编码器对准结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种编码器对准结构。
【背景技术】
[0002]编码器可经配置以测量系统中的组件的位置、速度或加速度。编码器可广泛用于工业自动化(例如机器人、自动机械或其它机械)领域中。编码器也可通常用于消费品(例如，打印机)中。
[0003]为工业使用，编码器可提供实现电动机控制系统中的闭环反馈的感测及测量能力。编码器还可用于无刷直流(下文中称为“BLDC”)电动机。BLDC电动机的BLDC转子可由永磁体及2个、3个或4个极对的组合制成。无刷DC电动机的换向可取决于转子的位置。反馈装置(例如，编码器)对附接到BLDC电动机轴以向控制器指示当前转子位置可为必需的。
[0004]虽然在这些应用中使用编码器提供明显优点，但尤其在编码器与电动机或待测量组件的对准中仍存在一些挑战。
【发明内容】
[0005]在一个实施例中，本发明提供编码器系统，所述编码器系统包括:编码器组合件，其至少具有:壳体；轮毂，其经配置以围绕旋转轴旋转；打码部件，其耦合到所述轮毂；编码器对准结构，其至少具有:主表面，其具有外围，所述主表面与所述壳体耦合以实质上封围所述轮毂及所述打码部件；多个卡子，其围绕所述主表面的所述外围安置，所述多个卡子经配置以将所述编码器对准结构固定到所述壳体；及所述主表面的凹入区，所述主表面的所述凹入区从所述多个卡子中的两者之间的所述主表面的所述外围朝向所述轮毂会聚以便为用户提供围绕所述旋转轴调整所述轮毂的出入口。
[0006]在另一实施例中，本发明提供编码器系统，所述编码器系统包括:编码器组合件，其至少具有:壳体；检测器，其具有转位传感器；打码部件，其具有转位标记；轮毂，其与所述打码部件耦合且具有孔；编码器对准结构，其至少具有:主表面，其与所述壳体耦合；套环，其从所述主表面凸出且与所述轮毂耦合；及开口，其位于所述主表面上邻近于所述轮毂的所述孔且由所述套环界定；其中所述孔相对于所述打码部件及所述检测器布置于预界定径向位置中以便使所述转位标记与所述转位传感器对准；其中所述主表面上的所述开口经定大小使得所述孔安置于所述开口内且为用户提供从所述预界定径向位置调整所述孔的出入口。
[0007]在又一实施例中，本发明提供编码器对准结构，所述编码器对准结构包括:主表面；第一及第二壁，其从所述主表面凸出；通路，其形成于所述主表面上在所述第一壁与所述第二壁之间；及所述主表面的周界；其中所述通路包括窄端及宽端；其中所述通路的所述宽端为朝向所述主表面的所述周界的开口。
【附图说明】
[0008]在图式中以举例方式而非以限制方式图解说明了说明性实施例。贯穿描述及图式，可(但未必)使用类似元件符号来识别类似元件。图式是出于辅助理解的说明性目的且可能未必按实际比例绘制。
[0009]图1A图解说明编码器系统的框图；
[0010]图1B图解说明图1A中所图解说明的具有电动机的编码器系统的框图；
[0011]图2图解说明编码器系统的简化透视横截面图；
[0012]图3图解说明编码器系统的透视图；
[0013]图4图解说明编码器系统的侧视图；
[0014]图5图解说明具有额外凹入区的编码器系统的透视图；
[0015]图6图解说明具有编码器对准结构的编码器系统的简化透射横截面图；
[0016]图7A图解说明在编码器对准结构处具有凹坑的编码器系统的透视图；
[0017]图7B图解说明图7A中所图解说明的编码器系统的轮毂及打码部件的透视图；
[0018]图7C图解说明图7A中所图解说明的编码器系统的俯视图；
[0019]图7D图解说明图7C中所图解说明的编码器系统的横截面图；
[0020]图8A图解说明其中紧固件啮合轮毂及凹坑的编码器系统的横截面图；及
[0021]图8B图解说明图8A中所图解说明的编码器系统的部分横截面图。
【具体实施方式】
[0022]图1A到1B图解说明编码器系统100的框图。编码器系统100可包括编码器组合件110及编码器对准结构101。编码器组合件110可包括壳体112、轮毂130、打码部件140、光源180及检测器120。
