专利名称：光电编码器的制作方法
技术领域：
本申请涉及编码器技术领域，特别是涉及一种光电编码器。
背景技术：
光电编码器，是一种通过光电转换将转轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅码盘和光电检测装置组成。 光栅码盘是在一定直径的圆板上等分地开若干个长方形光栅孔。由于光栅码盘与电动机同轴，在电动机旋转时，光栅码盘与电动机同速旋转，通过由发光二极管等电子元件组成的光电检测装置的检测就可以得到脉冲输出信号，通过计算每秒光电编码器输出的脉冲个数就可以知道当前电动机的转速，并且当使用光电编码器进行计数时，还可以通过光电编码器输出的脉冲个数进行计数。使用光电编码器进行计数的精度与光栅码盘上的光栅孔的数量有关，光栅码盘上的光栅孔越多，光电编码器的精度越高。通过对现有技术的研究，发明人发现随着光栅码盘上的光栅孔的增加，相邻光栅孔之间的隔断将越来越小，此时需要光束的大小也越来越小，否则较大的光束可能一次通过几个光栅孔，出现计数不准确，但随着光束的减小，光束的强度也会降低，当降低到无法被光电检测装置识别时，将会导致无法计数的问题。
实用新型内容有鉴于此，本申请实施例提供一种光电编码器，采用双码盘相配合，可以通过增加光栅孔的数量实现提高计数精度，并且可以避免现有光电编码器通过增加光栅孔的数量来提高精度时存在的计数不准确，甚至无法计数的问题。为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下一种光电编码器，包括外壳、第一码盘、第二码盘和转轴，其中所述外壳包括第一外壳和与所述第一外壳相连接的第二外壳，所述第一外壳与第二外壳之间形成内腔；所述第一外壳上设置有贯穿所述第一外壳的第一通孔；所述第二外壳上设置有与第一通孔位置相对的第二通孔；所述第一码盘和第二码盘安装在所述内腔中，且第一外壳、第二外壳、第一码盘和第二码盘同轴；所述第一码盘与外壳相固定，所述第二码盘固定在所述转轴上；所述转轴贯穿所述外壳，且通过轴承与所述外壳可转动连接；所述第一码盘、第二码盘的圆周上均设置有第一光栅，并且第一码盘和第二码盘上的第一光栅的缝宽相同；所述第一码盘、第二码盘上第一光栅中心所在的圆周和第一通孔圆心所在的圆周为同心圆，并且第一光栅中光栅孔的长度大于所述第一通孔的直径。优选地，所述第一外壳设置有贯穿所述第一外壳的第三通孔，并且第三通孔与第一通孔的圆心不在同一个圆周上；所第二外壳上设置有与第三通孔位置相对的第四通孔；所述第一码盘、第二码盘的圆周上均设置有第二光栅，并且第一码盘和第二码盘上的第二光栅的缝宽相同；所述第一码盘、第二码盘上第二光栅中心所在的圆周和第三通孔圆心所在的圆周为同心圆，并且第二光栅中光栅孔的长度大于所述第三通孔的直径。优选地，所述第一光栅和第二光栅的缝宽不同。优选地，所述第一码盘与所述第二外壳相固定，所述转轴贯穿所述第二外壳，并且与所述第二外壳可转动连接。优选地，所述第一外壳嵌装在第二外壳内，或所述第二外壳嵌装在第一外壳内。优选地，所述第一外壳和第二外壳的端面相接触，且第一外壳和第二外壳通过焊接、铆接、螺栓或胶水相固定。优选地，所述第一外壳的端面上设置有环形凹槽，所述第二外壳上设置与所述环形凹槽相对应的环形凸起。优选地，所述第二码盘上的第一光栅和第二光栅沿第二码盘的圆周均勻分布；所述第一码盘上的第一光栅和第二光栅均为弧形光栅。优选地，所述转轴通过轴承与所述第二外壳相连接。优选地，所述第二码盘焊接、铆接或胶水固定在所述转轴上。由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该光电编码器中，在第一外壳上设置有第一通孔，在第二外壳上设置有与第一通孔位置相对的第二通孔，在第一外壳和第二外壳之间设置有第一码盘和第二码盘，并且第二码盘与外壳相固定，第一码盘与转轴相固定。 在第一码盘、第二码盘的圆周上均设置第一光栅，两者的第一光栅的缝宽相同，并且第一光栅中光栅孔的长度大于第一通孔和第二通孔的直径。