专利名称：跟踪轮转动的无轴编码器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传感装置，特别是涉及用来实时跟踪转动物体状态的光电编码器。
目前现有的光电编码装置，通常是由固定不动的本体、旋转的主轴、外周分布若干齿的园盘形分度器，光电开关组件组成。主轴垂直于定位主体的端面，并垂直分度器盘面，且轴心穿过园盘面中心。分度器随主轴一同旋转，使分度器的齿在光电开关组件的光路槽中通过，引起光路通断，也就引起电路通断，由于通断分别代表“1”和“0”，故起到了编码的作用，实现自动检测和控制。
但是，以上惯用的结构有其使用的局限性，首先，当被跟踪的主轴沿其旋转轴的轴向有较大的窜动而引起与其相连接的分度器沿主轴的轴向窜动时，将严重影响编码精度，甚至会出现错码现象。其次，由于分度器用来切割光路的“齿”的运动轨迹形成的面垂直于旋转轴，它只能切割与旋转轴平行的光路，一般的常用的合理结构应当是把光电开关与电路板及用来密封光电开关的防尘罩组装在一起形成一个光电开关组件来使用，以便实现一体化安装，当防尘罩定位安装在本体上以确保光电开关与分度器的位置关系的一致性时，由于防尘罩与光电开关的相对位置决定的安装间隙，使分度器的齿在进入光电开关的光槽的过程中，光电开关很容易擦伤分度器，这就大大降低安装的可靠性，若采用光电开关组件与防尘罩分体安装的方式，除使安装变得繁琐外，也会降低安装的可靠性和互换性，而互换性在无轴编码器中至关重要，因为无轴编码器的最大特点就是与被测部件联为一体后，才能输出信号，否则它只能被视为一个部件，如果不能满足互换性的要求，根本无法使用。另外，如果被跟踪的不是旋转的轴，而是旋转的轮，此时固定轮的轴是不动的，那么按照惯用的结构设计，根本无法安装需要固定不动的是光电开关组件。如另设支撑系统，一是使用空间有限，二是将大大增加设计成本，此时的惯用结构已不是一种合理的结构设计。
本实用新型的目的是为了克服以上所述惯用结构的缺点和使用的局限性，提供一种新型的跟踪轮转动的无轴编码器，该编码器安装便捷、具有良好的可靠性和互换性。
以下结合附图详述本实用新型的构成和实现。


图1本发明的结构设计及装配示意图图2分度器3的主视图图3分度器3的剖视图图4光电开关组件5的结构及装配示意图图5防尘罩13的半剖视图参照附图1本实用新型由两大部件组成分度器3和光电开关组件5。
参照附图2、3分度器3为滚桶式外形，在圆柱形的桶壁上均匀分布着若干“齿”，齿形的延伸方向与分度器3的回转轴的方向相同，当齿形为矩形齿时，此种结构使分度器沿其回转轴的方向有窜动时，不会影响测量精度；分度器上有两个柱形薄壁34、35，它与壳体13的36配合后，形成U形曲路，达到密封防尘作用。另外，分度器3的齿25运动轨迹是以其回转轴为中心的圆柱面，光电开关组件可以很容易实现一体化安装。另外，定位外园24的回转中心与齿25的回转中心重合。
参照附图4光电开关组件5由电路板组件8、定位器9、防尘罩13、橡胶衬套10、电缆线11和自攻螺钉7、12构成。
其中，最重要的部件是定位器9，其形状如“十”字，有一个通孔22穿过定位器9，螺钉孔23穿过柱面24与孔22相通，通孔29对称分布在孔22的两边。其中，三个定位面28、24、22的对称中心重合。以上只是定位器9结构设计的一种形式，只要保证定位面28、24、22的对称中心重合，也可以采用其它形状的定位面，如多边形。
线路板组件8的线路板21为圆形，中间有一个孔27、孔26以孔27为中心对称分布，光电开关20焊在线路板21上，使光电开关20的槽19的开口方向垂直线路板面，并且其延伸方向与分度器9的齿25的延伸方向相同。
防尘罩13形状如一个圆桶，桶底开孔31，桶壁开孔33，孔30以孔31为中心对称分布。
橡胶衬套10是由胶皮做的防尘件，当它塞入防尘罩13的孔33后，孔32可使电缆线11线穿过橡胶衬套并与线路板21焊接在一起，并且起到密封作用。
定位器9的定位外园28与线路板组件8的孔27配合后用钉7固定，定位外圆24与壳体13的定位孔31配合后用钉12固定。
参照附图1由于本实用新型为无轴编码器，它必须定位在由轮1、轴2组成的被测装置上才能使用。首先，分度器9的定位外园22与轮1的定位止口15配合后，钉4穿过定位器9的孔18旋入轮1的孔14中紧固，使分度器9的齿25的回转中心与轮1的回转中心重合；光电开关组件5通过定位器9上的定位孔22与主轴2的定位外圆17配合靠在端面16上定位，使分度元件3的齿25插入光电开关组件5的光电开关20的槽19中，并且使壳体13上的桶状壁36与分度器3的34、35间隙配合，以确保分度器3的旋转灵活性。钉6旋入定位器9的螺孔23顶在主轴1的定位面17上，以防止光电开关组件松动。
由上述可见，本发明不仅避免了由于编码器惯用的结构设计复杂带来的较高的设计成本及安装困难的缺点，而且也极大地拓宽了编码器的使用范围，且在降低成本的同时，使安装变得快捷、简便、安全、可靠，并有极强的互换性。估计它会有广阔的发展前景和巨大的应用市场。
上述结构只是本发明的一种结构形式，它不仅可以极其方便地检测轮的转动，若用本发明的分度器3的结构形式，在测量轴的转动方面也可以在降低成本的同时，提高安装的便利性及互换性。另外，通过适当的变换，还可以满足其它方面的使用要求，如只要把分度器3的齿27换成磁性元件，光电开关换成磁开关，就变成磁编码器。
权利要求1 一种跟踪轮转动的无轴编码器，由分度器和光电开关组件5组成，其特点在于(1)分度器3为滚桶式外形，在园柱形桶壁上均匀分布若干个“齿”，(2)光电开关组件5采用定位器9定位，(3)光电开关组件5通过定位器9上的定位器孔22与主轴2的定位外圆17配合靠在端面16上定位，分度器9上的齿25插入光电开关组件5上的光电开关20的槽19中，壳体13的桶状壁36与分度器9上的34、35间隙配合。
2 根据权利要求1所述光电编码器，其特征在于所述的分度器的桶壁上均匀分布的若干齿是矩形“齿”。
3 根据权利要求1所述的光电编码器，其特征在于所述的定位器9三个定位面38、24、22的对称中心重合。
专利摘要本实用新型公开了一种新形无轴光电编码器,其特点是分度器采用了滚桶式外形,在光电开关组件中装有定位器,通过定位安装达到自动检测的目的。该实用新型结构新颖、简单,安装使用方便,且有极强的互换性,是一种新式的传感器,可广泛地应用于自动控制等领域。
文档编号G01P3/40GK2466660SQ0021222
公开日2001年12月19日 申请日期2000年6月13日 优先权日2000年6月13日
发明者林长友, 王忠杰 申请人:长春第一光学仪器厂