CN208140147U - 角度编码器检测用夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种角度编码器检测用夹具，包括角度编码器转轴用夹具和角度编码器壳体用夹具；其特征是：角度编码器转轴用夹具为三爪卡盘；角度编码器壳体用夹具包括一块支撑板和四块固定板；支撑板的中心位置处位设置有一个穿孔；穿孔周围的支撑板上绕圆周方向均匀间隔设置有四个导向用的条孔，每个条孔均为顺穿孔的径向延伸的长条形；四块固定板与四个条孔对应设置，且每块固定板外侧端下凸固定有一块限位块，限位块滑动配合地设置在对应的条孔内，该限位块的下端面垂直固定有位于条孔下方外部的螺纹柱，螺纹柱上旋接有锁紧螺母；四块固定板沿各个条孔移动至最内端处时能够合拢并共同构成一个固定用圆环，固定圆环上竖向设置有多个安装孔。
Description
技术领域
本实用新型属于角度编码器领域，具体涉及一种角度编码器检测用夹具。
背景技术
角度测量是几何量测量的一个重要组成部分，在现代设备仪器生产及检测校准等方面都有着重要应用。角度编码器是将角位移或直线位移转换成电信号的设备。目前，国内外对于角度编码器检测装置的测量方法主要包括机械式测角、旋转编码器测角、光栅方法测角、光学方法测角、电学方法测角以及电磁方法测角等。但是，现有的角度编码器检测装置分别存有以下不足之处：
1、传统的机械式测角如多齿分度台尽管分度精度高，但不能连续分度；
2、圆光栅利用摩尔条纹原理测量准确度高但不易对心且动态测量时分辨力难以保证。
3、现目前研究和生产角度测量的厂家也较多：如德国的Heidenhain公司、Opton公司、B&L公司、日本的多摩川公司、三丰公司等，其研究的方向主要在于提高静态测量的测量精度及分辨力以及动态测量的相应速率，尽管能达到很高的测量精度，但其购置价格高昂。
基于此，申请人考虑采用激光干涉仪与旋转平台、蜗杆、丝杆和导轨相结合使用来将旋转平台的角度位移转换成激光干涉仪中的反射镜的直线位移，从而能够通过激光干涉仪来实现角度编码器的静态测量精度及大范围角度连续测量。
但是，如何设计一种结构简单，通用性好的角度编码器检测用夹具是本本领域技术人员需考虑解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单，通用性好的角度编码器检测用夹具。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
角度编码器检测用夹具，包括角度编码器转轴用夹具和角度编码器壳体用夹具；其特征在于：
所述角度编码器转轴用夹具为三爪卡盘，所述三爪卡盘的三个卡爪形状分别为三分之一圆弧形块状结构，三个卡爪在合拢时共同构成一个夹持用圆环；
所述角度编码器壳体用夹具包括一块支撑板和四块固定板；
所述支撑板整体呈平板状结构，所述支撑板的下表面四周通过多根竖向的支撑柱固定安装；
所述支撑板的中心位置处位于所述角度编码器转轴用夹具的正上方且竖向贯穿设置有一个圆形的穿孔；所述穿孔周围的所述支撑板上绕圆周方向均匀间隔设置有四个导向用的条孔，每个条孔均为顺所述穿孔的径向延伸的长条形；
四块固定板分别为四分之一圆弧形块状结构，四块固定板与四个条孔对应设置，且每块固定板外侧端下凸固定有一块限位块，所述限位块滑动配合地设置在对应的条孔内，且该限位块为与所在的条孔的长度方向一致的长条形，该限位块的下端面垂直固定有位于条孔下方外部的螺纹柱，所述螺纹柱上旋接有锁紧螺母；
四块固定板沿各个条孔移动至最内端处时能够合拢并共同构成一个固定用圆环，所述固定圆环上竖向设置有多个安装孔，所述多个安装孔能够与角度编码器壳体上多个装配孔相正对。
本实用新型的角度编码器检测用夹具采用三爪卡盘作为角度编码器转轴用夹具，能够用于夹持固定多种直径角度编码器转轴的同时，还能够保证三个卡爪沿径向移动的同步性，从而准确保证角度编码器转轴与三爪卡盘的同轴，有效保证本角度编码器检测装置的检测精度。
