CN114347092A - 机械手臂的编码器模块 - Google Patents

机械手臂的编码器模块 Download PDF

Info

Publication number
CN114347092A
CN114347092A CN202110890295.4A CN202110890295A CN114347092A CN 114347092 A CN114347092 A CN 114347092A CN 202110890295 A CN202110890295 A CN 202110890295A CN 114347092 A CN114347092 A CN 114347092A
Authority
CN
China
Prior art keywords
encoder module
encoder
module
sensor
bracket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110890295.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114347092B (zh
Inventor
黄建彰
蔡耀庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Techman Robot Inc
Original Assignee
Techman Robot Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Techman Robot Inc filed Critical Techman Robot Inc
Publication of CN114347092A publication Critical patent/CN114347092A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114347092B publication Critical patent/CN114347092B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0075—Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/3473—Circular or rotary encoders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

本发明公开一种机械手臂的编码器模块，其将传感器与编码盘固定在同一支架上，降低组装及零件的累积误差，使编码盘易于对齐转动中心，而传感器对准编码盘上的编码轨道中心，减少旋转偏震的影响，且利用弹性件固定于关节模块的外壳，吸收震动，以提升编码器侦测精度。

Description

机械手臂的编码器模块
技术领域
本发明涉及一种机器手臂，尤其是涉及机器手臂的关节模块中，用以侦测转动的编码器模块。
背景技术
机器手臂具有灵活移动、精确定位及连续性作业的特性，已成为产品生产线上制造组装的最佳利器。而降低机器手臂移动时的误差，提升机器手臂控制的精确性，需要正确的侦测马达转动。
请参阅图6，现有技术机器手臂的关节模块300，为了利用编码器301侦测马达302的转轴303的转动，将编码器301的编码盘304固定在转接器305上，再通过轴承306支撑转接器305中心，连接转接器305至转轴303，使编码盘304随转轴303转动。编码器301另将读取编码盘304的传感器307，在相对编码盘304的固定在固定板308上，再将固定板308固定在外壳309上，使传感器307间接固定不动在外壳309。因此不动的传感器307就可通过侦测转动的编码盘304的信号，得知关节模块300输出的转速、位置与加速等等资料，以控制关节模块300的输出。
然而，现有技术关节模块300中侦测用的传感器307与编码盘304，都分别经过不少层层零件的组装配合，才能形成传感器307与编码盘304间的相对侦测位置关系，所以转轴304、编码盘304与传感器307之间的位置关系，会因组装、零件的累积结构误差导致转轴306的中心、编码盘304与传感器307不易对准，造成实际运转会有一定程度的旋转偏震问题，影响编码器301信号品质，进而影响关节模块300旋转精度与性能。因此，机械手臂在编码器的结构上，仍有问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械手臂的编码器模块，通过将传感器与编码盘固定在同一编码器模块，降低组装及零件的累积误差，提升编码盘对齐转轴中心与传感器对准编码盘的编码轨道中心的精度，以减少编码器偏震的影响。
本发明的另目的在于提供一种机械手臂的编码器模块，利用编码器模块的弹性件固定于关节模块的外壳，吸收关节模块旋转时的震动，以维持编码器模块的侦测精度。
为了达到前述发明的目的，本发明机械手臂的编码器模块，在支架设圆环，圆环的内缘嵌入轴承的外缘，圆环外缘辐射延伸对称或非对称的多个延伸杆，延伸杆的末端设多个弹性件，可将编码器模块固定在关节模块的外壳，转接器包含环形凸缘及凸出部，在环形凸缘的面内缘突出凸出部，凸出部嵌入轴承的内缘，而环形凸缘的另一面固定编码盘，电路板固定至支架，电路板设有传感器，使编码盘位于传感器与转接器之间，且编码盘对正转动的中心，而传感器对准编码盘上的编码轨道中心，以侦测编码盘转动信号。
本发明机械手臂的编码器模块，在编码盘利用防尘盖保持预定间隔距离盖住，以防污染编码盘，并使防尘盖位于电路板与编码盘间，防尘盖为环形盖，相对应支架的至少一延伸杆的数量及位置，突设凸角且固定在至少一延伸杆，防尘盖另设有侦测孔，让传感器通过侦测孔侦测到编码盘。
附图说明
图1为本发明机械手臂的编码器模块的分解图；
图2为本发明机械手臂的编码器模块的立体图；