该光电编码器在使用时，在第一通孔内设置有光电发射装置，在第二通孔内设置有光电接收装置(这里光电发射装置与光电接收装置的位置是可以互换的)，由于第一码盘与外壳相固定，所以当第二码盘转动到光栅孔与第一码盘光栅孔相对时，光电发射装置发出的光会由第一码盘、第二码盘上的光栅孔进入第二通孔，当光栅的孔小于通孔的直径，这时就会有多束光穿过光栅进入第二通孔，不会降低光束的强度，并且能使光电接收装置受光照而开启，而当第二码盘转动到光栅孔与第一码盘上光栅孔之间的隔断相对时，由于第一码盘和第二码盘上第一光栅的缝宽相同，则会将第一通孔和第二通孔之间的光全部遮挡住，能使光电接收装置不受光照而关断，这样设置第二通孔内的光电接收装置通过接收到光的次数就可以进行计数。由于第一码盘和第二码盘上第一光栅的缝宽相同，所以该光电编码器无需考虑第一光栅中光栅孔之间隔断的大小，当第二码盘转动时，均可以实现使光从第一通孔射入第二通孔或者将第一通孔和第二通孔之间完全隔断。即该光电编码器可以通过增加光栅孔的数量实现提高计数精度，并且可以避免现有光电编码器通过增加光栅孔的数量来提高精度时存在的计数不准确，甚至无法计数的问题。
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种光电编码器的爆炸结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。图1为本申请实施例提供的一种光电编码器的爆炸结构示意图。如图1所述，该光电编码器包括外壳、第一码盘4、第二码盘3和转轴5，其中，外壳包括第一外壳1和第二外壳2，第一外壳1和第二外壳2设置有空腔，第一码盘4和第二码盘3位于所述空腔内，并且第一外壳1、第二外壳2、第一码盘4、第二码盘3及转轴5的圆心在一条直线上，即五者同轴，五者圆心所在的直线为轴线。第一外壳1上设置有垂直贯穿第一外壳1的第一通孔11，第二外壳2上设置有位置与第一通孔11相对，且孔径与第一通孔11相同的第二通孔21。第一通孔11和第三通孔 21的位置相对，其作用是分别安装光电发射装置和光电接收装置。另外，在第二外壳2的外壁上还可以设置有多个安装孔23，安装孔23的用于将第二外壳2 (即整个光电编码器)固定在需要的位置。第一外壳1和第二外壳2相固定，在两者之间具有一定的空间，形成一个可以容纳第一码盘4和第二码盘3的空腔。第一外壳1和第二外壳2的固定方式有多种，如第一外壳 1嵌装在第二外壳2内，或者第二外壳2嵌装在第一外壳1内，另外，第一外壳1与第二外壳 2的端面相接触，并且两者之间通过焊接、铆接、螺栓或胶水相固定，并且在两者相接触的端面上，一个端面上可以环形凹槽，另一端面上可以设置有与环形凹槽相匹配的环形凸起。在本申请实施例中，第一外壳1优选嵌装在第二外壳内。第一码盘4、第二码盘3位于第一外壳1和第二外壳2之间的空腔中，如图1所示， 第一码盘4和第二码盘3的圆周上均设置有缝宽相同的第一光栅6，并且第一光栅6中心与轴线之间的距离等于第一通孔11与轴线之间的距离，即第一光栅6的中心(即每一个光栅孔的中心)所在的圆周和第一通孔11圆心所在的圆周为同心圆。第一光栅6的作用是遮挡或开通第一通孔11和第二通孔21之间的光，第一光栅6的长度(即一个光栅孔的长度)要大于第一通孔11的直径。在本申请实施例中，第二码盘上的第一光栅6沿圆周均勻分布，第一码盘4上的第一光栅6可以沿圆周均勻分布，也可以为弧形光栅，并且当第一码盘4上的第一光栅6为弧形光栅时，弧形的长度大于第一通孔11的直径，并且优选地第一码盘4上的第一光栅6可以包括多段弧形光栅。第一码盘4可以固定在第一外壳1上，也可以固定在第二外壳上，并且当第一码盘 4固定后，第一码盘4上的第一光栅6与第一通孔11的位置相对应。在第二外壳2上设置有转轴孔，转轴5 —端伸入第二外壳2内，并且端部与第二码盘3相固定。