[實用新型]可用于緊湊型伺服電機的高精度微型反射式光電編碼器

有效

• 申請號: 201922128813.X
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN210719213U
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 胡佳;翁孟坤;張貝妮;劉健
• 申請（專利權）人: 武漢萬至達智能科技有限公司;武漢工程大學
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 武漢臻誠專利代理事務所(普通合伙) 42233
• 代理人: 宋業斌

本實用新型公開了可用于緊湊型伺服電機的高精度微型反射式光電編碼器，包括外殼、碼盤組件、光學處理器和柔性電路板，所述外殼包括上下敞口的殼體及固定安裝在所述殼體上端的端蓋，所述殼體的下端固定連接在伺服電機的電機殼的安裝法蘭上；所述碼盤組件包括碼盤支架和碼盤；所述柔性電路板固定安裝在所述外殼上，并且該柔性電板板的一端外露于所述外殼而另一端伸入所述外殼內；所述光學處理器位于所述外殼內并且焊接在所述柔性電路板上，從而實現所述光學處理器與所述柔性電路板的電連接，所述光學處理器包括發光二極管光源、聚集透鏡以及檢測器。本實用新型的微型反射式光電編碼器，其轉動部件慣量極小，能夠較好地滿足快速響應的應用場合。

技術領域

本實用新型屬于編碼器領域，更具體地，涉及一種反射式光電編碼器。

背景技術

反射式光電編碼器是一種通過光信號的反射作用將空間位置和角度信息轉化為數字脈沖信號的部件，廣泛應用于醫療工程、工業自動化和實驗室精密檢測等高精度運動控制系統中。隨著智能制造革命的不斷深入，各行各業對高精度運動控制在高可靠性、結構緊湊、復雜環境適用性等方面提出了更高的需求，而這些新的需求對位置檢測部件——編碼器構成了更大的挑戰。針對前沿領域的新需求，推出新的高性能編碼器產品將迫在眉睫。

目前，微型編碼器主要有磁性編碼器和光電編碼器兩種結構，磁性編碼器在抗震、耐污染、價格便宜、小體積等方面具有出色的表現，但在某些特殊環境下(如電磁環境)則無法有效工作，且通常需對溫度漂移采取補償措施，除此之外，較慢的響應速度也是磁性編碼器經常備受詬病的特點。傳統的光電編碼器采用光透射式原理，具有高分辨率、響應速度快等優勢，但隨著新的應用需求的出現而無法勝任，其具體不足表現如下：第一，傳統光電編碼器由于光學處理器體積太大，無法實現編碼器的產品微型化；第二，傳統光電編碼器大多在防水防塵方面考慮欠缺(如安華高的系列化產品)，因此對終端使用環境的要求往往比較高；第三，透射式光電編碼器是基于碼盤縫隙疊加形成莫爾條紋的原理，獲取的光信號強弱對碼盤刻線的寬度比較敏感，因而分辨率存在一定的限制；第四，透射式光電編碼器信號處理方式滯后，其輸出信號的精度和穩定性均有一定的局限性。

在具體應用層面上，以醫療手術機器人為例，上述現有編碼器產品的不足則具體表現如下：第一，醫療手術屬于非常精細化的操作，手術工具的“精準”和“響應速度”對手術的過程中“剪切”、“穿插”和“縫合”等動作的成功至關重要，因此傳統編碼器偏慢的響應速度，則會造成動作精準度的誤差增加；第二，手術機器人通常在很小的區域內操作，且執行末端更加小型化，而傳統的光電編碼器的結構已無法滿足此小型化的要求，尤其在高位置精度要求方面。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了可用于緊湊型伺服電機的高精度微型反射式光電編碼器，通過配套低慣量微型伺服電機，可廣泛應用于工業自動化、醫療智能化等領域，尤其在微型手術機器人、胰島素注射泵、工業精密機械手抓取和人型機械手等方面優勢明顯。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供了可用于緊湊型伺服電機的高精度微型反射式光電編碼器，包括外殼、碼盤組件、光學處理器和柔性電路板，其中，

所述外殼包括上下敞口的殼體及固定安裝在所述殼體上端的端蓋，所述殼體的下端固定連接在伺服電機的電機殼的安裝法蘭上；

所述碼盤組件包括碼盤支架和碼盤，所述碼盤支架固定安裝在伺服電機的電機軸上，所述碼盤通過固定安裝在所述碼盤支架上；

所述柔性電路板固定安裝在所述外殼上，并且該柔性電板板的一端外露于所述外殼而另一端伸入所述外殼內；

所述光學處理器位于所述外殼內并且焊接在所述柔性電路板上，從而實現所述光學處理器與所述柔性電路板的電連接，所述光學處理器包括發光二極管光源、聚集透鏡以及檢測器，所述發光二極管光源和檢測器位于所述聚焦透鏡的同一側，所述碼盤位于所述聚焦透鏡的另一側。

優選地，所述外殼通過過盈配合或者卡扣嵌合的方式與安裝法蘭固定連接。