图3为本发明机械手臂的编码器模块的剖视图；
图4为本发明编码器模块组装至关节模块的局部剖视图；
图5为本发明编码器模块组装至关节模块的上剖视图；
图6为现有技术的关节模块的剖视图。
符号说明
10 编码器模块
11 支架
111 圆环
112 延伸杆
113 弹性件
12 转接器
121 环形凸缘
122 凸出部
123 轴承
124 固定件
125 连接孔
126 连接螺栓
13 编码盘
14 防尘盖
141 凸角
142 固定件
143 侦测孔
15 电路板
151 传感器
152 固定件
20 关节模块
21 中空轴
22 外壳
23 转轴
141…
具体实施方式
有关本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，现举实施例，并配合附图加以说明如下。
请同时参阅图1至图3，图1为本发明机械手臂的编码器模块的分解图，图2为本发明机械手臂的编码器模块的剖视图，图3为本发明机械手臂的感测模块的立体图。图1中，本发明的编码器模块10包含支架11、转接器12、编码盘13、防尘盖14及电路板15，其中支架11包含圆环111与多个延伸杆112，圆环111外缘延伸延伸杆112，本实施例虽以辐射延伸对称的延伸杆112举例说明，但本发明包含且不限于对称的延伸杆112，非对称的延伸杆112也可达到本发明的目的，延伸杆112的末端固定弹性件113。转接器12包含环形凸缘121及凸出部122，环形凸缘121的一面内缘突出一凸出部122，凸出部122嵌入固定一轴承123的内缘(参图3)，转接器12的环形凸缘121的另一面则以固定件124固定一编码盘13，环形的编码盘13设有测量角度的刻度形成的环形编码轨道，凸出部122另设有连接孔125，连接孔125穿过一连接螺栓126(参图3)。防尘盖14为一环形盖，相对应支架11的延伸杆112的数量及位置，防尘盖14突设凸角141，每一凸角141上设置一固定件142，防尘盖14设有侦测孔143。电路板15设有传感器151，传感器151可以为位置传感器，用以侦测编码盘13，电路板15另利用固定件152(参图2)直接固定在支架11上。
因此，图2中本发明的编码器模块10，先将轴承123的外缘，嵌入固定在支架11的圆环111的内缘(参图3)，因凸出部122嵌入轴承123的内缘，而将转接器12的环形凸缘121同心固定在支架11的圆环111，同时将转接器12的环形凸缘121的另一面上的编码盘13固定在支架11，接着，将环形的防尘盖14固定在支架11，使防尘盖14保持预定间隔距离盖住编码盘13，以防止灰尘污染或盖住编码盘13的刻度，避免造成编码器模块10测量错误，本实施例防尘盖14固定在支架11的方式，虽以凸角141相对应延伸杆112，利用固定件142固定在延伸杆112上举例说明，但本发明包含且不限于本实施例，凡防尘盖14固定在支架11或无防尘盖14均可适用本发明。然后使防尘盖14位于电路板15与编码盘13之间，让电路板15的传感器151对着防尘盖14的侦测孔143，将电路板15直接固定在支架11，使编码盘13位于传感器151与转接器12之间，传感器151可通过防尘盖14的侦测孔143侦测到编码盘13，以组装成本发明的编码器模块10。本发明的编码器模块10由于编码盘13通过转接器12及轴承123连接在支架11上，而电路板15上的传感器151直接固定在支架11，编码盘13与传感器151均通过少数个构件，固定在同一基准的支架11，可减少过多的累积误差，使编码盘13易于对齐轴承123的中心，即对齐旋转中心，另外使传感器151可以精确对准编码盘13的编码轨道中心，提升侦测精度。
请同时参阅图4及图5所示，图4为本发明编码器模块组装至关节模块的局部剖视图，图5为本发明编码器模块组装至关节模块的上剖视图。本发明的编码器模块10组装至关节模块20时，将编码器模块10的支架11的圆环111套入关节模块20的中空轴21，让延伸杆112末端的弹性件113，将编码器模块10固定在关节模块20的外壳22再利用连接螺栓126穿过转接器12的凸出部122的连接孔125(参图3)，连接至转轴23，由转轴23带动转接器12，并由支架11的圆环111利用轴承123支撑转接器12转动，让固定在转接器12的编码盘13也同时跟着转轴23旋转。本实施例的转轴23虽以输入转轴作为说明，但本发明的转轴23包含且不限于输入转轴，也可为输出转轴。再通过固定在支架11的电路板15上的传感器151，传感器151因随着支架11相对编码盘13不动，就可使传感器151通过防尘盖14的侦测孔143(参图1)侦测到编码盘13，侦测旋转的编码盘13的转动信号。因而本发明的编码器模块10，由于编码盘13与传感器151通过少数个构件固定在同一支架11，减少过多的累积误差，不仅使编码盘13与传感器151两者易于对齐，且固定时只要注意编码器模块10对正转轴23中心，就可让设在编码器模块10上的编码盘13对正转轴23中心，且传感器151对准编码盘13的轨道中心，而降低编码器模块10于运转时偏震所导致的影响。此外，编码器模块10也可利用固定在关节模块20的支架11的延伸杆112末端的弹性件113，吸收关节模块20传至编码器模块10的震动，降低编码器模块10的震动，使转轴23所传递出的旋转量可以经由编码盘13与传感器151精确的侦测。
因此，本发明机械手臂的编码器模块，就可通过将传感器与编码盘，经过少数个构件固定在同一编码器模块的支架上，降低组装及零件的累积误差，使编码盘极易对齐转轴中心，且传感器精确对齐编码盘编码轨道中心，而减少旋转偏震影响，同时利用编码器模块的弹性件固定于关节模块的外壳，吸收关节模块旋转时的震动，达到本发明提升编码器侦测精度的目的。
以上所述者，仅为用以方便说明本发明的实施例，本发明的范围不限于该多个实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，都属本发明申请专利的范围。

