专利名称：一种测量无转角轴的平面倾斜角度的光电编码器的制作方法
技术领域：
本发明属于光电测量技术领域中涉及的一种测量没有转角轴的平面倾斜角度的光电编码器。
二、技术背景在科学实验中，在机械加工中或者某些工程建设中，常常需要知道或测出一个没有转角轴的平面与水平面之间倾斜的角度，以便进行调整或者需要取得某些有用的数据进行再工作。例如，一个科学试验平台，在做试验之前要调水平，如果事前知道试验平台倾斜的角度，如何调整水平就会选择适当的办法，或者在科学试验中就需要试验平台要倾斜一定的角度，才能开展科学试验，这就需要对试验平台的平面与水平面之间的倾斜角度进行测量。又如，在机械加工中，需要调整机床的工作台面，才能保证加工精度和质量，一台万能外圆磨床在磨圆锥面时，上工作台面相对于下工作台面，调整至一定倾斜角位置，才能开始工作，对于上工作台面相对于下工作台面的倾斜角度测量，就相当是对无转角轴的平面倾斜角度的测量。在对无转角轴的平面倾斜角的测量设备中，可以查到采用电磁原理设计的设备。因为我们的发明是依据光电测量原理设计的，因此，我们认为与本发明最为接近的已有技术，也应该是采用光电测量原理设计的光电测角设备。
众所周知，采用光电测量原理设计的光电轴角编码器是测量角位移的有代表性的光电传感器，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制开发的光电轴角编码器，如图1所示，包括读数系统、轴系、壳体，读数系统包括接受光电管1、读数系统支架2、螺钉3、狭缝盘4、码盘5、发光管9；轴系包括主轴6、主轴套7、轴承8；壳体包括法兰10、圆柱形外壳11。
该光电轴角编码器以主轴6为对称轴装配，码盘5固定在主轴6上，随主轴6转动，狭缝盘4与码盘5相对平行，留有一定间隙安装，狭缝盘4相对主轴6不动，当主轴6带动码盘5旋转时，在码盘5和狭缝盘4的透光区，有高电平输出，记录着主轴6转动的角位移，因为被测件的轴与编码器的主轴同轴线刚性固定，因此，编码器主轴转动的角位移就是被测件转动的角位移。
该光电轴角编码器是以主轴的转动角位移来测量被测件的角位移。它不能测量无转角轴的平面倾斜角度，它的壳体是圆柱形外壳，与无转角轴的平面连接也很困难，就是想办法也很难达到测量无转角轴的平面倾斜角的目的。
发明内容
为了克服已有技术光电轴角编码器不能测量无转角轴的平面倾斜角的问题，本发明的目的在于采用光电测量原理，设计出一种新的光电测角设备，解决测量无转角轴的平面倾斜角问题。
本发明要解决的技术问题是提供一种测量无转角轴的平面倾斜角的光电编码器。解决技术问题的技术方案如图2和图3所示包括读数系统、轴系、壳体；读数系统包括接收光电元件12、狭缝盘13、码盘压母16、码盘垫圈17、码盘19、发光管22、读数系统支架24；轴系包括轴承压母14、轴承15、螺钉20、主轴21、主轴配重23；壳体包括方形机壳18、螺钉25、接口连接孔26。
在方形机壳18底座的四角处开有接口连接孔26，用于与被测无转角轴平面的连接，在方形机壳18左、右两侧的侧壁上，在同一水平的高度上，前、后位置也相同的部位上，设有主轴连接孔，主轴21的两端通过轴承15与方形机壳18左、右两侧壁上的主轴连接孔连接，由套在主轴21上的轴承压母14压住轴承15，轴承压母14与主轴21之间是螺纹配合，主轴21的轴线与方形机壳18的底座面平行。在主轴21的台肩左侧与主轴21同轴线套装固连装有码盘19，套在主轴21上在码盘19左侧装有码盘垫圈17，用套装在主轴21上的码盘压母16压住；在码盘19的左侧与码盘19同轴平行套装，两者之间留有一定的间隙装有狭缝盘13，狭缝盘13的边缘与读数系统支架24的凹槽内面固连，读数系统支架24通过螺钉25与方形机壳18固连。在狭缝盘13一侧的读数系统支架24的左面上固连装有接收光电元件12，在码盘19一侧的读数系统支架24的右面上固连装有发光管22，发光管22的发光口径与接收光电元件12的接收口径对准，以保证发光管22发出的光信号通过码盘19和狭缝盘13的透光区时被接收光电元件12接收。在主轴21的台肩右侧的主轴上，固连装有配重23，配重23总是铅垂指向地心，在配重23的作用下，主轴21和与主轴21固连的码盘19均不转动。
