CN205766191U - 码盘及旋转编码器和机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及码盘及旋转编码器和机器人，码盘包括具有中空孔的环形盘体，环形盘体上设有环形码道，环形码道至少包括第一区域和第二区域，第一区域内间隔设有第一非透光区和位于相邻的第一非透光区之间的第一透光区，第二区域间隔设有第二非透光区和位于相邻的第二非透光区之间的第二透光区；第一非透光区的宽度与第二非透光区的宽度不同和/或第一透光区的宽度与第二透光区的宽度不同。本实用新型的码盘，由于第一区域和第二区域可以输出不同的位置信息，那么可以将第一区域与第二区域的分界线定义为零点，当检测到该分界线时，即可以该分界线作为起始零点开始计算，从而方便判断检测出码盘转动的绝对角度值。

Description

码盘及旋转编码器和机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及码盘及旋转编码器和机器人。

背景技术

机器人及自动化装备有着广阔的应用市场，以机器人为例，机器人技术作为先进制造技术的典型代表，是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。其中，机器人一般都具有旋转底座，旋转底座的作用是带动机器人的机械手进行轴向圆周运动。其中，旋转底座外一般连接有导线，而当旋转底座进行轴向圆周运动时容易因为缠绕导线而影响机械手进行轴向圆周运动，那么就需要设置旋转编码器来控制轴向圆周运动只能够在一定旋转角度范围内转动，从而实现防缠线。但现有的旋转编码器的码盘为标准码盘，宽度相同的编码狭缝均匀分布，只能够输出增量式位置信息，使用时，定位零点较为困难，存在一定的局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种码盘及具有该码盘的旋转编码器和机器人，旨在解决现有技术应用于机器人上的码盘难以定位零点的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：码盘，包括具有中空孔的环形盘体，所述环形盘体上设有环形码道，所述环形码道至少包括第一区域和第二区域，所述第一区域内间隔设有第一非透光区和位于相邻的所述第一非透光区之间的第一透光区，所述第二区域间隔设有第二非透光区和位于相邻的所述第二非透光区之间的第二透光区；所述第一非透光区的宽度与所述第二非透光区的宽度不同和/或所述第一透光区的宽度与所述第二透光区的宽度不同。

优选地，相邻的所述第一非透光区之间的距离大于或者小于相邻的所述第二非透光区之间的距离。

优选地，所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积。

优选地，所述第一区域的面积与所述第二区域的面积比为1/14～2/7。

优选地，所述环形盘体的厚度≤0.4mm。

优选地，所述环形盘体为金属环形盘体、玻璃环形盘体、树脂环形盘体或者菲林环形盘体。

优选地，所述中空孔的孔缘朝向所述中空孔的孔心延伸设有至少一个安装凸块。

本实用新型的有益效果：本实用新型的码盘，由于第一区域内设置的相邻的第一非透光区之间的距离与第二区域内设置的相邻的第二非透光区之间的距离不同，第一区域和第二区域可以输出不同的位置信息，那么可以将第一区域与第二区域的分界线定义为零点，当检测到该分界线时，即可以该分界线作为起始零点开始计算，从而方便判断检测出码盘转动的绝对角度值。

本实用新型的第二种技术方案是：旋转编码器，包括读头和与所述读头感应连接的码盘，其中，所述码盘为上述的码盘。

本实用新型的旋转编码器，由于使用了上述的码盘，那么读头可以将检测到码盘的第一区域与第二区域的分界线作为起始零点计算码盘转动的角度，从而可以实现定义码盘只转动一定的角度来实现限位的功能。

本实用新型的第三种技术方案是：机器人，包括旋转底座和设于所述旋转底座上的机械手，所述旋转底座内设有上述的旋转编码器。

优选地，所述机械手包括支撑架、机械臂和执行机构，所述支撑架固定于所述旋转底座上，所述机械臂安装于所述支撑架上，所述执行机构与所述机械臂的末端连接。

本实用新型的机器人，由于其旋转底座内使用了上述的旋转编码器，其能够通过旋转编码器内的读头识别码盘转动时的起始零点来判断检测码盘的转动角度，从而对旋转底座的旋转角度进行限位，起到防止旋转底座缠线的作用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的码盘的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大示意图。