Claims (10)

1.一种机械手臂的编码器模块，其包含：
支架，包含圆环，该圆环的内缘嵌入轴承的外缘，该圆环外缘延伸多个延伸杆；
转接器，包含环形凸缘及凸出部，该环形凸缘的一面内缘突出该凸出部，该凸出部嵌入该轴承的内缘，该环形凸缘的另一面固定编码盘；
电路板，固定至该支架，该电路板设有传感器，使该编码盘位于该传感器与该转接器之间，且该传感器对齐该编码盘。
2.如权利要求1所述的机械手臂的编码器模块，其中该编码盘利用该支架固定防尘盖保持预定间隔距离盖住该编码盘，使该防尘盖位于该电路板与该编码盘间。
3.如权利要求2所述的机械手臂的编码器模块，其中该防尘盖为环形盖，相对应该支架的该些延伸杆的数量及位置，突设多个凸角固定在该些延伸杆。
4.如权利要求2所述的机械手臂的编码器模块，其中该防尘盖设有侦测孔，该传感器通过该侦测孔侦测到该编码盘。
5.如权利要求1所述的机械手臂的编码器模块，其中该些延伸杆的末端设多个弹性件，将该编码器模块固定在关节模块的外壳。
6.如权利要求5所述的机械手臂的编码器模块，其中该凸出部另设有连接孔，连接孔穿过连接螺栓，连接该关节模块的转轴。
7.如权利要求6所述的机械手臂的编码器模块，其中该关节模块的该转轴为输出转轴或输入转轴。
8.如权利要求6所述的机械手臂的编码器模块，其中该编码盘对正该转轴的中心。
9.如权利要求1所述的机械手臂的编码器模块，其中该圆环外缘辐射延伸对称该些延伸杆。
10.如权利要求1所述的机械手臂的编码器模块，其中该传感器对齐该编码盘的编码轨道中心。
CN202110890295.4A 2020-10-14 2021-08-04 机械手臂的编码器模块 Active CN114347092B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW109135856 2020-10-14
TW109135856A TWI794663B (zh) 2020-10-14 2020-10-14 機械手臂之編碼器模組

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114347092A true CN114347092A (zh) 2022-04-15
CN114347092B CN114347092B (zh) 2023-12-12

Family

ID=81078613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110890295.4A Active CN114347092B (zh) 2020-10-14 2021-08-04 机械手臂的编码器模块

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11897119B2 (zh)
CN (1) CN114347092B (zh)
TW (1) TWI794663B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6350984B1 (en) * 1998-06-05 2002-02-26 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Optical encoder
JP2002350190A (ja) * 2001-05-25 2002-12-04 Yaskawa Electric Corp エンコーダ装置
CN204535731U (zh) * 2015-04-24 2015-08-05 山东新北洋信息技术股份有限公司 光电编码器及使用该光电编码器的薄片类介质处理装置
CN205120135U (zh) * 2015-10-27 2016-03-30 浙江琦星电子有限公司 一种编码器
KR20190128893A (ko) * 2018-05-09 2019-11-19 한화정밀기계 주식회사 엔코더 모듈 조립체
CN111490645A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 日本电产三协株式会社 编码器及带编码器的电动机

