[發明專利]一種光電編碼器

有效

• 申請號: 201610169406.1
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105651320B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 范小斌;顧建國;仲曉偉;毛劍
• 申請（專利權）人: 海安縣申菱電器制造有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙)11367
• 代理人: 蔣路帆

技術領域

本發明涉及編碼器技術領域，尤其涉及一種光電編碼器。

背景技術

光電編碼器是檢測傳動件位移、角加速度的傳感器，可實現光——電轉換。應用范圍較廣泛，不僅用于電梯上還用于數控機床、雷達、船舶等，我國市場年需求量約在30萬只，其中電梯需用量就達10萬只，目前我國生產廠家較少，如長春光學儀器廠、中科院南京天文儀器研究中心等，其中僅有長春光學儀器廠具有工業化生產能力，其他企業生產規模均較少。目前光電編碼器市場50％以上用的是進口產品。海安申菱電器制造有限公司生產的已獲國家專利的光電編碼器，在部件的材料、加工工藝及整體結構諸方面具有獨創性，不僅填補了國內空白，而且可替代進口，并同整梯出口。產品抗干擾能力強，性能可靠，價格與進口產品相比比較低廉，因此市場競爭力較強。

光電編碼器是光、機、電一體化產品，是一種利用光電轉換原理檢測傳動件位移、角速度、角加速度的精密傳感器元件。它由轉軸系統、圓碼盤系統、光電系統組成。一般的，光電編碼器組件包括光源、狹縫、動光柵、受光器，各個部件之間裝配位置，高度都要絕對準確，如圖1所示，現有的光電編碼器組件在調試好出廠后沒有固定在一起，采用支架設置光源和狹縫，動光柵環繞軸套，受光器和電路板連接，使用者組裝光電編碼器的分離件，受光器與支架的螺絲固定柱螺紋連接。然而，這樣組裝出來的產品相對位置會不正確，不能保證光源、狹縫、動光柵以及受光器在一條線上，如動光柵與支架之間的高度，動光柵與受光器之間的高度，動光柵在中心的位置都不準確，要經過重新調試才可使用。例如中國專利(申請號為：200810201951.X)公開了一種光電編碼器組件，包括設置有光源、狹縫和螺絲固定柱的支架、動光柵、受光器，受光器上面設置電路板，動光柵中心設置軸套，所述受光器與所述動光柵的軸套采用螺紋連接；所述受光器通過螺絲與所述支架的螺絲固定柱螺紋連接。所述動光柵的位置由設置動光柵和受光器之間并且安裝后抽出的塞板確定。所述光電編碼器組件通過螺絲固定在電機上。所述光電編碼器組件通過螺絲徑向固定在電機軸上。該技術方案主要解決的方向是安裝方便、時間快，易操作，成本低，延長使用壽命方面，但是眾所周知，簡單的通過螺紋螺絲連接，效果并不是太理想，雖然通過將光電編碼器組件與電機軸進行了安裝方向的匹配，但是實際使用效果并不很優越，因此存在有待改進的問題。

中國專利(申請號：200710005925.5)公開了一種光電式編碼器(增量編碼器或絕對編碼器)，其具有相對于形成規定圖形(增量圖形或模擬隨機圖形)的標尺、可相對變位的檢出器，其中，其具有多個感光系統，其用于將所述圖形的應該同時檢出的檢出范圍至少在檢出方向上分割，而分別在每個檢出區域檢出。該技術方案提出了使用多個感光系統的加入，使得能夠使用簡單的小型光學系統及感光系統對寬的檢出范圍進行測定。但是該技術方案仍然存在使得內部光學系統增大，且容易對標尺上的污垢產生靈敏。

因此，現有的光電編碼器組件還是存在與電機的組裝工作，普通工作人員不易安裝或就根本安裝不了，需要專業人員和精密設備才能完成，時間也比較長，成本高。一般采購商不具備在這種條件的，會給使用者帶來很大的不方便。由此可見，現有的光電編碼器安裝時間長，操作難，成本高、性能不夠完善成為光電編碼器的技術瓶頸。

發明內容

為克服現有技術中存在的光電編碼器的安裝時間長，操作難，成本高、性能不夠完善問題，本發明提供了一種光電編碼器。

本發明采用的技術方案為：一種光電編碼器，該光電編碼器內部包括依次放置的光源、透鏡、中心設置有旋轉軸的光學盤、設置有固定光柵的標尺和受光元件，其創新點在于：所述光學盤主體為可旋轉圓盤，該光學盤的盤基正中央設有中心通孔，所述旋轉軸通過該中心通孔與光學盤貫穿連接，盤基上設有光柵透過區，光柵透過區內設有矩形光柵道，矩形光柵道從一端的寬度到另一端的寬度呈線性變化；矩形光柵道的一端與另一端首尾連接，一端的寬度為光柵寬度，呈線性變化的另一端寬度趨向于無限小。

在此基礎上，所述光電編碼器還包括光學成像系統，所述光學成像系統設置于標尺和受光元件之間，該光學成像系統包括成像透鏡和光圈組合，成像透鏡設置于光圈組合前面。

在此基礎上，所述光圈組合包括第一光圈和第二光圈，第一光圈和第二光圈上均設置有可移動光圈擋片，所述可移動光圈擋片大小與形狀均與光圈大小相匹配；該第一光圈和第二光圈對稱分別固定設置在夾縫兩側。