本实用新型的角度编码器检测用夹具中的角度编码器壳体用夹具不仅具有结构简单，易于制造的优点；在使用时，还能够通过调整四块固定板的位置来与不同大小的角度编码器壳体相配合，并使得多个安装孔与角度编码器壳体上多个装配孔相正对，从而能够通过螺钉来将角度编码器壳体固定在四块固定板，故还具有易于使用，通用性好的优点。
附图说明
图1为角度编码器的结构示意图。
图2为一种采用了本实用新型的角度编码器检测装置的正视图。
图3为一种采用了本实用新型的角度编码器检测装置的俯视图。
图4为一种采用了本实用新型的角度编码器检测装置的旋转平台处的剖视图。
图5为本实用新型的角度编码器检测用夹具的角度编码器转轴用夹具的结构示意图。
图6为本实用新型的角度编码器检测用夹具的角度编码器壳体用夹具的结构示意图(俯视)。
图中标记为：
角度编码器：101转轴，102壳体，103装配孔；
2支承台；
3旋转平台：301第一凸柱，302第二凸柱，303第三凸柱；
4齿轮：401增强啮合部；
5蜗杆；
6电机；
7丝杠；
8导轨；
9滑块；
10固定基座；
激光干涉仪：1101激光器，1102分束镜，1103反射镜；
12插装座；
13平面轴承；
14三爪卡盘：1401卡爪；
15支撑板：1501条孔，1502刻度线；
16固定板：1601限位块，1602(对应具有三个装配孔的编码器的)三个安装孔，1603(对应具有四个装配孔的编码器的)四个安装孔；
17支撑柱。
具体实施方式
下面结合一种采用了本实用新型的角度编码器检测装置的附图对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施时：如图2至图6所示，一种角度编码器检测装置，包括支承台2、旋转平台3和角度编码器检测用夹具(即为本实用新型)，所述角度编码器检测用夹具包括角度编码器转轴用夹具和角度编码器壳体用夹具；所述旋转平台3可水平旋转地安装在在所述支承台2的上表面，所述角度编码器转轴用夹具固定安装在所述旋转平台3上表面的中心位置且用于夹紧角度编码器的转轴101，所述角度编码器壳体用夹具通过支撑柱17固定安装在所述支承台2的上表面，且所述角度编码器壳体用夹具悬空设置在所述角度编码器转轴用夹具的正上方处，所述角度编码器壳体用夹具用于夹持固定角度编码器的壳体102；
还包括齿轮4、蜗杆5、电机6、丝杠7、螺母、导轨8、滑块9、固定基座10和激光干涉仪；
所述齿轮4同轴固定安装在所述旋转平台3上；所述蜗杆5横向设置且两端通过轴承座固定安装在支承台2的上表面，所述蜗杆5与所述齿轮4啮合相连；所述电机6固定安装在所述支承台2的上表面，且该电机6的转轴与蜗杆5的一端同轴固定相连；所述丝杆的两端通过轴承座固定安装在支承台2的上表面，且所述丝杆的一端与所述蜗杆5的另一端同轴固定相连；所述导轨8为顺丝杆的长度方向设置的长条形结构，所述导轨8上可滑动地设置有所述滑块9，所述滑块9与所述丝杆上套装的螺母固定相连；
所述激光干涉仪包括在所述导轨8的长度方向依次正对设置的激光器1101、分束镜1102和反射镜1103；所述反射镜1103固定安装在所述滑块9的上表面，所述分束镜1102通过固定基座10固定在所述支承台2的上表面。
实施时，本领域技术人员知晓：激光干涉仪在使用时，激光器1101、分束镜1102和反射镜1103为等高设置。
实施时，本领域技术人员知晓：角度编码器的角位移的获取为现有技术，角度编码器的角位移的获取可通过单片机或PLC来获知。
实施时，本领域技术人员知晓：激光干涉仪测得位移量的获取为现有技术，激光干涉仪测得位移量的获取可通过配套使用的电脑来获取。
本技术方案的实现原理为：
激光干涉仪发出的相干光源通过分束镜1102分成两束光，一束光作为参考光由分束镜1102的反射镜1103反射回激光器1101的接收端，另一束光作为测量光由滑块9上固定安装的反射镜1103反射回激光器1101的接收端与参考光进行干涉，从而得到分束镜1102与反射镜1103之间的位移量。若滑块9在轴向移动距离为ΔL，其带动齿轮4使旋转平台3旋转角度为Δi，那么就有：