工作原理说明该光电编码器通过方形机壳18底座四角处的接口连接孔26，与被测的无转角轴平面连接，主轴21与底座面平行，主轴21与方形机壳18之间是以轴承方式连接，两者之间可以转动，与主轴21固连的配重23总是指向地心，在配重23的作用下，主轴21连同与其固连的码盘19都不转动，因此，该光电编码器的方形机壳18带动狭缝盘13相对于主轴21和码盘19转动的角位移就代表被测无转角轴平面倾斜角度。
本发明的积极效果能够测量无转角轴的平面倾斜角度的问题，使得光电轴角编码器不能解决的问题，由本发明的光电编码器得以解决。
四
图1是已有技术光电轴角编码器的结构示意图，图2是本发明的结构示意图，图3是本发明的方形机壳底座四角处的接口连接孔的分布示意图。
五具体实施例方式本发明按图2所示的结构实施，方形机壳18，读数系统支架24的材质选用铝合金2A12，主轴21的材质选用45#钢，配重23的材质选用铸铁，其重量不小于主轴21与码盘19的重量和，码盘19和狭缝盘13的基底选用K9光学玻璃，镀铬，码道和狭缝的布局与输出的位数有关，接收光电元件12选用BPW17N，发光管22选用TSIP4401。
权利要求
一种测量无转角轴的平面倾斜角度的光电编码器，包括读数系统、轴系、壳体，其特征在于在方形机壳(18)底座的四角处开有接口连接孔(26)，在方形机壳(18)左、右两侧的侧壁上，在同一水平高度上，前、后位置也相同的部位上，设有主轴连接孔，主轴(21)的两端通过轴承(15)与方形机壳(18)左、右两侧壁上的主轴连接孔连接，由套在主轴(21)上的轴承压母(14)压住轴承(15)，轴承压母(14)与主轴(21)之间是螺纹配合，主轴(21)的轴线与方形机壳(18)的底座面平行，在主轴(21)的台肩左侧与主轴(21)同轴套装固连装有码盘(19)，在码盘(19)左侧套装在主轴(21)上有码盘垫圈(17)，用套装在主轴(21)上的码盘压母(16)压住，在码盘(19)的左侧与码盘(19)同轴平行套装，两者之间留有一定的间隙装有狭缝盘(13)，狭缝盘(13)的边缘与读数系统支架(24)的凹槽内面固连，读数系统支架(24)通过螺钉(25)与方形机壳(18)固连；在狭缝盘(13)一侧的读数系统支架(24)的左面上固连装有接收光电元件(12)，在码盘(19)一侧的读数系统支架(24)的右面上固连装有发光管(22)，发光管(22)的发光口径与接收光电元件(12)的接受口径对准；在主轴(21)的台肩右侧的主轴上，固连装有配重(23)，配重(23)总是铅垂指向地心，配重(23)使主轴(21)和与主轴(21)固连的码盘(19)均不转动。
全文摘要
一种测量无转角轴的平面倾斜角度的光电编码器，属于光电测量技术领域中涉及的一种光电设备，本发明要解决的技术问题是提供一种测量无转角轴的平面倾斜角度的光电编码器，解决的技术方案是本发明包括读数系统，轴系和壳体。在主轴台肩的左侧与主轴同轴套装有码盘和狭缝盘，码盘与主轴固连随主轴转动，狭缝盘通过读数系统支架与壳体固连，随壳体转动，在码盘一侧装有发光管，在狭缝盘一侧装有接收光电管，两者的通光口径对齐。在主轴台肩右侧的主轴上，与主轴固连装有配重，配重总是铅垂指向地心，在配重的作用下，主轴和与其固连的码盘均不转动。壳体带动狭缝盘转动的角位移代表被测无转角轴的平面倾斜角度。
文档编号G01C9/06GK1542408SQ03136000
公开日2004年11月3日 申请日期2003年9月27日 优先权日2003年9月27日
发明者赵志巍, 何金其, 于萍 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 中国科学院长春光学精密机械与物理研