CN100464161C - 一种绝对式双轴系光电轴角编码器 - Google Patents

Abstract

一种绝对式双轴系光电轴角编码器，属于光电测量技术领域中涉及的一种编码器。本发明要解决的技术问题是：提供一种绝对式双轴系光电轴角编码器，解决的技术方案是：包括法兰盘、壳体、双轴系、读数***；双轴系中的主轴位于编码器的对称中心位置，码盘套装在主轴上，随主轴转动，主轴通过主轴保持架在中间轴内侧转动，中间轴套装在主轴保持架的外侧，在中间轴的外侧装有中间轴保持架，在中间轴保持架的外侧有轴套与其配合转动接触，法兰盘、壳体、轴套、基板、狭缝架、狭缝固连成一体件，轴套带动一体件在中间轴外侧绕中间轴转动；主轴***测得角位移数据，中间轴***测得中间轴系与主轴系之间所产生的角位移量。该编码器增加了角位移的测量功能。

Description

一种绝对式双轴系光电轴角编码器

一、技术领域

本发明属于光电测量技术领域中涉及的一种双轴系编码器。

二、技术背景

光电轴角编码器是一种具有代表性的角度位移传感器，已被广泛的应用在工业、交通、航天航空、科学试验等领域。通常的光电轴角编码器都是单一轴系。与本发明最为接近的已有技术是中国科学院长春光机所光学精密机械与物理研究所开发的产品。如图1所示，是一种“绝对式单一轴系的光电轴角编码器”。包括法兰盘1、壳体固定螺钉2、壳体3、轴系***、读数***。其中轴系***中包括轴端支板21、主轴20、螺钉19、钢球18、主轴保持架17、轴套8、轴套固定螺钉4；读数***包括发光线路板5、螺钉6、发射光管7、基板9、螺钉10、狭缝架11、螺钉12、接收线路版13、接收光管14、狭缝15、绝对式码盘16。

在轴系***中，主轴20位于编码器的对称中心位置，在主轴20的台肩下外侧，装有带钢球18的主轴保持架17，在主轴20与主轴保持架17之间是转动接触，在主轴20的下端装有轴端支板21，两者之间用螺钉19固连，同时，轴端支板19将主轴保持架17压住；主轴保持架17的竖直部位和上、下两端直角的伸出部位共三个面，将靠近主轴20的轴套8的直径小的部位包围起来，主轴20通过带有钢球18的主轴保持架17与轴套8之间转动接触；在读数***中，绝对式码盘16套装在主轴20上，落在主轴20的台肩上，并于其固连，绝对式码盘16随主轴20转动；发光线路板5和发射光管7用螺钉6固定在轴套8的台肩中部带孔的部位上，基板9在轴套8的直径最大部位上端用螺钉10与其固连，狭缝架11通过螺钉12固连在基板9的带孔的部位上，接收线路板13、接收光管14、狭缝15，通过螺钉12固定在狭缝架11上，使发射光管7、接收光管14、狭缝15、绝对式码盘16在读数***的通光光路上；轴套8通过轴套固定螺钉4与法兰盘1固连，壳体3把读数***和轴系***都包起来，并通过壳体固定螺钉2与法兰盘1固连。主轴20带动绝对式码盘16转动时，绝对式码盘16与固定在狭缝架11上的狭缝15之间产生相对运动。当有光通过码盘码道和狭缝时，读数***就有信号输出，记载着编码器测得的角位移数据。

该编码器只能测量一个角位移量，当在一个轴系中需要同时测量两个角位移量时，就存在着在功能上的局限，应用上受到限制。

三、发明内容

为了克服已有技术存在的在功能上的局限性，本发明的目的在于：通过一台光电轴角编码器能够同时测量两个被测物体的角位移量，特设计一种绝对式双轴系编码器。

本发明要解决的技术问题是：提供一种绝对式双轴系光电轴角编码器。解决技术问题的技术方案如图2所示：包括带齿法兰盘22、壳体固定螺钉23、壳体24、轴系***、读数***。其中：轴系***中包括轴套29、主轴38、主轴保持架39、钢球40、中间轴42、中间轴保持架43、第二钢球44、主轴端支板45、中间轴端支板46、法兰齿轮47、中间轴端支板固定螺钉41、读数***中包括固定螺钉26、发光线路板27、发射光管28、基板30、螺钉31、狭缝架固定螺钉32、狭缝架33、接收线路板34、接收光管35、狭缝36、绝对式码盘37。

在轴系***中，主轴38位于编码器的对称中心位置，在主轴38的台肩下装有带钢球40的主轴保持架39、在主轴38的下端安装主轴端支板45，同时主轴端支板45将主轴保持架39压住，主轴38与主轴端支板45两者之间用螺钉固连，主轴38与主轴保持架39之间是转动接触，在主轴保持架39的外侧装有中间轴42，主轴38带动绝对式码盘37通过主轴保持架39，在中间轴42的内侧与中间轴42之间转动接触，中间轴***中，中间轴42套装在主轴保持架39的外侧，两者是转动接触；在中间轴42的外侧装有带第二钢球44的中间轴保持架43，在中间轴42的下端安装中间轴端支板46，两者用固定螺钉41固连，同时，中间轴端支板46将中间轴保持架43压住，中间轴42通过中间轴端支板46与外界平台固连；中间轴保持架43的竖直部位和上、下端直角伸出的部位共三个面，被靠近中间轴42的轴套29的直径小的部位包围起来，轴套29通过带有第二钢球44的中间轴保持架43与中间轴42之间是转动接触。

