一种编码器及机器人关节的制作方法

本申请涉及编码器制造领域，具体而言，涉及一种编码器及机器人关节。

背景技术：

目前相关技术中，对机器人的精度、重量和成本要求越来越高，且工作环境不尽相同。而机器人的精度、重量和成本主要是由智能关节决定。在智能关节中设置有编码器，以确定输入电机的位置信息。由于关节处的空间较小，相关技术中的未能对码盘进行保护，导致码盘容易脏污，使得检测电路板检测不到码盘的位置信息，进而导致机器人出现飞车等故障。

申请人发现相关技术中存在的问题在于：码盘缺少保护。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种编码器，其旨在改善相关技术中的码盘缺少保护的问题。

本申请实施例提供了一种编码器，编码器包括检测电路板、码盘组件和密封件。密封件具有容纳腔，码盘组件容纳于容纳腔内，码盘组件与密封件连接。码盘组件包括码盘，码盘开设有第一通孔，第一通孔的轴线与码盘的轴线重合。第一通孔被用于容纳驱动轴。码盘能够在驱动轴的驱动下相对于密封件转动。检测电路板被配置为读取码盘的刻度数据。

通过设置密封件，在密封件内开设容纳腔，并将码盘组件设置在容纳腔内。密封件对码盘起到了保护作用，避免了码盘脏污。通过在码盘上开设第一通孔，使得驱动轴在第一通孔驱动码盘转动，这样，在一定程度上缩小了驱动轴和码盘占用的空间。编码器占用空间缩小后，就能够安装在智能关节中。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，码盘组件还包括连接筒。连接筒被用于与驱动轴配合，连接筒与密封件可转动地连接。码盘套设于连接筒且能够跟随连接筒转动。通过设置连接筒，避免了码盘直接与驱动轴连接，减小了码盘损坏的可能。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，连接筒包括第一段和第二段，第一段的外径小于第二段。码盘套设于第一段，第二段的靠近码盘的端面支撑码盘。通过设置第一段和第二段，码盘套设于第一段，并且第二段支撑码盘，使得码盘具有较好的稳定性。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，码盘组件还包括固定板，固定板套设于第一段，固定板与第二段连接。码盘被挤压在固定板和第二段之间。通过设置固定板，使得固定板与第二段共同作用，将码盘挤压在固定板和第二段之间，固定板和第二段对码盘起到了保护作用，提升了码盘转动的稳定性，防止码盘与驱动轴相对滑动。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，连接筒包括第三段，第二段连接第一段和第三段。第三段的外周面与密封件上开设的第二通孔的内壁贴合，第二通孔被用于穿过驱动轴。通过设置第三段，使得码盘组件与密封件形成可转动地连接。第三段贴合于第二通孔，也即第三段封堵了第二通孔，进一步避免了码盘的脏污，对码盘具有较好地保护效果。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，第二段的外径大于第三段的外径。通过将第二段的外径设置为大于第三段的外径，当第三段与第二通孔配合时，第二段抵持于密封件的内壁，防止码盘组件脱出密封件。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，码盘的刻度面远离第三段，检测电路板的检测端靠近码盘的刻度面。通过将码盘的刻度面设置为远离第三段，也即将码盘的刻度面设置在远离容易污染的一端，避免码盘出现脏污。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，检测电路板容纳于容纳腔，检测电路板与密封件固定连接。通过将检测电路板同时集成在密封件内，缩小了编码器整体的体积，有利于在关节处的安装。

作为本申请实施例的一种可选技术方案，码盘为反射式光电码盘。通过将码盘设置为反射式光电码盘，利用光反射的原理，能够缩小编码器的体积。

本申请实施例还提供了一种机器人关节，该机器人关节包括驱动装置和上述任一项中的编码器，驱动装置包括驱动轴，驱动轴在第一通孔与码盘组件传动连接。该机器人关节的编码器采用密封件进行了保护，其码盘不易被污染，该机器人关节的位置信息不易丢失。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的编码器在第一视角下的结构示意图；

