一种旋转编码器冗余检测的安装系统及方法与流程

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种旋转编码器冗余检测的安装系统及方法。

背景技术：

编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可以通讯、传输和存储的信号形式的设备。其中，旋转编码器是一种将机械几何位置位移量转换成脉冲或数字量的编码器，它是集光、机、电技术于一体的速度位移传感器，主要用来进行角度测量、角速度测量和测量直线位移等。旋转编码器在工业自动化控制系统中的应用非常广泛。

目前，自动化控制系统中经常用到旋转编码器，用于测量转轴的角速度，调节转轴的转速等。在现有技术中，一般旋转编码器是通过弹簧垫片或柔性连接件安装在电机尾部的轴上，或通过联轴器将转轴与编码器安装轴连接在一起，从而使得旋转编码器检测转轴的角速度等参数。

但是，由于编码器属于精密仪器，在使用过程中容易受到机器强震动或其他外部因素的影响，易造成编码器故障或线路损害，编码器故障会造成数据信号测量不精确，往往需要更换编码器。目前，更换编码器或维修线路时，通常需要将机器停下来，等编码器更换好或线路维修完成后才能再次开机，这样会造成生产受阻，影响生产效率，增加生产成本。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种旋转编码器冗余检测的安装系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的旋转编码器冗余检测的安装系统包括主齿轮、从齿轮、第一U型安装板和第二U型安装板，其中：

所述主齿轮套设在编码器安装轴上，且所述主齿轮固定安装于所述第一U型安装板上；

所述从齿轮套设在从齿轮轴上，且所述从齿轮固定安装于第二U型安装板上；

所述从齿轮与主齿轮啮合连接。

优选地，上述旋转编码器冗余检测的安装系统中，所述第一U型安装板包括第一侧面板、第二侧面板和第三侧面板，所述第一侧面板、第二侧面板和第三侧面板组合成U型，且所述主齿轮设置在U型槽内；所述第一侧面板上、远离所述第三侧面板的一端设置齿轮固定槽，所述第一侧面板上、靠近所述第三侧面板的一端设置多个安装板固定孔。

优选地，上述旋转编码器冗余检测的安装系统中，所述齿轮固定槽的形状为U型，且所述齿轮固定槽的开口向上。

优选地，上述旋转编码器冗余检测的安装系统中，所述齿轮固定槽与编码器安装轴相配合。

优选地，上述旋转编码器冗余检测的安装系统中，所述主齿轮上设置主齿轮槽，所述编码器安装轴上设置与所述主齿轮槽相配合的第一突出键；所述从齿轮上设置从齿轮槽，所述从齿轮轴上设置与所述从齿轮槽相配合的第二突出键。

优选地，上述旋转编码器冗余检测的安装系统中，所述第一突出键和第二突出键上分别设置两个条形凹槽，所述条形凹槽与齿轮固定槽分别卡接。

优选地，上述旋转编码器冗余检测的安装系统中，所述安装系统还包括第一固定支架和第二固定支架，所述第一U型安装板与第一固定支架固定连接，所述第二U型安装板与第二固定支架固定连接。

基于本发明提供的旋转编码器冗余检测的安装系统，本发明还提供了一种旋转编码器冗余检测的安装方法，所述方法包括：

将主齿轮套设在编码器安装轴上；

将所述主齿轮固定在第一U型安装板上，再将所述第一U型安装板固定在第一固定支架上；

将从齿轮固定套设在从齿轮轴上，再将所述从齿轮固定在第二U型安装板上；

将从齿轮将主齿轮啮合连接，再将所述第二U型安装板固定在第二固定支架上。

优选地，上述旋转编码器冗余检测的安装方法中，所述将所述主齿轮固定在第一U型安装板上，具体包括：

将所述主齿轮安装在第一侧面板和第二侧面板之间的U型槽内；编码器安装轴贯穿齿轮固定槽，并将条形凹槽与齿轮固定槽卡接。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种旋转编码器冗余检测的安装系统及方法，该安装系统包括主齿轮、从齿轮、第一U型安装板和第二U型安装板，其中，主齿轮套设在编码器安装轴上，且主齿轮固定安装于第一U型安装板上；从齿轮套设在从齿轮轴上，且从齿轮固定安装于第二U型安装板上；从齿轮与主齿轮啮合连接。本发明提供的旋转编码器冗余检测的安装系统增加一个冗余编码器，主齿轮套设在编码器安装轴上，从齿轮与主齿轮相啮合，编码器安装轴转动，带动主齿轮转动，主齿轮带动从齿轮转动，从齿轮带动从齿轮轴转动，安装轴上的冗余编码器可以同时检测到数据，当旋转编码器故障时，切换到使用冗余编码器测量的数据，可以不用停止机器更换旋转编码器，这样不会影响生产效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装系统的安装示意图；

