制器處，以便使控制器決定輸出對應控制驅動伺服馬達下一步驟所需的激磁信號，由此正確驅動伺服馬達。
本實用新型用光遮斷器及光編碼模塊檢測遮光片的缺槽及透光孔的位置，將信息編碼輸出，以供控制器控制伺服馬達，並且由於安裝時是以遮光片直接結合在主軸、並將底座結合在伺服馬達後端，使光遮斷器及光編碼模塊分別對準遮光片即完成安裝，因此使本實用新型結構簡單、安裝容易，具有安裝製造快速及節省生產成本的功效。


圖1是本實用新型的優選實施例的立體分解圖。
圖2是本實用新型的優選實施例設在伺服馬達的分解圖。
圖3是本實用新型的優選實施例設在伺服馬達的立體圖。
圖4是本實用新型的優選實施例設在伺服馬達的俯視圖。
(10)遮光片 (11)軸孔(12)缺槽(13)透光孔(14)不透光部(20)感測裝置(21)底座(22)底板(221)耳片 (222)長孔(223)穿孔 (224)開口(23)插掣體 (231)第一插槽(232)第二插槽 (233)第三插槽(234)開口 (235)開口(236)開口 (25)傳感器(26)光遮斷器(261)第一電路板(262)光敏電晶體 (263)發光二極體(264)排線 (27)歸零器
(271)第二電路板(272)磁檢測組件(273)排線 (28)光編碼器模塊(281)第三電路板(282)光敏電晶體組(283)發光二極體(284)排線(285)連接器(286)信號線(30)伺服馬達 (31)後端面(32)主軸具體實施方式
本實用新型是一種伺服馬達編碼器，請參看圖1至圖4的優選實施，其配合裝設在具有六極磁石極性的伺服馬達(30)上，並包括遮光片(10)及感測裝置(20)，其中該遮光片(10)為具有上、下兩面的圓形片體，其在中央設有圓形的軸孔(11)，並在周邊配合伺服馬達(30)轉子的磁石極數而等間隔凹設三個所佔弧度相同的缺槽(12)，缺槽(12)的設置數量為極數/2個，且各缺槽(12)的弧度為360度/極數，即是60度，遮光片(10)並在周邊與該軸孔(11)之間同心設有排列成圓環狀的多個透光孔(13)，在本優選實施例中各透光孔(13)是以長邊相鄰的長方形孔，並且設有360個，在各透光孔(13)之間形成不透光部(14)。
該感測裝置(20)包括底座(21)及一組傳感器(25)，該底座(21)設有圓形的底板(22)，底板(22)具有上、下兩面，並在周邊相對的兩側分別向外伸設一道弧形的耳片(221)，在各耳片(221)上分別穿設有弧形的長孔(222)，在底板(221)中間設有穿孔(223)，該穿孔(223)為U形並且由底板(22)的邊緣形成開口(224)，在底板(22)上面的周緣垂直是上伸設插掣體(23)，插掣體(23)為C形的圓弧形塊體且環繞在遮光片(10)的周圍，插掣體(23)側旁的開口與穿孔(223)的開口(224)同向，在插掣體(23)的外端面垂直向內環繞穿設有三個第一插槽(231)、比第一插槽(231)寬的第二插槽(232)以及比第二插槽(232)寬的第三插槽(233)，各插槽(231)、(232)、(233)為矩形槽體，並且在插掣體的內面形成一道垂直的開口(234)、(235)、(236)；該組傳感器(25)設有三個光遮斷器(26)、光編碼器模塊(27)、以及歸零器(28)，各光遮斷器(26)設有第一電路板(261)，各第一電路板(261)為矩形板體而對應嵌設結合於第一插槽(231)，並且與底板(22)垂直，在各第一電路板(261)經開口(234)而朝所述遮光片(10)的上、下兩面外分別相對伸設有光敏電晶體(262)及發光二極體(263)，各光敏電晶體(262)以及各發光二極體(263)的位置對準於各缺槽(12)，在各第一電路板(261)之間連接設有排線(264)，該歸零器(27)設有第二電路板(271)，第二電路板(271)為矩形板體而對應嵌設結合在第二插槽(232)，並且與底板(22)垂直，在第二電路板(271)朝開口(235)外設有磁檢測組件(272)，並且第二電路板(271)與相鄰的第一電路板的(261)間連接設有排線(273)，該光編碼器模塊(28)設有第三電路板(281)，第三電路板(281)為矩形板體而對應嵌設結合在第三插槽(233)，並且與底板(22)垂直，在第三電路板(281)經開口(236)而朝所述遮光片(10)的上、下兩面外分別相對伸設有光敏電晶體組(282)及發光二極體(283)，光敏電晶體組(282)包括兩個間隔設置的光敏電晶體，且光敏電晶體組(282)以及發光二極體(283)的位置對準於各透光孔(13)，第三電路板(281)與相鄰的第二電路板(271)之間連接設有排線(284)，在第三電路板(281)上並設有連接器(285)，在連接器(285)上插設有向外伸設的信號線(286)。
