一种编码器支架、编码器连接结构及编码器的制作方法

本实用新型涉及机电技术领域，尤其是涉及一种编码器支架、编码器连接结构及编码器。

背景技术：

装配精度是指机器装配以后，各工作面间的相对位置和相对运动等参数与规定指标的符合程度。装配精度不仅影响机器或部件的工作性能，而且影响它们的使用寿命。对于某些设备，装配精度更是直接决定了设备能否正常运转。

装配精度主要取决于零件的加工精度，高精度的零件是获得高精度设备的基础。

一般来说，两个部件的配合面面积越大，配合精度越容易受到影响，对于配合精度要求高的设备可能会影响设备的正常工作。如图1至图3所示，现有编码器支架1'通过支架本体11'上的凸台12'与PCB板2'配合，增加凸台12'后，PCB板2'与支架本体11'之间形成了散热空间，有利于PCB板2'的散热，但凸台12'与PCB板2'的配合面的面积较大(参见图3阴影部分)，直接导致接触配合面加工难度较大。为了保证编码器信号的精度，需要提高接触区域整体的平面度及与支架轴心的垂直度，这便增加了实际加工的复杂程度与工作量。而相同加工精度等级下加工面越大，精度则越差。如果加工精度不能满足要求，则在编码器支架1'与PCB板2'的配合过程中，加工面的贴合程度差，会造成漏光或信号错位，从而导致编码器信号异常，无法正常应用。

此外，编码器支架1'与PCB板2'之间采用胶粘固定，存在作业步骤多、时间长，效率低等工程问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种编码器支架、编码器连接结构及编码器，以解决现有技术中存在的编码器支架与PCB板配合面面积大导致的配合精度差的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种编码器支架，包括支架本体、凸台以及凸柱，所述凸台固定设置在所述支架本体上，所述凸柱固定设置在支架本体上、凸台上或固定设置在支架本体与凸台之间；所述凸柱的顶部端面的面积小于所述凸台的顶部端面的面积；所述凸柱的顶部端面形成PCB板的支撑配合面且能使放置在所述支撑配合面上的PCB板与所述支架本体的轴心线相垂直。

可选地，所述支撑配合面的平面度小于0.03mm，且所述编码器支架的中心与所述PCB板的中心的同轴度小于0.02mm。

可选地，所述凸柱的顶部端面为平面。

可选地，所述凸柱的数量为多个，且多个所述凸柱的顶部端面位于一个平面内。

可选地，至少三个所述凸柱均布于所述支架本体的边缘处。

可选地，所述凸柱的顶部端面高于所述凸台的顶部端面，以使所述凸台与所述PCB板之间形成散热间隙。

本实用新型提供的一种编码器连接结构，包括可拆卸连接结构以及上述的一种编码器支架，所述可拆卸连接结构能将放置在所述支撑配合面上的PCB板可拆卸固定在所述编码器支架上。

可选地，所述可拆卸连接结构包括螺母和螺钉，所述螺母固定设置于所述凸柱上，所述PCB板通过旋于所述螺母内的所述螺钉可拆卸连接于所述编码器支架上。

可选地，所述螺母为内嵌螺母。

可选地，所述可拆卸连接结构包括设置于所述编码器支架上的第一扣合部以及设置于所述PCB板上的第二扣合部，所述第一扣合部与所述第二扣合部相扣合，以将所述PCB板可拆卸固定在所述编码器支架上。

本实用新型提供的一种编码器，包括PCB板以及上述的编码器连接结构。

本实用新型提供的一种编码器支架、编码器连接结构及编码器，固定设置在支架本体上、凸台上或支架本体与凸台之间的凸柱的顶部端面的面积小于凸台的顶部端面的面积，凸柱的顶部端面形成的PCB板的支撑配合面能使放置在支撑配合面上的PCB板与支架本体的轴心线相垂直，即通过减小支撑配合面的面积来提高配合精度，保证支撑配合面的平面度及支撑配合面与支架本体轴心的垂直度，使编码器信号传输良好，工作稳定可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是现有技术编码器支架与PCB板的连接结构立体图；

图2是现有技术编码器支架与PCB板连接结构的另一视角的结构示意图；

图3是图1中编码器支架的结构示意图，图中阴影部分为PCB板支撑配合面；

图4是本实用新型一种编码器支架与PCB板连接结构的示意图；

图5是一种编码器支架的立体结构示意图，图中阴影部分为PCB板的支撑配合面；

图6是现有技术编码器的示波器波形图；

图7是现有技术编码器的示波器李萨茹图；

图8是本实用新型一种编码器的示波器波形图；

图9是本实用新型一种编码器的示波器李萨茹图。

图中1'、编码器支架；11'、支架本体；12'、凸台；2'、PCB板；1、编码器支架；11、支架本体；12、凸台；13、凸柱；2、PCB板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图4和图5所示，本实用新型提供了一种编码器支架1，包括支架本体11、凸台12以及凸柱13，凸台12固定设置在支架本体11上，凸柱13固定设置在支架本体11与凸台12之间，即凸柱13固定于支架本体11与凸台12的连接处，且凸柱13的部分结构位于支架本体11上，凸柱13的另一部分结构位于凸台12上；凸柱13的顶部端面的面积小于凸台12的顶部端面的面积；凸柱13的顶部端面形成PCB板2的支撑配合面且能使放置在支撑配合面上的PCB板2与支架本体11的轴心线相垂直。