图2为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装系统中第一U型安装板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装系统中主齿轮的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装系统中从齿轮与从齿轮轴的安装示意图；

图6为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装系统中从齿轮与从齿轮轴的安装侧视图；

图7为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装系统中从齿轮的安装示意图；

图8为本发明实施例提供的编码器安装轴的侧视图；

图9为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装方法的流程示意图；

图10为本发明实施例提供的一种旋转编码器冗余检测安装方法中步骤S200的详细流程示意图；

图1-图10具体符号表示：

1-主齿轮，11-主齿轮槽，2-从齿轮，3-第一U型安装板，31-第一侧面板，32-第二侧面板，33-第三侧面板，311-齿轮固定槽，312-安装板固定孔，313-编码器固定孔，4-第二U型安装板，5-第一固定支架，6-第二固定支架，7-从齿轮轴，71-第二突出键，8-电机，81-编码器安装轴，811-第一突出键，9-主编码器，10-从编码器，12-条形凹槽。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

冗余指出于系统安全和可靠性等方面的考虑，人为地对一些关键部件或功能进行重复的配置。当系统发生故障时，比如某一些设备发生损坏，冗余配置的部件可以作为备援，及时介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间。

如图1所示，该图示出了本发明实施例提供的旋转编码器冗余检测的安装系统的安装示意图。

电机8和主编码器9通过编码器安装轴81连接，主编码器9用于检测电机8的运行数据，并使用数据参与到自动化控制中。本发明增设一个从编码器10，当主编码器9发生故障后，手动或自动切换到使用从编码器10的数据参与自动化控制，避免维修主编码器9时影响生产进度。为方便安装从编码器10，本发明提供了一种旋转编码器冗余检测的安装系统。

如图2所示，该图示出了本发明实施例提供的旋转编码器冗余检测的安装系统的基本结构。

本发明提供的旋转编码器冗余检测的安装系统包括主齿轮1、从齿轮2、第一U型安装板3和第二U型安装板4，其中：

主齿轮1套设在编码器安装轴81上，且主齿轮1固定安装于第一U型安装板3上；从齿轮2套设在从齿轮轴7上，且从齿轮2固定安装于第二U型安装板4上；从齿轮2与主齿轮1啮合连接。工作时，编码器安装轴81转动时带动其上的主齿轮1转动，主齿轮1带动从齿轮2转动，从齿轮2带动从齿轮轴7转动，从齿轮轴7上的从编码器10即可间接检测到电机8的运行数据。

优选地，从齿轮2与主齿轮1的齿数可以相同，也可以不同，若从齿轮2的齿数与主齿轮1的齿数相同，则从编码器10检测到的数据与主编码器9检测到的数据相同；若从齿轮2的齿数与主齿轮1的齿数不相同，则按照比例修正从编码器10检测到的数据。

如图3所示，第一U型安装板3包括第一侧面板31、第二侧面板32和第三侧面板33，且第一侧面板31、第二侧面板32和第三侧面板33组合成U型，安装时，将主齿轮1设置在第一侧面板31和第二侧面板32之间的U型槽内。优选地，第一侧面板31和第二侧面板32之间的距离大于或等于主齿轮1的厚度，如此设计，可以更好的固定主齿轮1，且不会妨碍主齿轮1的转动。

进一步地，第一侧面板31和第二侧面板32上分别设置齿轮固定槽311，方便编码器安装轴81贯穿第一U型安装板3；为方便第一U型安装板3的固定，齿轮固定槽311设置在远离第三侧面板33的一端。优选地，齿轮固定槽311的形状为U型，且齿轮固定槽311的开口向上，使得编码器安装轴81与齿轮固定槽311的底部相配合。