即
R为齿轮4的半径，使用时先对激光干涉仪光路进行调整，确保激光光路与丝杆移动方向同轴或平行。然后利用齿轮4的零刻线进行校准，即齿盘旋转一周读取激光干涉仪的位移变化值，计算得到位移与角度的对应值，保存该值以供角度测量。
由上述公式可知，上述角度编码器检测装置的角度分辨力与齿轮4的直径以及激光干涉仪的分辨力相关，齿盘半径越大，激光干涉仪的分辨力越高，则角度测量的分辨力越高。依上式计算，激光干涉仪的分辨率为0.01μm，若齿盘半径为100mm，那么理想情况下，可得到该装置的角度分辨率为0.02″。
其中，所述旋转平台3整体呈圆饼状，所述旋转平台3的下表面中心位置下凸形成有整体呈圆柱形的第一凸柱301，所述第一凸柱301的下表面中心位置下凸形成有整体呈圆柱形的第二凸柱302；所述第二凸柱302的下表面中心位置下凸形成整体呈圆柱形的第三凸柱303；
所述齿轮4整体套装在所述第二凸柱302，且所述齿轮4上端面与所述第一凸柱301下端面通过螺钉固定相连；
所述支承台2的上表面固定安装有整体呈圆筒状的插装座12，所述第三凸柱303插装在所述插装座12的中心孔内，且所述第三凸柱303的外侧面与所述插装座12的中心孔壁之间为滑动配合连接；
所述齿轮4的下端面与所述插装座12的上端面之间抵接设置有平面轴承13。
实施时，优选所述齿轮4的外侧齿端沿轴向向上延伸形成有增强啮合部401，该增强啮合部401的内侧面与第一凸柱301外侧面相连接。
上述结构的采用，不仅使得旋转平台3与齿轮4之间更易于实现快速装配；也便于将旋转平台3准确快速地安装在插装座12上。
其中，角度编码器转轴用夹具为三爪卡盘14，所述三爪卡盘14的三个卡爪1401形状分别为三分之一圆弧形块状结构，三个卡爪1401在合拢时共同构成一个夹持用圆环。
实施时，三爪卡盘包括卡盘体、三个卡爪和卡爪驱动机构组成。其中，卡爪驱动机构包括碟形伞齿轮和扳手；
卡盘体的外形为圆筒形且内部具有中空内腔，卡盘体的顶面设置有供卡爪沿径向滑动的滑槽，且该滑槽的下端与卡盘体的中空内腔连通，该滑槽为绕卡盘体的圆周方向均匀间隔设置的三个；三个卡爪下部为导向部分，三个卡爪的导向部分可滑动地插装在三个滑槽内，且三个卡爪的下端面具有螺纹与卡盘体的中空内腔中水平可转动设置的碟形伞齿轮上表面的螺纹相啮合；
扳手可转动地设置在卡盘体上，扳手的外端面具有旋转用的四方孔，扳手的内端具有与碟形伞齿轮相啮合。即通过四方孔转动碟形伞齿轮时，碟形伞齿轮上表面的螺纹同时带动三个卡爪向中心靠近或远离，用以夹紧不同直径的角度编码器转轴。
采用三爪卡盘14作为角度编码器转轴用夹具，能够用于夹持固定多种直径角度编码器转轴的同时，还能够保证三个卡爪1401沿径向移动的同步性，从而准确保证角度编码器转轴与三爪卡盘14的同轴，有效保证本角度编码器检测装置的检测精度。
其中，所述夹持用圆环的内直径为5毫米，外直径为10毫米。
上述尺寸的夹持用圆环能够保证自身紧凑结构的同时，能够用于夹紧大部分多种直径角度编码器转轴，实用性好。
其中，所述夹持用圆环内侧夹持面满布设置有凸纹。
实施时，优选单个所述凸纹为沿在径向微微凸起(凸起高度为0.1毫米左右)且沿轴向延伸的条形凸纹。这样，即具有结构最简，更易加工的优点。
上述凸纹的设置，能够增大与角度编码器转轴接触后的摩擦力，从而具有更优的夹紧效果。
其中，所述角度编码器壳体用夹具包括一块支撑板15和四块固定板16；
所述支撑板15整体呈平板状结构，所述支撑板15的下表面四周通过多根竖向的支撑柱17固定安装在所述支承台2的上表面；
所述支撑板15的中心位置处位于所述角度编码器转轴用夹具的正上方且竖向贯穿设置有一个圆形的穿孔；所述穿孔周围的所述支撑板15上绕圆周方向均匀间隔设置有四个导向用的条孔1501，每个条孔1501均为顺所述穿孔的径向延伸的长条形；