[0023]打码部件140可为编码盘或线性码带，或可是特定应用中所需或所要的任何其它类似配置。打码部件140可耦合到轮毂130。打码部件140可具有多个光窗144。打码部件140可进一步包括转位标记145。转位标记145可针对打码部件140的每一机械旋转呈现以用于由检测器120检测一次。转位标记145可用于标记打码部件140的单个绝对位置。转位标记145也可用作用以确定打码部件140的旋转位置的参考点。
[0024]光源180可经配置以发射光182到打码部件140的多个光窗144及转位标记145。光源180可为LED、激光器或能够发射光的类似光源。在一个实施例中，编码器组合件110可为反射式编码器，其中打码部件140可将来自光源180的光182反射到检测器120。在其它实施例中，编码器组合件110可为透射式编码器，其中打码部件140可将来自光源180的光182透射到检测器120。
[0025]轮毂130可经配置以围绕旋转轴Z旋转。打码部件140可在轮毂130旋转时随轮毂130旋转。检测器120可包括转位传感器122。转位传感器122可为光传感器、光电二极管或可将光能转换成电能的任何其它类型的传感器。转位传感器122可经配置以响应于从转位标记145反射或透射的光182而产生转位通道输出信号122a。
[0026]在一个实施例中，编码器组合件110可为六通道编码器。检测器120可包括换向传感器121。换向传感器121可经配置以在光源180产生穿过多个光窗144的光182时产生编码器换向信号120a。编码器组合件110可经配置以测量电动机199的速度。电动机199可为无刷DC电动机(下文中称为“BLDC电动机”)。
[0027]在六通道编码器到BLDC电动机的组合过程中，可需要使编码器组合件110的编码器换向信号120a与BLDC电动机的电动机换向信号199a对准。由转位传感器122产生的转位通道输出信号122a可用作参考信号以使编码器组合件110的编码器换向信号120a与BLDC电动机的电动机换向信号199a对准。
[0028]编码器对准结构101可包括主表面150、多个卡子165、紧固件154及突出结构160。主表面150可包括外围158及凹入区152。主表面150可与壳体112耦合以实质上封围轮毂130及打码部件140。多个卡子165可围绕主表面150的外围158安置。多个卡子165可经配置以将编码器对准结构101固定到壳体112。主表面150的凹入区152可从多个卡子165中的两者之间的主表面150的外围158朝向轮毂130会聚，以便为用户提供在编码器组合件110到电动机199的组合过程期间围绕旋转轴Z调整轮毂130的出入口。
[0029]紧固件154可为螺丝或螺栓或用以将事物结合的类似结构。紧固件154可经配置以在转位传感器122与转位标记145对准时啮合轮毂130及凹入区152。通过使用紧固件154来啮合轮毂130及凹入区152，可固定转位传感器122与转位标记145之间的对准。在其中振动可使轮毂130及打码部件140的位置混乱的编码器系统100的输送期间，固定轮毂130及凹入区152可尤其有用。通过固定轮毂130及凹入区152，可防止转位标记145与转位传感器122之间的不对準。
[0030]在组合过程中，编码器组合件110及编码器对准结构101可耦合到电动机199。一旦编码器组合件110固定到电动机199，用户即可将紧固件154移除。用户可然后通过编码器对准结构101的凹入区152精细调谐轮毂130围绕旋转轴Z的位置以便使编码器换向信号120a与电动机换向信号199a对准。一旦对准达成，用户即可接着使用紧固件154来将轮毂130固定到电动机199的电动机轴(未展示)并将编码器对准结构101移除。
[0031]图2图解说明编码器系统200的简化透视横截面图。编码器系统200可包括打码部件240、轮毂230、检测器220、检测器220的转位传感器222、打码部件240的转位标记245及编码器对准结构201。编码器对准结构201可包括凹入区252、紧固件254、主表面250及突出结构260。编码器系统200与编码器系统100的组件