如上所述的本實用新型優選實施例的歸零器(27)需配合結合在伺服馬達(30)主軸(32)後端的磁鐵而用作歸零使用，優選實施例也可不設有歸零器(27)，而使第三電路板(281)以排線直接連接相鄰的第一電路板(261)。
本實用新型所設遮光片(10)的缺槽(12)位置與所欲裝設的伺服馬達(30)的轉子極性對應，因此本實用新型優選實施例在使用時，裝設在轉子具有六極(轉子上磁石的極性在迴轉內分布有N/S/N/S/N/S極)的伺服馬達(30)上，當本實用新型欲裝設在轉子具有四極(轉子上磁石的極性在迴轉內分布有N/S/N/S極)的伺服馬達時，是將該遮光片周邊的缺槽數量改設為兩個，並且各缺槽所佔的弧度為90度，即缺槽(12)和其周圍的不透光部各有極數/2個，在圓周中所佔的弧度各為360度/極數。
本實用新型的缺槽(12)除設在遮光片(10)的周緣以外，也可以設在遮光片(10)的內圈，並將各透光孔(13)形成在遮光片(10)的外圈，由此用於接受檢測，本實用新型在此不加以限制。
本實用新型使用時裝設在伺服馬達(30)上，以優選實施例為例，該伺服馬達(30)具有後端面(31)，並在後端面(31)垂直穿出所設主軸(32)的後端，將遮光片(10)以軸孔(11)套設固定在主軸(32)穿出的後端，並且將底座(21)以穿孔(223)側邊的開口(224)朝主軸(32)移入而套設主軸(32)，由此側向移入伺服馬達(30)的後端面(31)處，將遮光片(10)置在光遮斷器(26)以及光編碼器模塊(28)之間，並且利用耳片(221)的長孔(222)供螺絲螺鎖，將底座(21)結合在後端面(31)。
由於伺服馬達(30)主軸(32)的旋轉動作與遮光片(10)同步，當遮光片(10)轉動時，以光編碼器模塊(28)的光敏電晶體組(282)配合發光二極體(283)的光源檢測交互通過的透光孔(13)及不透光部(14)，產生高低不同的電壓，而得出A/B相的信號，再將A/B相的信號由信號線(286)輸出至伺服馬達(30)的控制器處，經其運算後得出伺服馬達的轉向、速度、以及角度。
而各光遮斷器(26)用於檢測遮光片(10)缺槽(12)的狀態，檢測出轉子目前所在的位置，也就是檢測伺服馬達(30)的U/V/W相磁極位置，並將信號由信號線(286)輸出至伺服馬達(30)的控制器處，以便使控制器決定輸出對應控制驅動伺服馬達(30)下一步驟所需的激磁信號，由此正確驅動伺服馬達(30)。
權利要求1.一種伺服馬達編碼器，其包括遮光片及感測裝置，其中該遮光片為圓形片體，其中央設有軸孔，並分別同心環繞設有多個等間隔的缺槽，以及多個排列成圓環狀的透光孔；該感測裝置設有底座，該底座設有底板，該底板設有穿孔，並於周緣垂直伸設有圓弧形的插掣體，且該插掣體圍繞於該遮光片外，在該插掣體上環繞嵌設有三個用以檢測各缺槽的光遮斷器以及用以檢測各透光孔的光編碼器模塊。
2.如權利要求1所述的伺服馬達編碼器，其中，在所述底板的兩側分別伸設有耳片，在各耳片上分別穿設有弧形的長孔，所述插掣體在外端面向內環繞穿設有四個插槽，各插槽在該插掣體的內表面形成一道垂直的開口。
3.如權利要求2所述的伺服馬達編碼器，其中，所述各光遮斷器及所述光編碼器模塊分別嵌設在各插槽內。
4.如權利要求1或2或3所述的伺服馬達編碼器，其中，所述光遮斷器設有第一電路板，以該第一電路板嵌設結合於所述插掣體、而與所述底板垂直，在第一電路板朝所述遮光片的兩面外分別伸設有兩個相對的光敏電晶體及發光二極體，且各光敏電晶體以及各發光二極體的位置對準於各缺槽，在各第一電路板之間連接設有排線；所述光編碼器模塊設有第二電路板，以該第二電路板嵌設結合於所述插掣體、而與所述底板垂直，在第二電路板朝所述遮光片的兩面外分別伸設有兩個相對的光敏電晶體組及發光二極體，其中，光敏電晶體組設有兩個光敏電晶體，且各光敏電晶體以及發光二極體的位置對準於各透光孔，在第二電路板與相鄰第一電路板之間連接設有排線。
5.如權利要求4所述的伺服馬達編碼器，其中，在所述第二電路板上設有連接器，連接器上插設有向外伸設的信號線。
6.如權利要求5所述的伺服馬達編碼器，其中，所述缺槽設有三個，並且分別由所述遮光片的周邊等間隔凹設。
專利摘要一種伺服馬達編碼器，其包括遮光片及感測裝置，遮光片為圓形片體，用以結合於伺服馬達軸心的後端，其外圈或內圈等間隔凹設有數個缺槽，於內圈或外圈同心環設多個透光孔，感測裝置設有結合於伺服馬達後端面的底座，底座設有具有穿孔的底板，並於底板周緣垂直向外伸設有圓弧形且圍繞於遮光片的插掣體，於插掣體環繞結合三個用以檢測缺槽的光遮斷器以及用以檢測各透光孔的光編碼器模塊；本實用新型用光遮斷器及光編碼模塊檢測遮光片位置及動作，並將信息編碼輸出，以供檢測，並控制伺服馬達的動作。
文檔編號H02K29/06GK2909181SQ200620114979
公開日2007年6月6日 申請日期2006年5月19日 優先權日2006年5月19日
發明者江建輝 申請人:永輝興電機工業股份有限公司