单光源旋转编码器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种旋转编码器，具体是一种单光源旋转编码器，属于位移检测设备领域。
【背景技术】
[0002]旋转编码器是一种用于将角位移转换成脉冲信号的设备，目前旋转编码器主要有接触式和非接触式两种。接触式旋转编码器采用多码道码盘配合多码道的刷丝实现转动角度的码值输出。非接触式旋转编码器主要指光电编码器，分绝对型和相对型。绝对型旋转编码器可以测量角位移的绝对变化量，即使测量期间掉电，上电后仍然能测量角位移在停电期间的变化量;相对型旋转编码器只能测量角位移的相对变化量，编码器掉电再上电后，其输出为相对于上电后的角位移的相对变化量。
[0003]接触式旋转编码器的主要优点有:一是可靠性高，尤其是目前的工艺采用了铂金刷丝和镀金的码盘，其寿命可达50年以上;二是量产成本低。其缺点是体积较大，灵敏度小，且因机加工的原因，普遍存在回差。
[0004]非接触式旋转编码器的主要优点有:一是体积小，灵敏度高;二是由于采用了非接触式的码盘技术，其旋转力矩小，转动灵活。其缺点是:一是采用了多码道光电技术，功耗较大;二是采用玻璃码盘，在运输和安装过程中易损坏，且由于目前流行的大品牌产品基本为进口产品，其维修和供货周期都非常长，返厂维修时间一般都在3个月以上。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种单光源旋转编码器，该旋转编码器价格低、体积小而且灵敏度高。
[0006]为实现上述目的，本实用新型一种单光源旋转编码器，包括受控转轴、主轴、定向光源、一级透镜、二级透镜、感光环、基板、识别电路和壳体；
[0007]基板固定安装在壳体内部右端；
[0008]主轴通过轴承架设在壳体内部，左端通过变速齿轮与受控转轴相连接，右端穿过基板的中心；主轴上、变速齿轮和基板之间自左至右依次固定安装定向光源、一级透镜和二级透镜；
[0009]感光环安装在基板上，且与主轴同心设置;受控转轴转动时带动主轴以及定向光源、一级透镜和二级透镜同步转动，定向光源发出的光经过一级透镜和二级透镜的折射后投射到感光环上的不同部位；
[0010]由于采用了单光源，简化了内部部件，本发明现对于一般接触式编码传感器，体积要小的多，安装全套部件的本编码器体积最小可至直径40mm，长45mm的小柱体，且重量轻，仅55克左右，可方便地安装在受测对象上;相对于现有技术的接触式编码传感器，本发明采用感光技术，功耗低、灵敏度高；由于感光环安装在基板上，可确保运输及安装调度中不会因碰撞等原因损坏；由于感光环上的感光元件位置固定，在角位移变化时，即使出现掉电情况，由于定向光源投射的光在感光环的位置已经发生变化，所以即使出现掉电情况，仍能正确测量位移变化，实现了绝对码值测量。
【附图说明】
[0011]图1为本发明结构不意图；
[0012]图中，1、受控转轴，2、轴承，3、主轴，4、变速齿轮，6、定向光源，7、一级透镜，8、二级透镜，9、感光环，10、基板，11、识别电路，12、电刷，14、壳体。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0014]如图1所示，一种单光源旋转编码器，包括受控转轴1、主轴3、定向光源6、一级透镜
7、二级透镜8、感光环9、基板10、识别电路11和壳体14;
[0015]基板10固定安装在壳体14内部右端；
[0016]主轴3通过轴承2架设在壳体14内部，左端通过变速齿轮4与受控转轴1相连接，右端穿过基板10的中心；主轴3上、变速齿轮4和基板10之间自左至右依次固定安装定向光源
6、一级透镜7和二级透镜8 ；
[0017]感光环9安装在基板10上，且与主轴3同心设置;受控转轴1转动时带动主轴3以及定向光源6、一级透镜7和二级透镜8同步转动，定向光源6发出的光经过一级透镜7和二级透镜8的折射后投射到感光环9上的不同部位；
[0018]识别电路11信号输入端与感光环9连接。
[0019]由于采用了单光源，简化了内部部件，本发明现对于一般接触式编码传感器，体积要小的多，安装全套部件的本编码器体积最小可至直径40mm，长45mm的小柱体，且重量轻，仅55克左右，可方便地安装在受测对象上;相对于现有技术的非接触式编码传感器，本发明采用感光环技术，功耗低、灵敏度高；由于感光环安装在基板上，可确保运输及安装调度中不会因碰撞等原因损坏。通过加装不同的变速齿轮，可以完成单圈输出不同的码值，最大单圈可输出编码16383，可以满足不同的测量要求。
[0020]在主轴3上靠近感光环9的一端设置有电刷12，用于为定向光源6供电，也可以起采用其他方式如导电环为定向光源6供电，电刷的价格比较低。
[0021]优选的，所述定向光源6为LED灯，功耗低。
[0022]所述识别电路11输出接口可以直接配置为不同的输出类型，如4-20mA或1-5V模拟量输出或RS485/422等MODBus总线通讯，或是SSI接口输出等。
【主权项】
1.一种单光源旋转编码器，包括、识别电路(11)和壳体(14)，其特征在于，还包括主轴(3)、定向光源(6)、一级透镜(7)、二级透镜(8)、感光环(9)和基板(10); 基板(10)固定安装在壳体(14)内部右端； 主轴(3)通过轴承(2)架设在壳体(14)内部，左端通过变速齿轮(4)与受控转轴(1)相连接，右端穿过基板(10)的中心；主轴(3)上、变速齿轮(4)和基板(10)之间自左至右依次固定安装定向光源(6)、一级透镜(7)和二级透镜(8)； 感光环(9)安装在基板(10)上，且与主轴(3)同心设置;受控转轴(1)转动时带动主轴(3)以及定向光源(6)、一级透镜(7)和二级透镜(8)同步转动，定向光源(6)发出的光经过一级透镜(7)和二级透镜(8)的折射后投射到感光环(9)上的不同部位； 识别电路(11)信号输入端与感光环(9)连接。2.根据权利要求1所述的单光源旋转编码器，其特征在于，主轴(3)上靠近感光环(9)的一端设置有电刷(12)，用于为定向光源(6)供电。3.根据权利要求2所述的单光源旋转编码器，其特征在于，所述定向光源(6)为LED灯。4.根据权利要求3所述的单光源旋转编码器，其特征在于，所述识别电路(11)输出接口为RS485协议。
【专利摘要】本实用新型公开了一种单光源旋转编码器，包括受控转轴(1)、主轴(3)、定向光源(6)、一级透镜(7)、二级透镜(8)、感光环(9)、基板(10)、识别电路(11)和壳体(14)；受控转轴(1)与主轴(3)连接，感光环(9)安装在基板(10)上，且与主轴(3)同心设置；受控转轴(1)转动时，定向光源(6)发出的光经过一级透镜(7)和二级透镜(8)的折射后投射到感光环(9)上的不同部位；识别电路(11)由此测量出角位移的变化，形成脉冲量输出。本实用新型具有体积小、重量轻、价格低、灵敏度高、可靠性强的特点，同时实现了绝对码值测量。
【IPC分类】G01D5/36, G01B11/26
【公开号】CN205138515
【申请号】CN201520832696
【发明人】陈蔚, 朱元彩, 张轶娜, 葛鹏, 王忠生, 肖玉美
【申请人】淮北职业技术学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年10月26日