四块固定板16分别为四分之一圆弧形块状结构，四块固定板16与四个条孔1501对应设置，且每块固定板16外侧端下凸固定有一块限位块1601，所述限位块1601滑动配合地设置在对应的条孔1501内，且该限位块1601为与所在的条孔1501的长度方向一致的长条形，该限位块1601的下端面垂直固定有位于条孔1501下方外部的螺纹柱，所述螺纹柱上旋接有锁紧螺母(图中未示出)；
四块固定板16沿各个条孔1501移动至最内端处时能够合拢并共同构成一个固定用圆环，所述固定圆环上竖向设置有多个安装孔，所述多个安装孔能够与角度编码器壳体上多个装配孔103相正对。
实施时，优选，所述穿孔的半径为15毫米，每个条孔1501的长度为80毫米。
目前，市面上出售的编码器上的装配孔为互呈120度夹角的3个，或互呈90度夹角的4个。对此，本方案中设置四块固定板16，且在固定板16上设置三个安装孔1602来与三孔的编码器相配合来使用，设置四个安装孔1603来与四孔的编码器相配合来使用，使得本方案具有更好的通用性。
上述角度编码器壳体用夹具不仅具有结构简单，易于制造的优点；在使用时，还能够通过调整四块固定板16的位置来与不同大小的角度编码器壳体相配合，并使得多个安装孔与角度编码器壳体上多个装配孔相正对，从而能够通过螺钉来将角度编码器壳体固定在四块固定板16，故还具有易于使用，通用性好的优点。
其中，所述支撑板15的上表面设有刻度线1502，所述刻度线1502为围绕所述穿孔的圆形，且所述刻度线1502为沿所述穿孔的径向间隔5毫米设置的多条。
上述刻度线1502的设置，能够作为四块固定板16沿条孔1501等距离移位的参照线，帮助四块固定板16更为准确地移动。
以上仅是本实用新型优选的实施方式，需指出是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。
Claims (4)
1.角度编码器检测用夹具，包括角度编码器转轴用夹具和角度编码器壳体用夹具；其特征在于：
所述角度编码器转轴用夹具为三爪卡盘，所述三爪卡盘的三个卡爪形状分别为三分之一圆弧形块状结构，三个卡爪在合拢时共同构成一个夹持用圆环；
所述角度编码器壳体用夹具包括一块支撑板和四块固定板；
所述支撑板整体呈平板状结构，所述支撑板的下表面四周通过多根竖向的支撑柱固定安装；
所述支撑板的中心位置处位于所述角度编码器转轴用夹具的正上方且竖向贯穿设置有一个圆形的穿孔；所述穿孔周围的所述支撑板上绕圆周方向均匀间隔设置有四个导向用的条孔，每个条孔均为顺所述穿孔的径向延伸的长条形；
四块固定板分别为四分之一圆弧形块状结构，四块固定板与四个条孔对应设置，且每块固定板外侧端下凸固定有一块限位块，所述限位块滑动配合地设置在对应的条孔内，且该限位块为与所在的条孔的长度方向一致的长条形，该限位块的下端面垂直固定有位于条孔下方外部的螺纹柱，所述螺纹柱上旋接有锁紧螺母；
四块固定板沿各个条孔移动至最内端处时能够合拢并共同构成一个固定用圆环，所述固定用圆环上竖向设置有多个安装孔，所述多个安装孔能够与角度编码器壳体上多个装配孔相正对。
2.根据权利要求1所述的角度编码器检测用夹具，其特征在于：所述夹持用圆环的内直径为5毫米，外直径为10毫米。
3.根据权利要求1所述的角度编码器检测用夹具，其特征在于：所述夹持用圆环内侧夹持面满布设置有凸纹。
4.根据权利要求1所述的角度编码器检测用夹具，其特征在于：所述支撑板的上表面设有刻度线，所述刻度线为围绕所述穿孔的圆形，且所述刻度线为沿所述穿孔的径向间隔5毫米设置的多条。
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| CN113483794A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-10-08 | 西北工业大学 | 便于监测调节角度和长度的f-p传感器制备装置 |
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