图3为本实用新型实施例提供的机器人的结构示意图。

图4为沿图3中C-C线的剖切视图。

图5为图4中B处的局部放大示意图。

附图标记包括：

1—码盘 2—读头 3—旋转编码器

4—旋转底座 5—机械手 6—支撑架

7—机械臂 8—执行机构 9—机器人

10—环形盘体 11—中空孔 12—安装凸块

20—环形码道 21—第一区域 22—第二区域

23—分界线 211—第一非透光区 212—第一透光区

221—第二非透光区 222—第二透光区。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～5描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图5所示，本实用新型实施例提供的码盘1，包括具有中空孔11的环形盘体10，所述环形盘体10上设有环形码道20，所述环形码道20至少包括第一区域21和第二区域22，所述第一区域21内间隔设有第一非透光区211和位于相邻的所述第一非透光区211之间的第一透光区212，所述第二区域22间隔设有第二非透光区221和位于相邻的所述第二非透光区221之间的第二透光区222；所述第一非透光区211的宽度与所述第二非透光区221的宽度不同和/或所述第一透光区212的宽度与所述第二透光区22的宽度不同。

本实用新型实施例的码盘1，由于第一区域21内设置的相邻的第一非透光区211之间的距离与第二区域22内设置的相邻的第二非透光区221之间的距离不同，第一区域21和第二区域22可以输出不同的位置信息，那么可以将第一区域21与第二区域22的分界线23定义为零点，当检测到该分界线23时，即可以该分界线23作为起始零点开始计算，从而方便判断检测出码盘1转动的绝对角度值。其中，本实用新型实施例提供的码盘1主要作为旋转编码器3的部件使用，而使用有该码盘1的旋转编码器3则主要作为机器人9的部件使用。

具体的，本实用新型实施例提供的码盘1的结构至少有三个方式：

一、第一非透光区211的宽度与第二非透光区221的宽度不同；这样，第一区域21和第二区域22可以输出不同的位置信息；

二、第一透光区212的宽度与第二透光区22的宽度不同；同样可以确保第一区域21和第二区域22输出不同的位置信息；

三、第一非透光区211的宽度与第二非透光区221的宽度不同和第一透光区212的宽度与第二透光区22的宽度不同；同样也可以确保第一区域21和第二区域22输出不同的位置信息。

且本实用新型实施例提供的码盘1，整体结构简单，成本低廉且易于实现。

需要说明的是，结合图1所示，第一区域21和第二区域22是一种相对的区域分布设定，也就是说先定义的一个区域为第一区域21，后于第一区域21定义的区域即为第二区域22。

其中，第一非透光区211和第二非透光区221可以通过印刷油墨或者镀铬蚀刻工艺设计而成，第一透光区212和第二透光区222则可以由本身属于透明的环形盘体10形成。

本实施例中，结合图2所示，相邻的所述第一非透光区211之间的距离大于相邻的所述第二非透光区221之间的距离，或者相邻的所述第一非透光区211之间的距离小于相邻的所述第二非透光区221之间的距离(此结构图未示)。具体的，通过将相邻的第一非透光区211之间的距离设定的大于或者小于相邻的第二非透光区221之间的距离，这样可以使得第一区域21与第二区域22形成一条分界线23，码盘1具体工作时，读头2从第一区域21经过分界线23进入第二区域22时，第一区域21和第二区域22分别输出不同的信息，那么以分界线23作为起始零点，读头2继续经过第二区域22开始计算码盘1的转动角度，当码盘1转动到一定的角度后，将该角度信号输出到读头2上，读头2将信号传输到相关的控制模块控制码盘1继续转动，从而实现限位的作用。

本实施例中，结合图1所示，所述第一区域21的面积小于所述第二区域22的面积。具体的，第一区域21的作用是与第二区域22形成一个分界线23，从而方便定义起始零点，那么将第一区域21的面积设定的相对于第二区域22的面积，可以直接增大第二区域22的面积，这样从第一区域21与第二区域22的分界线23开始计算起始零点后，码盘1继续转动时，读头2能够检测的第二区域22的角度范围会更大，也就是可以限定的码盘1的转动角度范围更大，应用范围更广。

本实施例中，结合图1所示，所述第一区域21的面积与所述第二区域22的面积比为1/14～2/7。具体的，第一区域21的面积与第二区域22的面积比可以为1/14、1/7、3/14或者2/7，在该种第一区域21的面积与第二区域22的面积比的设定，可以满足对大部分码盘1转动角度的限位；优选地，第一区域21的面积与第二区域22的面积比为1/7。

本实施例中，所述环形盘体10的厚度≤0.4mm。具体的，环形盘体10的厚度可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm或者0.4mm，在上述的厚度值的环形盘体10的设计可以确保码盘1正常输出信号，正常工作，且不会因为厚度太厚而占据更大的安装空间或者影响安装，结构设计合理，实用性强。