第二码盘3可以通过焊接或铆接或胶水的方式与转轴5相固定，在本申请实施例中，如图1所示，在第二码盘3上设置有3个固定孔，在转轴5上设置有3个固定柱51，另外，转轴5还包括一个设置有3个固定孔的固定件52，在固定时，固定柱51穿过第二码盘3上的通孔，然后穿过固定件 52上的通孔，就可以将第二码盘3与转轴5相固定，在本申请实施例中，转轴5通过轴承8与第二外壳2相固定本申请实施例提供的该光电编码器，第一码盘4固定在外壳中，并且第一码盘4上的第一光栅6与第一通孔11的位置相对，这样在使用时，可以将外壳固定，通过转轴5带动第二码盘3转动，由于第一码盘4上的第一光栅固定在第一通孔11和第二通孔21之间，使得光束从第一通孔11射向第二通孔21时，会形成光栅，另外由于第一码盘4和第二码盘3 上的第一光栅6的缝宽相同，所以当第二码盘3随转轴5转动到光栅孔与第一码盘4上的光栅孔重合时，就可以使光束射进第二通孔21，而当第二码盘3转动到光栅隔断与第一码盘4上的光栅孔相重合时，就可以将光束全部遮挡。这样就可以实现当第二码盘3转动时， 随着转动，光束就可以间断射进第二通孔21中，根据第一通孔11和第二通孔21之间的光的通断可以进行计数。因此该光电编码器无需考虑第一光栅中光栅孔之间隔断的大小，当第二码盘转动时，均可以实现使光从第一通孔射入第二通孔或者将第一通孔和第二通孔之间完全隔断。 即该光电编码器可以通过增加光栅孔的数量实现提高计数精度，并且可以避免现有光电编码器通过增加光栅孔的数量来提高精度时存在的计数不准确，甚至无法计数的问题。另外，在本申请又一个实施例中，该光电编码器还可以具有两种或两种以上的计数精确度。如图2所示，在第一外壳1上还可以设置有垂直贯穿第一外壳1的第三通孔12，第三通孔圆心与第一外壳1圆心之间的距离和第一通孔11与第一外壳1圆心之间的距离不相等，即第三通孔圆心所在第一外壳1的圆和第一通孔11圆心所在第一外壳1的圆是同心圆，但其直径是不一样的。在第二外壳2上还可以设置有与第三通孔相对的第四通孔22。 第一通孔11和第三通孔21的位置相对，其作用是安装光电发射装置和光电接收装置。第一码盘4和第二码盘3的圆周上还可以设置有第二光栅7，并且第一码盘4和第二码盘3上的第二光栅7的缝宽相同。第二光栅7中心与轴线之间的距离等于第三通孔与轴线之间的距离，即第二光栅7的中心(即每一个光栅孔的中心)所在的圆周和第三通孔圆心所在的圆周为同心圆。第二光栅7的作用是遮挡或开通第三通孔和第四通孔22之间的光，并且第二光栅7中的光栅孔的长度要大于第三通孔和第四通孔22的直径。在本申请实施例中，第二码盘上的第二光栅7沿圆周均勻分布，第一码盘4上的第二光栅7可以沿圆周均勻分布，也可以为弧形光栅，并且当第一码盘4上的第二光栅7为弧形光栅时，弧形的长度大于第三通孔的直径。并且优选地第一码盘4上的第二光栅7可以包括多段弧形光栅。这样，本申请实施例提供的该光电编码器，可以在第一通孔和第二通孔内设置一套光电发射装置和光电接收装置，还可以在第三通孔和第四通孔内再设置一套光电发射装置和光电接收装置。并且由于第二光栅和第一光栅的缝宽不同，所以该光电编码器具有两种不同精度。在本申请其它实施例中，通过增加光栅的数量，光电编码器还可以具有多种不同精度。由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该光电编码器中，在第一外壳上设置有第一通孔，在第二外壳上设置有与第一通孔位置相对的第二通孔，在第一外壳和第二外壳之间设置有第一码盘和第二码盘，并且第二码盘与外壳相固定，第一码盘与转轴相固定。 在第一码盘、第二码盘的圆周上均设置第一光栅，两者的第一光栅的缝宽相同，并且第一光栅中光栅孔的长度大于第一通孔和第二通孔的直径。该光电编码器在使用时，在第一通孔内设置有光电发射装置，在第二通孔内设置有光电接收装置，由于第一码盘与外壳相固定， 所以当第二码盘转动到光栅孔与第一码盘光栅孔相对时，光电发射装置发出的光会由第一码盘、第二码盘上的光栅孔进入第二通孔，当光栅的孔小于通孔的直径，这时就会有多束光穿过光栅进入第二通孔，不会降低光束的强度，能使光电接收装置受光而开启，而当第二码盘转动到光栅孔与第一码盘上光栅孔之间的隔断相对时，由于第一码盘和第二码盘上第一光栅的缝宽相同，则会将第一通孔和第二通孔之间的光全部遮挡住，能使光电接收装置不受光而关断。这样设置第二通孔内的光电接收装置通过接收到光的次数可以进行计数。