一种光栅条限位结构和位移测量装置的制作方法

本实用新型涉及传感器领域，特别涉及一种光栅条限位结构和位移测量装置。

背景技术：

现阶段，光栅式传感器一般采用光栅叠栅条纹原理进行位移测量。为此，在工程实验中，大多采用光电元件作为检测元件的传感器(光电读头)，光电读头通过读取光栅条穿过光电读头的数目来进行位移测量。

通常情况下，对射式光电读头(例如AVAGO HEDS-97xx系列)自身封装结构中会留出较大的间隙供光栅条自由穿过，而较大的间隙会造成光栅条移动时会发生上下左右的晃动，使光电读头无法精确测量，使精确度下降。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种光栅条限位结构，本实用新型的技术方案是这样实施的：

一种光栅条限位结构，包括内侧限位板、高度限位板、外侧限位板和光电读头；所述光电读头包括供光栅条通过的U形通道，所述U形通道从正面的角度来看，自上而下包括依次相连的第一部件、第三部件以及第二部件，所述U形通道在侧边的开口朝右；所述内侧限位板位于所述U形通道的前面，并从正面遮挡住所述光栅条的侧面；所述高度限位板从正面的角度来看，位于所述U形通道的前面，并从正面遮挡住所述第二部件；从正面的角度来看，所述外侧限位板位于所述U形通道的右侧，用于遮挡所述U形通道右侧的开口。

优选地，所述内侧限位板和所述高度限位板的数量分别为两个，使得所述光电读头的正面和背面分别对应地设有一个所述内侧限位板和一个所述高度限位板。

优选地，所述高度限位板包括经弯曲而形成的曲面部，所述曲面部用于限定所述光栅条向下的最大位移量。

优选地，所述光栅条限位结构还包括设于曲面部上的清洁物。

优选地，所述内侧限位板、所述高度限位板、所述外侧限位板由硬质塑料制备。

优选地，所述内侧限位板与所述高度限位板共同连接至位于下方的固定板，所述内侧限位板、所述高度限位板以及所述固定板之间的连接方式为一体连接。

本实用新型还披露了一种位移测量装置，包括光栅条以及光栅条限位结构；所述内侧限位板、所述高度限位板、所述外侧限位板和所述光电读头共同组成限位结构；所述限位结构具有可供所述光栅条穿过的空间，所述光栅条距离所述空间边缘最近处不超过1mm，最远处不超过2.5mm。

优选地，所述高度限位板的宽度与所述光栅条的宽度之差不大于2mm。

实施本实用新型的有益效果是：

1、通过限定光栅条在垂直平面上的最大偏移量，进而提高光电读头的读取精度；

2、限位结构的组件的结构简单，并且易于应用。

3、针对光栅条容易被污染的问题，该结构可以实现光栅条的“自清洁”。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述 中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为光栅条通过光电读头的正面图；

图2为光栅条通过光电读头的侧面图；

图3为内侧限位板与高度限位板的边缘的一部分为一体连接的示意图；

图4为高度限位板经弯曲形成曲面部并与内侧限位板组合的侧面示意图；

图5为高度限位板经修剪形成曲面部并与内侧限位板组合的侧面示意图；

图6为高度限位板经弯曲形成曲面部并与内侧限位板组合的正面示意图；

图7为一个实施例中，一种外侧限位板与光电读头组合后的侧面示意图；

图8为又一个实施例中，一种外侧限位板与光电读头组合后的侧面示意图；

图9为又一个实施例中，一种外侧限位板与光电读头组合后的侧面示意图；

图10为一个实施例中，一种内侧限位板、高度限位板、外侧限位板与光电读头组合后的侧面示意图；

图11为又一个实施例中，一种内侧限位板、高度限位板、外侧限位板与光电读头组合后的侧面示意图；

图12为一个实施例中，一种内侧限位板、高度限位板、外侧限位板与光电读头组合后的正面示意图；

图13为又一个实施例中，一种内侧限位板、高度限位板、外侧限位板与光电读头组合后的正面示意图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

1-光电读头，11-第一部件，12-第二部件，13-第三部件，

2-光栅条，

3-限位板，31-高度限位板，32-内侧限位板，33-曲面部，

4-外侧限位板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外，为便于实施例的解释说明，以下实施例中的光电读头1的正面或前面可参考图1。

一种光栅条2限位结构，在一些优选的实施例中(参考图7-图13)，包括内侧限位板32、高度限位板31、外侧限位板4和光电读头1；所述光电读头1包括供光栅条2通过的U形通道，所述U形通道从正面的角度来看，自上而下包括依次相连的第一部件11、第三部件13以及第二部件12，所述U形通道在侧边的开口朝右；所述内侧限位板32位于所述U形通道的前面，并从正面遮挡住所述光栅条2的侧面；所述高度限位板31从正面的角度来看，位于所述U形通道的前面，并从正面遮挡住所述第二部件12；从正面的角度来看，所述外侧限位板4位于所述U形通道的右侧，用于遮挡所述U形通道右侧的开口。

本领域技术人员可以理解的是，本实用新型的限位结构可用于与图1和图2类似结构的光电读头1，为便于理解，现对类似的光电读头1在实际应用中所遇到的问题进行简单描述。现有技术中，光电读头1包括第一部件11、第二部件12和第三部件13，这三个部件可以组成如图1和图2所示的光电读头1，具有可供光栅条的U形通道，并且其在右侧具有开口。因为U形空间过大，容易使光栅条2发生偏移，进而影响了测量精度。另外，在一些场合下，第一部件11包含光线发射器，第二部件12包含光线接收器；在另一些场合下，第二部件12包含光线发射器，第一部件11包含光线接收器。

本实用新型针对目前遇到的问题，提供了改进的结构：通过内侧限位板32、高度限位板31、外侧限位板4对光栅条2的活动空间进行限制。

另外，内侧限位板32可以根据本领域技术人员的需求进行选择，可以是聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等硬质塑料中的一种或两种以上，而高度限位板31和外侧限位板4的材料也可以从上述材料中进 行选择。在一个优选的实施例中，内侧限位板32、高度限位板31、外侧限位板4选用PVC作为材料。这是由于PVC材料价格便宜，应用广泛，具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性，可作为结构材料使用。

在一个优选的实施例中，如图10-图13所示，内侧限位板32、高度限位板31、外侧限位板4与光电读头1组合形成光栅条2的限位结构。外侧限位板4设于光电读头1的外侧，用以遮挡U形通道的开口，防止光栅条2向外偏移；而内侧限位板32则设于光电读头的正面，并遮挡住部分U形通道，防止光栅条2向内侧偏移。外侧限位板4和内侧限位板32的设立可限制光栅条左右偏移的距离。高度限位板31设于光栅条2的下方，与光电读头1的第一部件11共同限制了光栅条2过大的上下移动。另外，由于高度限位板31主要用于限制光栅条2的上下移动空间，因此，位置高度限位板31的宽度可以小于光栅条2的宽度。并且，也可以设置两个或多于两个的高度限位板31。另外，高度限位板31的形状可以是长方形、正方形、平行四边形等几何形状中的一种或者其中几种的结合。同理，外侧限位板4的数量可以是一个也可以是两个以上，并且形状可以是长方形、正方形、平行四边形等几何形状中的一种或者其中几种的结合(如图7-9所示)。

为实现内侧限位板32、高度限位板31、外侧限位板4与光电读头1相结合，本领域的技术人员可以选择粘接、卡接、钉接等现有的结合技术中的一种或两种以上。

在一个优选的实施例中，所述内侧限位板和所述高度限位板的数量分别为两个，且在所述光电读头1的正面和背面分别对应地设有一个所述内侧限位板32和一个所述高度限位板31。

如图10和图11所示，在光电读头1正面设立内侧限位板32、高度限位板31、外侧限位板4与光电读头1形成限位结构的基础上，可以在光电读头1的背面设有内侧限位板32、高度限位板31、外侧限位板4，进而在光电读头1的正面和背面形成具有对称性的限位结构，进一步提高光电读头1的测量精度。

在一个优选的实施例中，所述高度限位板31包括经弯曲而形成的曲面部33，所述曲面部33用于限定所述光栅条2向下的最大位移量。

如图4-6所示，高度限位板31靠近光栅条2的侧面可通过剪裁、削切、打磨形成光滑的曲面部33，从而避免光栅条2在移动时与高度限位板31接触进而磨损光栅，另外也可以通过弯曲部分高度限位板31形成光滑的曲面部33。

在一个优选的实施例中，所述光栅条限位结构还包括设于曲面部上的清洁物。

本领域技术人员可以理解的是，清洁物为现有技术中用于清洁镜面、地面、桌面等具有光滑表面的清洁布、清洁纸、海绵等，技术人员可以根据需求择优选择。该清洁物可以通过胶粘剂、胶带、卡扣等手段将其固定在曲面部33上，用于光栅条2移动的过程中擦除有可能附着在上面的污渍，并且也可以起到缓冲的作用，防止光栅条2移动中被高度限位板31磨损。

在一个优选的实施例中，所述内侧限位板32与所述高度限位板31共同连接至位于下方的固定板，所述内侧限位板32、所述高度限位板31以及所述固定板之间的连接方式为一体连接。

如图3-图6以及图12所示，内侧限位板32与高度限位板31可由一块限位板经部分切割形成。限位板经切割可形成高度限位板31，高度限位板31的一部分经弯曲可以得到曲面部33，未经切割的部分则仍然作为整体连接。该方法可简化加工流程，增强限位空间的结构强度。

在一个优选的实施例中，一种位移测量装置，包括光栅条2以及光栅条限位结构；所述内侧限位板32、所述高度限位板31、所述外侧限位板4和所述光电读头1共同组成限位结构；所述限位结构具有可供所述光栅条2穿过的空间，所述光栅条2距离所述空间边缘最近处不超过1mm，最远处不超过2.5mm。

如图12和图13所示，由内侧限位板32、高度限位板31、外侧限位板4与光电读头1组合形成的限位结构具有可供光栅条2通过的空间，当光栅条2与该空间的中轴线共线时，光栅条2与空间边缘最近处的距离不超过1mm。当光栅条2的一个侧边与一个底边与空间的边缘接触时，该光栅条2与空间相距最远处的边缘不超过2.5mm。在一些优选的实施例中，当光栅条2与该空间的中轴线共线时，光栅条2与空间边缘最近处的距离为0.5mm。本领域的技术人员可选择合适 的间距，使限位结构能够使光栅条2顺利通过时，也可以防止光栅条2在上下左右方向的活动空间过多，使精度得到提高。

在一个优选的实施例中，所述高度限位板31的宽度与所述光栅条2的宽度之差不大于2mm。即，高度限位板31的宽度大于光栅条2的宽度，两者之间的宽度的差值小于或等于2mm，另外，高度限位板31的宽度也可以小于光栅条2的宽度，使高度限位板31的宽度与光栅条2的宽度之差小于0。

如图12和图13所示，高度限位板31的宽度与光栅条2的宽度之差不大于2mm，可防止高度限位板31的宽度过大，使内侧限位板32和外侧限位板4之间的间距过大，进而导致光栅条2左右偏移的距离过大，影响测量精度。

上述列举的各种实施例，在不矛盾的前提下，可以相互组合实施，本领域技术人员可结合附图和上文对实施例的解释，作为对不同实施例中的技术特征进行组合的依据。

另外，本文中所提到的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“正面”、“背面”等方位词语，目的是为了方便描述本发明部件之间的相对位置关系，并非指实际使用过程中的绝对方位。

需要指出的是，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，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。