为方便第一U型安装板3的固定，第一侧面板31和第二侧面板32上分别设置多个安装板固定孔312，通过螺钉或螺栓固定第一U型安装板3。同样，为方便固定主编码器9和从编码器10，第一侧面板31和第二侧面板32分别设置多个编码器安装孔313，通过螺钉或螺栓固定主编码器9和从编码器10。

如图4所示，为使得编码器安装轴81带动主齿轮1转动，主齿轮1的安装孔位置处设置主齿轮槽11，编码器安装轴81上设置与主齿轮槽11相配合的第一突出键811，装配时，编码器安装轴81穿过主齿轮1，且第一突出键811与主齿轮槽11相互卡接。

为防止从齿轮轴7脱落，从齿轮2固定套设在从齿轮轴7上，即从齿轮2和从齿轮轴7是一体结构，如图5、图6所示。从齿轮2和从齿轮轴7一体设计，即从齿轮2固定在从齿轮轴7上，主齿轮1带动从齿轮2和从齿轮轴7一起转动，如此设置，可以防止从齿轮轴7脱落，保证从齿轮轴7运转稳定性，提高从编码器10测量数据的准确度。

如图7所示，从齿轮2固定在第二U型安装板上时，从齿轮2设置在第一侧面板和第二侧面板之间的U型槽内，从齿轮轴7穿过第二U型安装板，从齿轮轴7与齿轮固定槽的底部相配合，使得从齿轮2和从齿轮轴7运行稳定。

如图8所示，为保证编码器安装轴81和从齿轮轴7的正常转动，第一突出键811和第二突出键71上分别设置两个条形凹槽12，且条形凹槽12设置在靠近电机8的一端，并且条形凹槽12的位置与齿轮固定槽311的位置相对应；安装时，条形凹槽12与齿轮固定槽311相互卡接，如此设计，不会妨碍编码器安装轴81和从齿轮轴7转动。

进一步地，本发明实施例提供的旋转编码器冗余检测的安装系统还包括第一固定支架5和第二固定支架6，第一U型安装板3通过安装板固定孔312与第一固定支架5固定连接，第二U型安装板4通过安装板固定孔与第二固定支架6固定连接，第一固定支架5和第二固定支架6固定在地面或其他平面上，但要保证主齿轮1的安装高度与编码器安装轴81的高度一致。

进一步地，第一U型安装板3和第二U型安装板4上还设置有多个编码器固定孔，主编码器9套设在编码器安装轴81上，且通过编码器固定孔313将主编码器9固定在第一U型安装板3上。同理，从编码器10套设在从齿轮轴7上，且通过编码器固定孔将从编码器10固定在第二U型安装板4上。

本发明实施例提供的旋转编码器冗余检测的安装系统包括主齿轮1、从齿轮2、第一U型安装板3和第二U型安装板4，其中，主齿轮1套设在编码器安装轴81上，且主齿轮1固定安装于第一U型安装板3上；从齿轮2套设在从齿轮轴7上，且从齿轮2固定安装于第二U型安装板4上；从齿轮2与主齿轮1啮合连接。主齿轮1套设在编码器安装轴81上，编码器安装轴81上的第一突出键811和主齿轮1上的主齿轮槽11相互卡接，使得编码器安装轴81带动主齿轮1转动；从齿轮2与主齿轮1啮合连接，使得主齿轮1带动从齿轮2转动；从齿轮2套设在从齿轮轴7上，且从齿轮2与从齿轮轴7是一体结构，从齿轮2与从齿轮轴7一起转动，从而使得从齿轮轴7与编码器安装轴81的转动速度相同或成一定比例，从而使得检测编码器安装轴81转动的主编码器9检测到的数据与检测从齿轮轴7转动的从编码器10检测到的数据相同或相关，当主编码器9发生故障时，可以手动或自动切换使用从编码器10检测到数据参与自动化控制，如此就不会因为维修主编码器9而影响生产，可以大大提高生产效率。本发明实施例提供的旋转编码器冗余检测的安装系统可以广泛应用于同种方式的各种系统中，提高自动化生产效率。