由于第一码盘和第二码盘上第一光栅的缝宽相同，所以该光电编码器无需考虑第一光栅中光栅孔之间隔断的大小，当第二码盘转动时，均可以实现使光从第一通孔射入第二通孔或者将第一通孔和第二通孔之间完全隔断，即该光电编码器可以通过增加光栅孔的数量实现提高计数精度，并且可以避免现有光电编码器通过增加光栅孔的数量来提高精度时存在的计数不准确，甚至无法计数的问题。以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种光电编码器，其特征在于，包括外壳、第一码盘、第二码盘和转轴，其中所述外壳包括第一外壳和与所述第一外壳相连接的第二外壳，所述第一外壳与第二外壳之间形成内腔；所述第一外壳上设置有贯穿所述第一外壳的第一通孔；所述第二外壳上设置有与第一通孔位置相对的第二通孔；所述第一码盘和第二码盘安装在所述内腔中，且第一外壳、第二外壳、第一码盘和第二码盘同轴；所述第一码盘与外壳相固定，所述第二码盘固定在所述转轴上；所述转轴贯穿所述外壳，且通过轴承与所述外壳可转动连接；所述第一码盘、第二码盘的圆周上均设置有第一光栅，并且第一码盘和第二码盘上的第一光栅的缝宽相同；所述第一码盘、第二码盘上第一光栅中心所在的圆周和第一通孔圆心所在的圆周为同心圆，并且第一光栅中光栅孔的长度大于所述第一通孔的直径。
2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述第一外壳设置有贯穿所述第一外壳的第三通孔，并且第三通孔与第一通孔的圆心不在同一个圆周上；所第二外壳上设置有与第三通孔位置相对的第四通孔；所述第一码盘、第二码盘的圆周上均设置有第二光栅，并且第一码盘和第二码盘上的第二光栅的缝宽相同；所述第一码盘、第二码盘上第二光栅中心所在的圆周和第三通孔圆心所在的圆周为同心圆，并且第二光栅中光栅孔的长度大于所述第三通孔的直径。
3.根据权利要求2所述的编码器，其特征在于，所述第一光栅和第二光栅的缝宽不同。
4.根据权利要求1或2所述的编码器，其特征在于，所述第一码盘与所述第二外壳相固定，所述转轴贯穿所述第二外壳，并且与所述第二外壳可转动连接。
5.根据权利要求1或2所述的编码器，其特征在于，所述第一外壳嵌装在第二外壳内， 或所述第二外壳嵌装在第一外壳内。
6.根据权利要求1或2所述的编码器，其特征在于，所述第一外壳和第二外壳的端面相接触，且第一外壳和第二外壳通过焊接、铆接、螺栓或胶水相固定。
7.根据权利要求6所述的码盘，其特征在于，所述第一外壳的端面上设置有环形凹槽， 所述第二外壳上设置与所述环形凹槽相对应的环形凸起。
8.根据权利要求2所述的编码器，其特征在于，所述第二码盘上的第一光栅和第二光栅沿第二码盘的圆周均勻分布；所述第一码盘上的第一光栅和第二光栅均为弧形光栅。
9.根据权利要求2或3所述的编码器，其特征在于，所述转轴通过轴承与所述第二外壳相连接。
10.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述第二码盘焊接或铆接、螺栓或胶水固定在所述转轴上。
专利摘要本申请公开了一种光电编码器，包括外壳，设置在外壳内的第一码盘、第二码盘，穿过外壳与第二码盘相固定的转轴，其中第一码盘与外壳相固定，第一外壳、第二外壳、第一码盘和第二码盘同轴；在外壳上设置有相对的第一通孔和第二通孔；第一码盘、第二码盘的圆周上均设置有第一光栅，并且两者的第一光栅的缝宽相同；第一光栅中心所在的圆周和第一通孔圆心所在的圆周为同心圆，并且第一光栅中光栅孔的长度大于第一通孔的直径。该光电编码器无需考虑第一光栅中光栅孔之间隔断的大小，均可以实现使光从第一通孔射入第二通孔或者将第一通孔和第二通孔之间完全隔断，既可以通过增加光栅孔的数量来提高计数精度，并且计数准确度也较高。
文档编号G01P3/486GK202126269SQ201120206848
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月17日 优先权日2011年6月17日
发明者谢爱文, 魏伟 申请人:浙江维融电子有限公司