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5196437B2 (ja) * 2008-12-26 2013-05-15 ハイデンハイン株式会社 ユニット型エンコーダの取り付け方法およびユニット型エンコーダ
JP5645423B2 (ja) * 2010-02-23 2014-12-24 キヤノン株式会社 回転駆動装置及びロボットアーム
US9718187B2 (en) * 2014-06-11 2017-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Robot controlling method, robot apparatus, program, recording medium, and method for manufacturing assembly component
CN206230537U (zh) * 2016-10-21 2017-06-09 苏州绿的谐波传动科技有限公司 一种机器人一体式关节结构
CN108789480A (zh) * 2018-08-27 2018-11-13 苏州艾利特机器人有限公司 协作机器人模块化关节和协作机器人
CN208663857U (zh) * 2018-08-30 2019-03-29 遨博（北京）智能科技有限公司 一种机器人关节臂及机器人
CN110895150B (zh) * 2018-09-12 2021-11-26 台达电子工业股份有限公司 编码器及其适用的可转动装置
CN109278038B (zh) * 2018-10-31 2020-09-29 深圳市优必选科技有限公司 舵机及机器人
CN209717712U (zh) * 2019-03-28 2019-12-03 深圳市神州云海智能科技有限公司 用于机器人头部的旋转驱动装置和机器人
JP2020169918A (ja) * 2019-04-04 2020-10-15 キヤノン株式会社 ロータリーエンコーダ、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、制御プログラム、記録媒体および物品の製造方法
CN212178338U (zh) * 2020-05-06 2020-12-18 大连大洋盛兴自动化设备有限公司 一种机械设备位置检测装置
CN111947694A (zh) * 2020-07-07 2020-11-17 沈阳中光电子有限公司 一种编码器
CN114193507A (zh) * 2021-12-30 2022-03-18 上海非夕机器人科技有限公司 用于转动关节的编码器模组、转动关节、机器臂和机器人
DE202022101400U1 (de) * 2022-03-16 2023-06-27 Igus Gmbh Roboter mit Absolutwertencoder
CN116021545A (zh) * 2022-08-17 2023-04-28 深圳市大族机器人有限公司 一种关节模组及机器人
CN219788393U (zh) * 2023-03-10 2023-10-03 佛山非夕机器人科技有限公司 机器人关节及机器人

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6350984B1 (en) * 1998-06-05 2002-02-26 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Optical encoder
JP2002350190A (ja) * 2001-05-25 2002-12-04 Yaskawa Electric Corp エンコーダ装置
CN204535731U (zh) * 2015-04-24 2015-08-05 山东新北洋信息技术股份有限公司 光电编码器及使用该光电编码器的薄片类介质处理装置
CN205120135U (zh) * 2015-10-27 2016-03-30 浙江琦星电子有限公司 一种编码器
KR20190128893A (ko) * 2018-05-09 2019-11-19 한화정밀기계 주식회사 엔코더 모듈 조립체
CN111490645A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 日本电产三协株式会社 编码器及带编码器的电动机

Also Published As

Publication number Publication date
TWI794663B (zh) 2023-03-01
US20220111537A1 (en) 2022-04-14
US11897119B2 (en) 2024-02-13
CN114347092B (zh) 2023-12-12
TW202215009A (zh) 2022-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7676935B2 (en) Angle-measurement system and method for production of an angle-measurement system
CN103499365A (zh) 一种旋转变压器静态和动态测角精度标定装置及方法
CN111457837B (zh) 一种圆光栅及电涡流传感器实时测量转台五自由度运动误差的测量装置
US6293021B1 (en) Process for arranging an angle scale on an index disk for rotational measurement systems and an index disk with angle scale for rotational measurement systems
EP2382446A1 (en) Method for mounting a modular rotary encoder and a modular rotary encoder
JP4763914B2 (ja) 回転角度検出装置
JPH0352810B2 (zh)
CN107449450B (zh) 一种磁电编码器及关节
JP4078147B2 (ja) 回転角度検出装置及びその回転ディスク
JP2011075553A (ja) エンコーダ
CN114347092B (zh) 机械手臂的编码器模块
CN111947694A (zh) 一种编码器
KR102531699B1 (ko) 엔코더 모듈 조립체
JP2014211347A (ja) エンコーダ、駆動装置及びロボット装置
JPH0454162B2 (zh)
US6576889B2 (en) Angle sensor
JPH0440787B2 (zh)
JPH10132611A (ja) 回転変位情報検出装置
CN218329983U (zh) 绝对式编码器结构
JP4289965B2 (ja) 静圧気体軸受スピンドル
KR102082287B1 (ko) 엔코더 정렬 장치
CN219779942U (zh) 一种用于无人驾驶汽车激光雷达的低转速光感应电机
US20220357183A1 (en) Assembly having a rotary encoder and a tolerance ring
JP2001012968A (ja) ロータリーエンコーダー
EP1698788B1 (en) Gyroscope production method and configuration of gyroscope thus produced

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant