编码器组合结构和包含编码器组合结构的紧凑型编码器的制作方法

本实用新型属于编码器领域，具体涉及一种编码器组合结构和一种包含编码器组合结构的紧凑型编码器。

背景技术：

公开号为cn101577505b，主题名称为基于空间电磁能的无线传感器自供能系统的发明专利，参见图2、图3a、图3b，其技术方案公开了“包括电场能量收集装置、磁场能量收集装置和电能调理单元……所述磁场能量收集装置为磁能收集感应环，其由若干个相同圆环按一定空间角度均匀交叉排列成球形，每个圆环皆由若干匝导线缠绕而成”。换而言之，上述发明专利可被视为公开了磁场能量收集装置的一种具体实施方式。

公开号为cn206117475u，主题名称为用于交突变磁场能量的收集和转换的实现装置的实用新型专利，其技术方案公开了“包括:磁场源产生装置，用于产生具有南北极性交变区域的磁场；能量收集单元，用于与所述磁场源产生装置所产生的磁场发生相对运动，并在所述磁场的南北极性交变区域产生交变的电势；能量转换单元，用于实现在一个磁场极性下将所述能量收集单元当前所产生的电势能和磁场能进行收集，并在下一个相反的磁场极性下将所述能量收集单元当前所产生的电势能和磁场能以及在上一个磁场极性下收集的能量输出；储能单元和/或负载，用于接收所述能量转换单元输出的能量……所述能量收集单元设置在所述磁场源产生装置的下方，所述能量收集单元在磁场垂直面的投影宽度，小于所述交变磁场区域的宽度且大于所述交变磁场区域的宽度的1/3”。换而言之，上述实用新型专利可被视为公开了磁场能量收集装置的另一种具体实施方式。

一般地，编码器安装于电机或其他自动化设备，是一种检测旋转轴的角位移及转速的传感器。多圈编码器是在单圈编码器的基础上再增加寄存圈数功能，可以在主电源断电时进行多圈计数。目前，存在一种利用磁场能量收集装置进行多圈计数的编码器，利用磁场能量收集装置需要一定的磁场强度才能可靠工作。为达到较高的磁场强度，一般采用体积较大的磁铁，这对编码器的小型化带来了挑战。

目前，使用该装置的编码器一般为磁编码器，编码器轴端固连一大体积磁铁，编码器本身的单圈角度信息通过一感应芯片检测该磁铁磁场的旋转角度得到，同时磁场旋转使磁场能量收集装置上产生电脉冲进行多圈计数。该方案由于计算单圈的磁铁和计算多圈的磁铁可以复用，因此不产生额外的器件和高度，可以做到紧凑设计。但由于磁编码器本身的特性，无法做到高分辨率。

当该计数装置用于高分辨率编码器，如光电类编码器时，由于光栅的形状受光学尺寸限制，光栅的内径无法做大。传统的方法是将光栅安装于编码器轴之上，磁铁内嵌于编码器轴之内。但由于光栅内径较小，磁铁无法做大。这会导致磁场能量收集装置获取的能量不足，对多圈计数的准确性带来风险。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的状况，克服以上缺陷，提供一种编码器组合结构和一种包含编码器组合结构的紧凑型编码器。

本实用新型专利申请公开的编码器组合结构和包含编码器组合结构的紧凑型编码器，其主要目的在于，将磁铁安装于轴，栅盘安装于磁铁，使得磁铁的外径可以不受栅盘的内径及轴的内外径的影响，还使得磁铁可以做到较大体积。

本实用新型专利申请公开的编码器组合结构和包含编码器组合结构的紧凑型编码器，其另一目的在于，对于磁铁的形状要求较低，便于磁铁制造加工。

本实用新型采用以下技术方案，所述编码器组合结构包括一本体组件和一轴组件，其中：

所述本体组件包括一支架、固定于所述支架的一电路板和安装于所述电路板的一磁场能量收集装置；

所述轴组件包括一轴、一栅盘和一磁铁，所述磁铁固定连接于所述轴，所述栅盘固定连接于所述磁铁。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述栅盘具体实施为光栅、容栅、电感式编码器转子中的一种。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述磁铁贴于端面接触面或者柱面接触面中的一个接触面，或者所述磁铁同时贴于端面接触面与柱面接触面。

本实用新型还采用以下技术方案，包含一编码器组合结构，所述编码器组合结构包括一本体组件和一轴组件，其中：

所述本体组件包括一支架、固定于所述支架的一电路板和安装于所述电路板的一磁场能量收集装置；

所述轴组件包括一轴、一栅盘和一磁铁，所述磁铁固定连接于所述轴，所述栅盘固定连接于所述磁铁，其中：

所述本体组件还包括一光源。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述轴具体实施为金属轴，所述栅盘具体实施为光栅盘，所述磁铁具体实施为磁环。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述金属轴的端面通过胶水粘接于磁环，所述磁环的上部通过胶水粘接于光栅盘。

本实用新型还采用以下技术方案，包含一编码器组合结构，所述编码器组合结构包括一本体组件和一轴组件，其中：

所述本体组件包括一支架、固定于所述支架的一电路板和安装于所述电路板的一磁场能量收集装置；

所述轴组件包括一轴、一栅盘和一磁铁，所述磁铁固定连接于所述轴，所述栅盘固定连接于所述磁铁，其中：

所述包含编码器组合结构的紧凑型编码器还包括一轴承组件，所述轴承组件包括两个轴承，所述轴组件通过所述两个轴承装配于所述本体组件内；

所述本体组件还包括一光源。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述轴具体实施为金属轴，所述栅盘具体实施为光栅盘，所述磁铁具体实施为磁环。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述金属轴的端面通过胶水粘接于磁环，所述磁环的上部通过胶水粘接于光栅盘。

本实用新型公开的编码器组合结构和包含编码器组合结构的紧凑型编码器，其有益效果在于，将磁铁安装于轴，栅盘安装于磁铁，使得磁铁的外径可以不受栅盘的内径及轴的内外径的影响，还使得磁铁可以做到较大体积。此外，对于磁铁的形状要求较低，便于磁铁制造加工。

附图说明

图1是本实用新型的优选实施例(编码器组合结构)的截面结构示意图。

图2是本实用新型的优选实施例(编码器组合结构)的其中一种变形实施方式的截面结构示意图。

图3是本实用新型的第一实施例的(包含编码器组合结构的紧凑型编码器，例如光电分体式多圈编码器)的截面结构示意图。

图4是本实用新型的第二实施例的(包含编码器组合结构的紧凑型编码器)的截面结构示意图。

附图标记包括：100-编码器组合结构；110-本体组件；111-支架；112-电路板；113-光源；120-轴组件；121-轴；121’-金属轴；122-栅盘；122’-光栅盘；123-磁铁；123’-磁环；130-轴承组件；131-轴承；200-磁场能量收集装置；300-紧凑型编码器(包含编码器组合结构的紧凑型编码器)；301-被测轴。

具体实施方式

本实用新型公开了一种编码器组合结构和一种包含编码器组合结构的紧凑型编码器，下面结合优选实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

参见附图的图1至图4，图1示出了所述编码器组合结构的一种具体实施方式的截面结构，图2示出了所述编码器组合结构的另一种具体实施方式的截面结构，图3示出了所述包含编码器组合结构的紧凑型编码器的一种具体实施方式的截面结构，图4示出了所述包含编码器组合结构的紧凑型编码器的另一种具体实施方式的截面结构。

优选实施例(主要公开编码器组合结构)。

优选地，所述编码器组合结构100包括一本体组件110和一轴组件120，其中：

所述本体组件110包括一支架111、固定于所述支架111的一电路板112和安装于所述电路板112的一磁场能量收集装置200；

所述轴组件120包括一轴121、一栅盘122和一磁铁123，所述磁铁123固定连接于所述轴121，所述栅盘122固定连接于所述磁铁123。

值得一提的是，根据上述各个实施例，本实施例公开的编码器组合结构，还包括若干种变形实施方式。例如，所述栅盘122可以具体实施为光栅、容栅、电感式编码器转子中的一种(或者其他同类型栅盘)。参考附图的图2，作为本实施例的另一种变形实施方式，例如，所述磁铁123贴于端面接触面或者柱面接触面中的(有且仅有)一个接触面，或者所述磁铁123同时贴于端面接触面与柱面接触面。

根据本实施例公开的编码器组合结构，其主要效果在于，将磁铁安装于轴，栅盘安装于磁铁，使得磁铁的外径可以不受栅盘的内径及轴的内外径的影响，还使得磁铁可以做到较大体积。同时，对于磁铁的形状要求较低，便于磁铁制造加工。

第一实施例(纳入优选实施例的全部内容，在优选实施例的基础上，将编码器组合结构应用于紧凑型编码器，例如光电分体式多圈编码器)。

优选地，所述包含编码器组合结构的紧凑型编码器300，包含一编码器组合结构100，所述编码器组合结构100包括一本体组件110和一轴组件120，其中：

所述本体组件110包括一支架111、固定于所述支架111的一电路板112和安装于所述电路板112的一磁场能量收集装置200；

所述轴组件120包括一轴121、一栅盘122和一磁铁123，所述磁铁123固定连接于所述轴121，所述栅盘122固定连接于所述磁铁123，其中：

所述本体组件110还包括一光源113。

进一步地，所述轴121具体实施为金属轴121’。

进一步地，所述栅盘122具体实施为光栅盘122’。

进一步地，所述磁铁123具体实施为磁环123’。

进一步地，所述磁环123’为轴向充磁的磁环，上表面n-s极对半分割。所述金属轴121’的端面通过胶水粘接于磁环123’。所述磁环123’的上部通过胶水粘接于光栅盘122’。

进一步地，所述轴组件120固定于被测轴301，当所述被测轴301转动时，带动所述轴组件120相对于磁环123’转动。所述磁环123’在磁场能量收集装置200内产生的磁场随之转动翻转，产生电脉冲供给寄存器(图中未示出)进行多圈计数。当被测轴301同时带动所述光栅盘122’旋转时，读数头(图中未示出)将光信号转换为电信号，再经由电路板112(的处理电路)生成一圈内高精度位置信息。

进一步地，用于粘接的所述磁环123’的轴端面与配合轴孔具有垂直度要求，所述磁环123’的上下表面具有平行度要求。所述被测轴301转动以带动所述轴组件120转动。由于所述轴组件120各部件的形位公差保证，使得所述光栅盘122’在工作时端面跳动较小，输出信号稳定。

进一步地，本实施例的所述编码器优选采用光电分体式多圈编码器。

第二实施例(纳入优选实施例的全部内容，在优选实施例的基础上，将编码器组合结构应用于紧凑型编码器)。

优选地，所述包含编码器组合结构的紧凑型编码器300，包含一编码器组合结构100，所述编码器组合结构100包括一本体组件110和一轴组件120，其中：

所述本体组件110包括一支架111、固定于所述支架111的一电路板112和安装于所述电路板112的一磁场能量收集装置200；

所述轴组件120包括一轴121、一栅盘122和一磁铁123，所述磁铁123固定连接于所述轴121，所述栅盘122固定连接于所述磁铁123，其中：

所述包含编码器组合结构的紧凑型编码器300还包括一轴承组件130，所述轴承组件130包括两个轴承131，所述轴组件120通过所述两个轴承131装配于所述本体组件110内；

所述本体组件110还包括一光源113。

进一步地，所述轴121具体实施为金属轴121’。

进一步地，所述栅盘122具体实施为光栅盘122’。

进一步地，所述磁铁123具体实施为磁环123’。

进一步地，所述磁环123’为轴向充磁的磁环，上表面n-s极对半分割。所述金属轴121’的端面通过胶水粘接于磁环123’。所述磁环123’的上部通过胶水粘接于光栅盘122’。

进一步地，所述轴组件120固定于被测轴301，当所述被测轴301转动时，带动所述轴组件120相对于磁环123’转动。所述磁环123’在磁场能量收集装置200内产生的磁场随之转动翻转，产生电脉冲供给寄存器(图中未示出)进行多圈计数。当被测轴301同时带动所述光栅盘122’旋转时，读数头(图中未示出)将光信号转换为电信号，再经由电路板112(的处理电路)生成一圈内高精度位置信息。

进一步地，用于粘接的所述磁环123’的轴端面与配合轴孔具有垂直度要求，所述磁环123’的上下表面具有平行度要求。所述被测轴301转动以带动所述轴组件120转动。由于所述轴组件120各部件的形位公差保证，使得所述光栅盘122’在工作时端面跳动较小，输出信号稳定。

值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的磁场能量收集装置、机架等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。

对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，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。