图2为图1中ⅱ-ⅱ位置的剖视图；

图3为本申请实施例提供的连接筒的整体结构示意图；

图4为本申请实施例提供的码盘组件的整体结构示意图；

图5为本申请实施例提供的密封件的整体结构示意图。

图标：10-编码器；100-检测电路板；110-检测端；120-信号输出端；130-电路板本体；200-码盘组件；210-码盘；220-连接筒；221-第一段；222-第二段；223-第三段；230-固定板；300-密封件；310-第一安装部；311-容纳腔；312-第二通孔；320-第二安装部；321-输出开口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

目前相关技术中，对机器人的精度、重量和成本要求越来越高，且工作环境不尽相同。而机器人的精度、重量和成本主要是由智能关节决定。在智能关节中设置有编码器，以确定输入电机的位置信息。由于关节处的空间较小，相关技术中的未能对码盘进行保护，导致码盘容易脏污，使得检测电路板检测不到码盘的位置信息，进而导致机器人出现飞车等故障。申请人发现相关技术中存在的问题在于：码盘缺少保护。

针对上述情况，申请人在经过大量的理论研究和实际操作的基础上，提出了一种编码器及机器人关节。该编码器将在码盘上开设第一通孔，用于穿设驱动轴，在密封件设置容纳腔容纳码盘组件，在保证编码器体积较小的同时，对码盘进行了保护。该机器人关节的位置信息不易丢失。

实施例

请参照图1，配合参照图2，本实施例提供了一种编码器10，该编码器10包括检测电路板100、码盘组件200和密封件300。密封件300具有容纳腔311，码盘组件200容纳于容纳腔311内，码盘组件200与密封件300连接。码盘组件200包括码盘210，码盘210开设有第一通孔，第一通孔的轴线与码盘210的轴线重合。第一通孔被用于容纳驱动轴。码盘210能够在驱动轴的驱动下相对于密封件300转动。检测电路板100被配置为读取码盘210的刻度数据。

通过设置密封件300，在密封件300内开设容纳腔311，并将码盘组件200设置在容纳腔311内。密封件300对码盘210起到了保护作用，避免了码盘210脏污。通过在码盘210上开设第一通孔，使得驱动轴在第一通孔驱动码盘210转动，这样，在一定程度上缩小了驱动轴和码盘210占用的空间。编码器10占用空间缩小后，就能够安装在智能关节中。

请参照图2，检测电路板100包括电路板本体130、检测端110和信号输出端120，其中，检测端110与电路板本体130电连接，信号输出端120与电路板本体130电连接。检测端110检测码盘210上的刻度数据，并将该刻度数据传输给电路板本体130，电路板本体130将该数据转化为abz高低电平并通过信号输出端120输出。

在一种可选地实施方式中，码盘210直接套设于驱动轴上，驱动轴直接驱动码盘210转动，检测电路板100检测码盘210上的刻度，以确定驱动装置的位置。

在本实施例中，请参照图2，配合参照图3和图4，码盘组件200还包括连接筒220。连接筒220被用于与驱动轴配合，连接筒220与密封件300可转动地连接。码盘210套设于连接筒220且能够跟随连接筒220转动。通过设置连接筒220，避免了码盘210直接与驱动轴连接，减小了码盘210损坏的可能。

请参照图3，配合参照图4，在本实施例中，连接筒220包括第一段221和第二段222，第一段221的外径小于第二段222。码盘210套设于第一段221，第二段222的靠近码盘210的端面支撑码盘210。结合到图3中，码盘210是套设于第一段221的外周面，并且第二段222的上表面用于支撑码盘210。通过设置第一段221和第二段222，码盘210套设于第一段221，并且第二段222支撑码盘210，使得码盘210具有较好的稳定性。

请参照图3，配合参照图5，在本实施例中，连接筒220包括第三段223，第二段222连接第一段221和第三段223。第三段223的外周面与密封件300上开设的第二通孔312的内壁贴合，第二通孔312被用于穿过驱动轴。通过设置第三段223，使得码盘组件200与密封件300形成可转动地连接。第三段223贴合于第二通孔312，也即第三段223封堵了第二通孔312，进一步避免了码盘210的脏污，对码盘210具有较好地保护效果。

在本实施例中，请参照图3，第二段222的外径大于第三段223的外径。通过将第二段222的外径设置为大于第三段223的外径，当第三段223与第二通孔312配合时，第二段222抵持于密封件300的内壁，防止码盘组件200脱出密封件300。在一种可选地实施方式中，第二段222的外径也可以等于或者小于第三段223的外径，此时，码盘210的外径大于第三段223的外径，码盘210的非刻度面抵持于密封件300的内壁，防止码盘组件200脱出密封件300。