基于本发明提供的旋转编码器冗余检测的安装系统，本发明实施例还提供了一种旋转编码器冗余检测的安装方法，所述方法如图9所示。

本发明实施例提供的旋转编码器冗余检测的安装方法包括：

S100：将主齿轮套设在编码器安装轴上。

具体地，将主齿轮套设在编码器安装轴上，且主齿轮上的主齿轮槽与编码器安装轴上的第一突出键相互卡接，保证编码器安装轴带动主齿轮转动。

S200：将主齿轮固定在第一U型安装板上，再将第一U型安装板固定在第一固定支架上。

具体地，根据主齿轮的安装高度，将主齿轮固定在第一U型安装板上，并根据第一U型安装板的安装高度，通过安装板固定孔将第一U型安装板固定在第一固定支架上，第一固定支架固定在地面上或其他平面上。如图10所示，将主齿轮固定在第一U型安装板上，具体步骤包括：

S201：将主齿轮安装在第一侧面板和第二侧面板之间的U型槽内。

具体地，第一U型安装板包括第一侧面板、第二侧面板和第三侧面板，第一侧面板、第二侧面板和第三侧面板组合成U型槽，将主齿轮设置在第一侧面板和第二侧面板之间的U型槽内，且第一侧面板和第二侧面板之间的距离等于或大于主齿轮的厚度，保证主齿轮在U型槽内正常转动。

S202：编码器安装轴贯穿齿轮固定槽，并将条形凹槽与齿轮固定槽卡接。

具体地，第一U型安装板上设置有齿轮固定槽，齿轮固定槽的形状为U型，且齿轮固定槽的开口向上。安装时，第一U型安装板从编码器安装轴的下方往上方安装，将编码器安装轴上的2个条形凹槽对准齿轮固定槽，主齿轮对准第一侧面板和第二侧面板之间的U型槽，由下往上安装，直到齿轮固定槽的底部与编码器安装轴相接触配合。

S300：将从齿轮固定套设在从齿轮轴上，再将所述从齿轮固定在第二U型安装板上。

具体地，将从齿轮对准第一侧面板和第二侧面板之间的U型槽，从齿轮轴上的第二突出键对准第二U型安装板上的齿轮固定槽，从齿轮和从齿轮轴从齿轮固定槽的开口处向下移动，使得第二突出键上的条形凹槽与齿轮固定槽相互卡接，向下移动直至从齿轮轴与齿轮固定槽的底部相接触。

S400：将从齿轮与主齿轮啮合连接，再将第二U型安装板固定在第二固定支架上。

具体地，根据主齿轮的安装高度，将从齿轮与主齿轮啮合连接，其安装固定方法如下：

移动第二U型安装板，保证从齿轮与主齿轮啮合连接，要确保从齿轮的安装平面与主齿轮的安装平面在同一平面上；然后根据当前第二U型安装板的位置，通过安装板固定孔将第二U型安装板固定在第二固定支架上，第二固定支架固定在地面或其他平面上，这样从齿轮安装完毕。

将主齿轮固定在第一U型安装板上，第一U型安装板固定在第一固定支架上后，将编码器安装轴穿过主编码器，并通过第一U型安装板上的编码器固定孔将主编码器固定在第一U型安装板上，使得主编码器检测编码器安装轴的运行数据。同理，将从齿轮固定在第二U型安装板上，第二U型安装板固定在第二固定支架上后，将从齿轮轴穿过从编码器，并通过第二U型安装板上的编码器固定孔将从编码器固定在第二U型安装板上，使得从编码器间接检测编码器安装轴的运行数据。

本发明实施例提供的旋转编码器冗余检测的安装方法包括将主齿轮套设在编码器安装轴上；将主齿轮固定在第一U型安装板上，且第一U型安装板由下至上安装，使得编码器安装轴与齿轮固定槽相接触配合，再将第一U型安装板固定在第一固定支架上；从齿轮固定套设在从齿轮轴上，从齿轮和从齿轮轴从第二U型安装板上的齿轮固定槽开口处向下移动，使得从齿轮轴与齿轮固定槽相接触配合，之后移动从齿轮靠近主齿轮，将从齿轮与主齿轮啮和连接，再将第二U型安装板固定在第二固定支架上。在安装过程中，要保证从齿轮的安装高度与主齿轮的安装高度一致。旋转编码器冗余检测的安装系统安装好后，主编码器与从编码器可以共同检测电机的运行数据，当主编码器发生故障时，可以手动或自动切换到使用从编码器检测的数据参与自动化控制，这样不会影响生产，大大提高了生产效率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。