一种直线编码器外壳在热胀冷缩条件下保持直线度的结构的制作方法

本发明涉及传感器的研究领域，特别涉及一种直线编码器外壳在热胀冷缩条件下保持直线度的结构。

背景技术：

高档数控装备的直线编码器依其测量原理分为光栅尺和磁栅尺。其测量精度的保持依赖于其磁栅或光栅的直线度保持，然而无论磁栅还是光栅都是粘连在编码器外壳中，因此外壳直线度的保持在安装及往后的工作运行中对编码器精度都有着重要影响。以往直线编码器只关注了其在安装过程中外壳直线度保持，特别是在自身重力影响下的外壳直线度保持。然而在日后的工作运行中，温度环境的变化，导致外壳材料热胀冷缩，由于编码器各个部位所承受的应力不一致，且没有相应的结构调节，这导致编码器外壳在热胀冷缩条件的形变不是沿着光栅或磁栅所处直线方向，从而使得编码器系统精度下降。以往的直线编码器外壳设计时没有考虑温度环境变化热胀冷缩导致的形变，编码器在使用过程中往往会出现系统精度大幅下降的状况。现在需要一种使直线编码器在热障冷缩条件保持直线度的结构。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便、能使直线编码器在热障冷缩条件保持直线度的结构。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本实施例的一种直线编码器外壳在热胀冷缩条件下保持直线度的结构，包括开设在直线编码器外壳上的孔结构、设置在直线编码器外壳上的直线凹槽、中空圆柱结构、弹性簧片结构、以及紧固结构；所述孔结构的中心位于直线凹槽的槽线上，所述中空圆柱结构穿过直线编码器外壳上的孔结构，并与孔结构相配合，所述弹性簧片结构的平展部分与中空圆柱结构外侧端面相邻，弹性簧片结构外侧朝内折弯贴紧直线编码器外壳，所述紧固结构穿过弹性簧片结构、中空圆柱结构以及孔结构将直线编码器固定在设备上，紧固后弹性簧片结构发生弹性形变，弹性簧片结构平展部分与中空圆柱结构外侧表面相接触。

作为优选的技术方案，所述孔结构两端为弧形结构，中间部分为矩形结构。

作为优选的技术方案，直线编码器的外壳上设有多个孔结构，多个孔结构的位置以外壳中心对称。

作为优选的技术方案，所述中空圆柱结构外侧圆柱面与在直线编码器外壳上的孔结构的矩形部分精密配合，且中空圆柱结构的厚度略大于孔结构的厚度。

作为优选的技术方案，所述直线凹槽的槽线与直线编码器的磁栅或光栅直线方向相平行。

作为优选的技术方案，所述直线凹槽的长度等于直线编码器的外壳长度。

作为优选的技术方案，所述弹性簧片结构中心位置设有一圆形孔，两侧对称，距中心较近的折弯朝外弯曲，距中心较远的折弯朝内弯曲，朝内的折弯最低点低于中间平展的部分，朝内折弯最低点距中间平展部分的垂直高度大于中空圆柱结构与孔结构的厚度差。紧固后弹性簧片结构发生弹性形变，弹性簧片结构平展部分与中空圆柱结构外侧表面相接触。

作为优选的技术方案，所述紧固结构为固定螺钉。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、在本发明的技术方案中，利用紧固结构紧固后，通过弹性簧片压紧固定直线编码器尺壳，同时又保留了直线编码器外壳与紧固螺钉之间相对位移的空间，中空圆柱结构外侧圆柱面与在直线编码器外壳上的孔结构的矩形部分精密配合使得直线编码器外壳在热胀冷缩条件下，只会发生沿磁栅或光栅的直线方向的形变。