请参照图4，码盘组件200还包括固定板230，固定板230套设于第一段221，固定板230与第二段222连接。在本实施例中，固定板230呈圆环状，固定板230的内周面与第一段221的外周面贴合，固定板230、码盘210和第二段222上均开设有位置对应的螺纹孔，固定板230和第二段222在该螺纹孔的位置通过螺钉或者螺栓连接。码盘210被挤压在固定板230和第二段222之间。通过设置固定板230，使得固定板230与第二段222共同作用，将码盘210挤压在固定板230和第二段222之间，固定板230和第二段222对码盘210起到了保护作用，提升了码盘210转动的稳定性，防止码盘210与驱动轴相对滑动。

请参照图4，在本实施例中，码盘210的刻度面远离第三段223，检测电路板100的检测端110靠近码盘210的刻度面。例如，码盘组件200按照图4中的摆放方式摆放时，码盘210的刻度面朝上，远离第三段223。而此时，检测电路板100应当设置在码盘210的刻度面的上方，以便于检测。通过将码盘210的刻度面设置为远离第三段223，也即将码盘210的刻度面设置在远离容易污染的一端，避免码盘210出现脏污。

请参照图5，在本实施例中，密封件300包括第一安装部310和第二安装部320，第一安装部310和第二安装部320一体成型。第一安装部310大致呈圆盘状，第二安装部320大致呈长方体状。第一安装部310和第二安装部320均为中空结构。第一安装部310和第二安装部320的中空部分即为本实施例中的容纳腔311。在第一安装部310上开设有第二通孔312，第二通孔312连通容纳腔311。第二通孔312为圆孔，第二通孔312被用于穿过驱动轴。驱动轴从第二通孔312穿入容纳腔311后，与码盘组件200的第一段221的内壁、第二段222的内壁和第三段223的内壁配合，以驱动码盘组件200转动，带动码盘210转动。第二安装部320被用于安装检测电路板100。检测电路板100容纳于容纳腔311，检测电路板100与第二安装部320固定连接。通过将检测电路板100同时集成在密封件300内，缩小了编码器10整体的体积，有利于在关节处的安装。在第二安装部320上开设有输出开口321，信号输出端120与输出开口321对齐，adz排线在输出开口321与信号输出端120电连接，以传输信号输出端120输出的信号。

需要说明的是，在本实施例中，码盘210为反射式光电码盘210。通过将码盘210设置为反射式光电码盘210，利用光反射的原理，能够缩小编码器10的体积。

本实施例提供了一种编码器10，该编码器10包括检测电路板100、码盘组件200和密封件300。密封件300具有容纳腔311，码盘组件200容纳于容纳腔311内，码盘组件200与密封件300连接。码盘组件200包括码盘210，码盘210开设有第一通孔，第一通孔的轴线与码盘210的轴线重合。第一通孔被用于容纳驱动轴。码盘210能够在驱动轴的驱动下相对于密封件300转动。检测电路板100被配置为读取码盘210的刻度数据。通过设置密封件300，在密封件300内开设容纳腔311，并将码盘组件200设置在容纳腔311内。密封件300对码盘210起到了保护作用，避免了码盘210脏污。通过在码盘210上开设第一通孔，使得驱动轴在第一通孔驱动码盘210转动，这样，在一定程度上缩小了驱动轴和码盘210占用的空间。编码器10占用空间缩小后，就能够安装在智能关节中。

本实施例还提供了一种机器人关节，该机器人关节包括驱动装置和上述的编码器10，驱动装置包括驱动轴，驱动轴在第一通孔与码盘组件200传动连接。该机器人关节的编码器10采用密封件300进行了保护，其码盘210不易被污染，该机器人关节的位置信息不易丢失。

在本实施例中，驱动装置包括中空电机。机器人关节还包括驱动板，驱动板与中空电机电连接。编码器10安装在中空电机的驱动轴上，通过采集码盘210上的刻度信息，将驱动轴的位置信息，转化成高低电平发送到驱动板。驱动板根据位置信息控制中空电机进行下一步的动作。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。