此外，凸柱13也可直接固定在支架本体11或凸台12上。

固定设置在支架本体11上、凸台12上或支架本体11与凸台12之间的凸柱13的顶部端面的面积小于凸台12的顶部端面的面积，凸柱13的顶部端面形成的PCB板2的支撑配合面能使放置在支撑配合面上的PCB板2与支架本体11的轴心线相垂直，即通过减小支撑配合面的面积来提高配合精度，保证支撑配合面的平面度及支撑配合面与支架本体11轴心的垂直度，使编码器信号传输良好，工作稳定可靠。

作为可选地实施方式，支撑配合面的平面度小于0.03mm，且编码器支架1的中心与PCB板2的中心的同轴度小于0.02mm。

支撑配合面的平面度及编码器支架1的中心与PCB板2的中心的同轴度满足上述要求，编码器的波形图中AD-SIN和AD-COS这两个信号的直流偏量、幅值以及相位差才能控制在允许范围，保证编码器的信号稳定可靠地传输。

作为可选地实施方式，凸柱13的顶部端面为平面。

凸柱13的顶部端面设置为平面，便于加工，支撑配合面配合精度更高、更易掌控。

作为可选地实施方式，凸柱13的数量为多个，且多个凸柱13的顶部端面位于一个平面内。

多个凸柱13的顶部端面位于一个平面内，PCB板2的中心与编码器支架1的中心的同轴度更高，更有利于信号的传输。

作为可选地实施方式，至少三个凸柱13均布于支架本体11的边缘处。

至少三个凸柱13均布于支架本体11的边缘处，与设置在靠近中心处相比，对于PCB板2的支撑更加平稳。

作为可选地实施方式，凸柱13的顶部端面高于凸台12的顶部端面，以使凸台12与PCB板2之间形成散热间隙。

凸柱13的顶部端面高于凸台12的顶部端面，凸台12与PCB板2之间形成散热间隙，增加了PCB板2的散热面积，有利于电子元器件的散热，从而有利于编码器运行在更高的温度环境。

本实用新型提供的一种编码器连接结构，包括可拆卸连接结构以及上述的一种编码器支架1，可拆卸连接结构能将放置在支撑配合面上的PCB板2可拆卸固定在编码器支架1上。

可拆卸连接结构能将放置在支撑配合面上的PCB板2可拆卸固定在编码器支架1上，实现PCB板2的快速拆装，工作效率高。

作为可选地实施方式，可拆卸连接结构包括螺母和螺钉，螺母固定设置于凸柱13上，PCB板2通过旋于螺母内的螺钉可拆卸连接于编码器支架1上。

采用螺母和螺钉的连接方式，采用标准件，成本低，亦能采用现有拆卸工具，方便省力。

作为可选地实施方式，螺母为内嵌螺母。

采用内嵌螺母，简化了编码器支架1的加工工序，与普通螺母连接相比零部位不易丢失，拆装便捷。

作为可选地实施方式，可拆卸连接结构包括设置于编码器支架1上的第一扣合部以及设置于PCB板2上的第二扣合部，第一扣合部与第二扣合部相扣合，以将PCB板2可拆卸固定在编码器支架1上。

采用扣合方式可拆卸连接，较螺母与螺钉连接相比，拆装更加快捷，能进一步提高工作效率。

本实用新型提供的一种编码器，包括PCB板2以及上述的编码器连接结构。

编码器支架1与PCB板2的接触时，接触配合面的平面度及PCB板2与编码器支架1的同轴度如果不在所要求的范围内，则要求的接触面平面度在0.03mm范围内，而且PCB板2的中心与编码器支架1的中心的同轴度在0.02mm的范围内才可以。

在编码器支架1上内嵌螺母，然后用螺钉固定编码器支架1与PCB板2。在编码器支架1与PCB板2PCB配合的凸台12上增加对应数量的凸柱13，凸柱13的数量≥3，凸柱13的高度＞0，凸柱13的顶面配合面积应小于原有编码器支架1与PCB板2配合的面积(即凸台12面积)，凸柱13形状根据编码器支架1与PCB板2配合面的形状来设计，以尽量减少其面积作为首要目标，同时还要满足接触强度及放置平衡的要求。

通过增加凸柱13，减少了编码器支架1与PCB板2配合面的面积，减少支架配合面的加工区域，降低了加工难度，提高了加工精度，同时如附图4所示，凸柱13使凸台12与PCB板2之间产生一定的间隙，形成散热缝，增加了PCB板2的散热面积，使PCB板2上的电子元器件得到更充分有效的散热，减少温升对编码器的使用限制，从而有利于编码器运行在更高的温度环境。

在编码支架连接结构上，将原来的点胶固定方式改为由内嵌螺母和螺钉固定，提高作业效率。

编码器支架1在减小支撑配合面的面积后配合精度提高，保证支撑配合面的平面度及支撑配合面与支架本体11轴心的垂直度，使编码器信号传输正常，工作稳定可靠；采用可拆卸连接结构后，编码器支架1与PCB板2能够实现快速拆装，工作效率大幅度提高。

采用了本实用新型技术方案后编码器的信号性能得到了很大提高，图6和图7为现有技术编码器的波形图，图8和图9为本实用新型编码器的波形图。编码器中用于细分的信号为AD-SIN和AD-COS，这两个信号为最重要的信号。理想状态下这两个信号的直流偏量、幅值相等，相位差在90°；在实际设计及工程技术中，我们应尽量保证实际信号接近理想信号。由下图中的数据分析可知：现有技术下两信号的直流偏量相差2.44％，幅值相差5.29％，相位差为7.2°；而采用本实用新型的技术方案后，直流偏量相差为1.26％，幅值相差为1.32％，相位差为0.5°；可见，采用了本实用新型的技术方案后，编码器信号得到极大改善，极大的提高了编码器的性能。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。