2、本发明的结构简单，安装方便，有利于大规模工业化应用。

附图说明

图1为本发明的第一视角的结构示意图；

图2是本发明的第二视角的结构示意图；

图3为本发明的仰视图；

图4为本发明的后视图；

图5为本发明的前视图；

图6为本发明的俯视图；

图7为本发明的剖视图。

附图标号说明：1-孔结构；2-直线凹槽；3-中空圆柱结构；4、弹性簧片结构；5-紧固结构。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1-图7所示，本实施例直线编码器外壳在热胀冷缩条件下保持直线度的结构包括：在直线编码器外壳上的孔结构1、在直线编码器外壳上的直线凹槽2、中空圆柱结构3、弹性簧片结构4、以及紧固结构5；所述在直线编码器外壳上的孔结构1的中心圆心位于在直线编码器外壳上的直线凹槽2的槽线上，中空圆柱结构3穿过在直线编码器外壳上的孔结构1，与在直线编码器外壳上的孔结构1相配合。弹性簧片结构4平展部分与中空圆柱结构3外侧端面相邻，弹性簧片结构4外侧朝内折弯贴紧直线编码器外壳。紧固结构5穿过弹性簧片结构4、中空圆柱结构3和在直线编码器外壳上的孔结构1将直线编码器固定在设备上，紧固后弹性簧片结构4发生弹性形变，弹性簧片结构4平展部分与中空圆柱结构3外侧表面相接触。

进一步，如图4所示，在直线编码器外壳上的孔结构1为两端为弧形结构，中间为矩形直边的结构，矩形直边与磁栅或光栅直线方向相平行，本实施例的孔结构1为两端为圆弧形结构，中间为矩形直边的结构。矩形直边与磁栅或光栅直线方向平行可确保孔结构1与中空圆柱结构3精密配合后，在尺壳热胀冷缩时，其变形方向始终沿着矩形直边，从而保证尺壳在热胀冷缩时的变形方向始终与磁栅或光栅的直线方向一致。两端的圆弧形结构即保证中空圆柱结构3在尺壳热胀冷缩时有足够的空间发生相对移动，且方便加工制造。

进一步，在直线编码器外壳上的直线凹槽2的槽线与磁栅或光栅直线方向相平行，其长度等于直线编码器的外壳长度。直线凹槽2方便在加工制造孔结构1时定位，确保外壳上多个孔结构1的中心都位于与磁栅或光栅直线方向平行的同一条直线上。

进一步，中空圆柱结构3外侧圆柱面与在直线编码器外壳上的孔结构1的矩形直边部分精密配合，且中空圆柱结构3的厚度略大于在直线编码器外壳上的孔结构1的厚度。直线编码器外壳上的孔结构1的数量依据外壳长度而定，孔结构1的位置以外壳中心对称。中空圆柱结构3外侧圆柱面与孔结构1的矩形直边部分精密配合确保在尺壳热胀冷缩时，其变形方向始终沿着矩形直边，从而保证尺壳在热胀冷缩时的变形方向始终与磁栅或光栅的直线方向一致。中空圆柱结构3的厚度略大于孔结构1的厚度用以保证通过紧固结构5(即固定螺钉)固定尺壳时，将不会让固定螺钉直接作用于尺壳，固定死尺壳位置，为热胀冷缩时发生沿磁栅或光栅直线方向的形变保留余地。孔结构1的数量及位置以外壳中心对称使安装后外壳各部位受力均匀，保证直线编码器精度。

进一步，如图3所示，所述弹性簧片结构4的中心位置有一圆形孔，簧片两侧对称，距中心较近的折弯朝外弯曲，距中心较远的折弯朝内弯曲，朝内的折弯最低点低于中间平展的部分，朝内折弯最低点距中间平展部分的垂直高度大于中空圆柱结构与孔结构的厚度差。如图7所示，弹性簧片结构4的形式使得在通过固定螺钉固定中空圆柱结构3和尺壳之后，即可以利用簧片的弹性形变固定尺壳，又不会彻底固定死尺壳位置，为热胀冷缩时发生沿磁栅或光栅直线方向的形变留有余地，避免尺壳发生其他方向的形变。

本具体实施方式能够可使紧固结构5(该紧固结构可选用固定螺钉或其他固定装置)紧固后，通过弹性簧片4压紧固定直线编码器尺壳，同时又保留了直线编码器外壳与紧固结构5之间相对位移的空间，中空圆柱结构3外侧圆柱面与在直线编码器外壳上的孔结构1的矩形部分精密配合使得直线编码器外壳在热胀冷缩条件下，只会发生沿磁栅或光栅的直线方向的形变。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。