本实施例中，所述环形盘体10为金属环形盘体、玻璃环形盘体、树脂环形盘体或者菲林环形盘体。具体的，根据实际使用情况，采用金属、玻璃、树脂或者菲林等材料制成环形盘体10，使得产品多样化，以适应不同的应用环境。

本实施例中，结合图1所示，所述中空孔11的孔缘朝向所述中空孔11的孔心延伸设有至少一个安装凸块12。具体的，码盘1一般安装在转动轴外，例如通过居中元件将码盘1固定在转动轴外，那么为了提升环形码盘1与居中元件安装连接后的稳定性，可通过码盘1的中空孔11延伸设置的安装凸块12嵌装在居中元件上；同时，安装凸块12还具有方便定位和防呆的作用。

结合图1所示，优选地，安装凸块12有两个，且两个安装凸块12外形结构有差异，这样实现的防呆效果更佳。

结合图5所示，本实用新型实施例还提供了一种旋转编码器3，包括读头2和与所述读头2感应连接的上述的码盘1。

本实用新型实施例的旋转编码器3，由于使用了上述的码盘1，那么读头2可以将检测到码盘1的第一区域21与第二区域22的分界线23作为起始零点计算码盘1转动的角度，从而可以实现定义码盘1只转动一定的角度来实现限位的功能。

结合图3～5所示，本实施例中的旋转编码器3主要应用在机器人9的旋转底座4内，对旋转底座4进行限位。

结合图1～5所示，本实用新型实施例还提供了一种机器人9，包括旋转底座4和设于所述旋转底座4上的机械手5，所述旋转底座4内设有上述的旋转编码器3。

本实用新型实施例的机器人9，由于其旋转底座4内使用了上述的旋转编码器3，其能够通过旋转编码器3内的读头2识别码盘1转动时的起始零点来判断检测码盘1的转动角度，从而对旋转底座4的旋转角度进行限位，起到防止旋转底座4缠线的作用。

本实施例中，结合图3～4所示，所述机械手5包括支撑架6、机械臂7和执行机构8，所述支撑架6固定于所述旋转底座4上，所述机械臂7安装于所述支撑架6上，所述执行机构8与所述机械臂7的末端连接。具体的，旋转底座4转动带动支撑架6转动，支撑架6带动机械臂7转动，机械臂7再带动执行机构8转动，从而实现轴向的运动。具有上述码盘1的旋转编码器3能够对旋转底座4轴向转动的角度进行限定，从而避免机器人9连接在外部的导线缠绕在支撑架6、机械臂7或者执行机构8上，实现防缠线的功能。

综上所述可知本实用新型乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.码盘，包括具有中空孔的环形盘体，所述环形盘体上设有环形码道，其特征在于：所述环形码道至少包括第一区域和第二区域，所述第一区域内间隔设有第一非透光区和位于相邻的所述第一非透光区之间的第一透光区，所述第二区域间隔设有第二非透光区和位于相邻的所述第二非透光区之间的第二透光区；所述第一非透光区的宽度与所述第二非透光区的宽度不同和/或所述第一透光区的宽度与所述第二透光区的宽度不同。

2.根据权利要求1所述的码盘，其特征在于：相邻的所述第一非透光区之间的距离大于或者小于相邻的所述第二非透光区之间的距离。

3.根据权利要求1所述的码盘，其特征在于：所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积。

4.根据权利要求1所述的码盘，其特征在于：所述第一区域的面积与所述第二区域的面积比为1/14～2/7。

5.根据权利要求1～4任一项所述的码盘，其特征在于：所述环形盘体的厚度≤0.4mm。

6.根据权利要求1～4任一项所述的码盘，其特征在于：所述环形盘体为金属环形盘体、玻璃环形盘体、树脂环形盘体或者菲林环形盘体。

7.根据权利要求1～4任一项所述的码盘，其特征在于：所述中空孔的孔缘朝向所述中空孔的孔心延伸设有至少一个安装凸块。

8.旋转编码器，包括读头和与所述读头感应连接的码盘，其特征在于：所述码盘为权利要求1～7任一项所述的码盘。

9.机器人，包括旋转底座和设于所述旋转底座上的机械手，其特征在于：所述旋转底座内设有权利要求8所述的旋转编码器。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于：所述机械手包括支撑架、机械臂和执行机构，所述支撑架固定于所述旋转底座上，所述机械臂安装于所述支撑架上，所述执行机构与所述机械臂的末端连接。