[實用新型]一種大空心軸窄圓環超薄型高精度多圈絕對式光電編碼器

有效

• 申請號: 201520479866.5
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN204831337U
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 熊文碩;熊文凱;盧動;熊經武
• 申請（專利權）人: 深圳市英科達光電技術有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347;G01P1/00;G01B11/26
• 代理公司: 廣東德而賽律師事務所 44322
• 代理人: 費錦生

技術領域

本實用新型涉及一種數字化測角裝置，尤其涉及風電、機器人關節等領域角速度和角位移實時準確地測量用的大空心軸窄圓環超薄型高精度多圈絕對式光電編碼器。

背景技術

目前市場上用的較高精度的絕對式光電編碼器大多屬于實心軸，或雖為空心軸，但內徑很小，整體尺寸也不大，沒有相對較大的內徑窄圓環的現成產品出售。隨著風電、機器人等領域迅速拓展，要求軸系的荷載越來越重，因而要求裝在轉軸上的編碼器的內徑較大；同時為了運動的靈活性和減輕體積與重量，又要求編碼器的外徑盡可能小，因此一種大內經窄圓環超薄型多圈空心軸高精度絕對式光電編碼器成為急需。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種大空心軸窄圓環超薄型高精度多圈絕對式光電編碼器，釆用兩塊10元(每個陣列器件上布置了10個光敏元件)高集成度小尺寸的光敏陣列做絕對式光電編碼器各碼道的光電轉換器件，錯開安置，較大地縮小了編碼器的徑向尺寸；釆用準直LED光源，大幅度減小了密集排列碼道間的竄光影響；釆用二次精粗校正，放寬加工及裝調允差；采用電子學細分實現高分辨率和高精度；采用電子學累計旋轉圈數則可構成多圈絕對式光電編碼器，省掉了齒輪傳動機構，大大壓縮了編碼器厚度，提高了可靠性；在與主機(如機器人關節)共用軸承時可實現大內徑窄圓環超薄型(如:內徑50mm,外徑100mm,圓環僅25mm，厚度16mm)多圈空心軸33位(單圈17位，圈數16位)絕對式光電編碼器,且內外徑選擇靈活，適用范圍寬。

為實現上述目的本實用新型提供一種大空心軸窄圓環超薄型高精度多圈絕對式光電編碼器，包括主軸、軸承、軸套、第一準直LED、第二準直LED、碼盤、分劃板A、分劃板B、光敏陣列A、光敏陣列B、線路板、編碼器主體、緊固件及連接件；所述碼盤用膠接固聯在軸套上；所述編碼器主軸、軸承和主體(機殼)與被測物(如機器人關節)主軸、軸承和主體(機殼)共用；所述軸套安裝在主軸上，通過頂絲鎖緊并隨主軸旋轉；所述第一準直LED與所述第二準直LED并列安裝，并發射出平行光束垂直照射在碼盤上；所述編碼器主體、第一準直LED、第二準直LED、分劃板A、分劃板B、光敏陣列A、光敏陣列B、線路板通過支撐結構、緊固件與編碼器共用的主體(機座)固連，靜止不動。

所述碼盤刻制了有16條同心圓環組成的16條碼道，各碼道由透光和不透光區間相等的扇形組成；碼盤中各碼道扇形區間大小各不相同，且按格雷碼規則布置；所述分劃板A與所述分劃板B分別由透光的單狹縫(G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8)、差分雙狹縫(G9-1、G9-2、G10及其反碼)和用于細分碼道的多狹縫【G11(0°)、G11(90°)、G11(270°)】組成。

所述第一準直LED、第二準直LED發出的光束經碼盤和分劃板A、分劃板B、調制后進入光敏陣列A、光敏陣列B，并轉化成與各碼盤透過的光強相對應的電信號。

本實用新型具有徑向尺寸小，可方便地構成大內徑、窄圓環、超薄型的高精度多圈絕對式光電編碼器，且內外徑選擇靈活，適用范圍寬的優點。

附圖說明

下面結合附圖，通過對本實用新型的具體實施方式詳細描述，將使本實用新型的技術方案及其它有益效果顯而易見。

附圖中，

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型光敏陣列A結構示意圖；

圖3為本實用新型分劃板A圖樣示意圖；

圖4為本實用新型分劃板B圖樣示意圖；

圖5為本實用新型光電編碼器信號處理示意框圖；

圖6為本實用新型碼盤碼道與光敏陣列A對應關系示意圖；

圖7為本實用新型碼盤碼道與光敏陣列B對應關系示意圖；

圖8為本實用新型光敏陣列A和B錯開布示意圖；

圖9為本實用新型粗碼盤平面展開圖；

圖10為本實用新型細碼盤平面展開圖。

附圖標號：

1、主軸；2、軸套；3、第一準直LED；4、第二準直LED；5、碼盤；6、分劃板A；7、光敏陣列A；8、分劃板B；9、光敏陣列B；10、線路板；11、基座；12、軸承；

具體實施方式