在读数***中，绝对式码盘37套装在主轴38上，落在主轴38的台肩上并与其固连，绝对式码盘37随主轴38转动，发光线路板27和发射光管28通过固定螺钉26固定在轴套29的台肩中部带有孔的部位上，基板30在轴套29的直径最大的部位上端通过螺钉31与其固连，狭缝架33通过螺钉32固定在基板30的带有孔的部位上，接收线路板34、接收光管35、狭缝36固定在狭缝架33上，使发射光管28、绝对式码盘37、狭缝36、接收光管35在读数***的通光光路上；轴套29通过固定螺钉25与带齿法兰盘22固连，壳体24把读数***和轴系***都罩起来，壳体24通过壳体固定螺钉23与带齿法兰盘22固连。综上所述得知：该光电轴角编码器的双轴系中，一个是主轴38带动码盘37通过装有钢球40的主轴保持架39，在中间轴42的内侧转动，在主轴38带动绝对式码盘37转动时，绝对式码盘37和狭缝36之间产生相对运动，当有光通过码盘码道和狭缝时，读数***有信号输出，记载了主轴***测得的角位移数据；其二是带齿法兰盘22、壳体24、轴套29、基板30，狭缝架33、狭缝36固连成为一体件，轴套29带动该一体件，通过装有钢球44的中间轴保持架43，在中间轴42的外侧绕中间轴42转动；在轴套29带动带齿法兰盘22、壳体24和装在狭缝架33上的狭缝36转动时，与法兰齿轮41齿啮合的被测物体转动一定的角度。同时，带齿法兰盘22、壳体24产生一定的角位移，带动狭缝36和绝对式码盘37之间产生相对运动，当有光通过码盘码道和狭缝时，读数***有信号输出，记录着中间轴***和主轴***之间所产生的角位移量。

本发明的积极效果：本发明由于采用双轴系结构，主轴***能测量***本身的角位移量，也能够同时测量另一***带动壳体转动时与中间轴***之间所产生的角位移量。与通常的单一轴系光电轴角编码器相比，该绝对式双轴系光电轴角编码器增加了功能，扩大了应用范围。

四、附图说明

图1是已有技术绝对式单一轴系光电轴角编码器的结构示意图；

图2是本发明的绝对式双轴系光电轴角编码器的结构示意图。

五、具体实施方式

本发明按图2所示的结构实施，其中带齿法兰盘22、轴套29、基板30、狭缝架33、主轴38、主轴保持架39、钢球40、中间轴42、中间轴保持架43、第二钢球44、主轴端支板45，中间轴端支板46的材质采用45#钢；壳体24的材质采用铝(AL)，螺钉23、25、26、31、41采用标准件；发射光管28采用德国德律风根的TSUS5401型，接收光管35采用德国德律风根的BPW41N型，狭缝36、绝对式码盘37的基板材料采用K9光学玻璃，双轴系中各件之间的配合公差，由编码器的测角精度来设定。码盘的码道分布和狭缝的配置也由编码器的测角精度来设定。

Claims (1)

1.一种绝对式双轴系光电轴角编码器，包括法兰盘、壳体固定螺钉、壳体、轴系***、读数***，其特征在于轴系***中还包括中间轴固定螺钉(41)、中间轴(42)、中间轴保持架(43)、第二钢球(44)、中间轴端支板(46)、法兰齿轮(47)；该光电轴角编码器的双轴系中，一是主轴***中的主轴(38)位于编码器的对称中心位置，在主轴(38)带动绝对式码盘(37)转动时，通过带有钢球(40)的主轴保持架(39)，在中间轴(42)的内侧与中间轴(42)之间转动接触；二是中间轴系中，中间轴(42)套装在主轴保持架(39)的外侧，与主轴保持架(39)之间是转动接触，在中间轴(42)的外侧装有带第二钢球(44)的中间轴保持架(43)，在中间轴(42)的下端装有中间轴端支板(46)，两者用螺钉(41)固连，同时中间轴支板(46)将中间轴保持架(43)压住，中间轴(42)通过中间轴端支板(46)与外界平台固连；中间轴保持架(43)的竖直部位和上、下端直角伸出的部位共三面，被靠近中间轴(42)的轴套(29)的直径小的部位包围起来，轴套(29)通过带有第二钢球(44)的中间轴保持架(43)与中间轴(42)之间是转动接触；带齿法兰盘(22)、壳体(24)、轴套(29)、基板(30)、狭缝架(33)、狭缝(36)固连成一体件，轴套(29)带动该一体件，在中间轴(42)的外侧绕中间轴(42)转动。

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