码盘支架、光栅组件及光编码器的制作方法

本发明涉及编码器领域，尤其涉及一种码盘支架、光栅组件及光编码器。

背景技术：

光编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这也是目前应用最为广泛的编码器。光编码器是由光栅组件和光电检测装置组成。光栅组件与电机同轴，电机旋转时，光栅组件与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电机的转速。

光栅组件一般包括码盘和用于承载固定该码盘的码盘支架，码盘固定在码盘支架，通过码盘支架固定在电机的转轴上，并随着电机转轴转动。目前的码盘支架都是采用金属材质(例如铝)制成，存在不易加工以及成本较高的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种码盘支架、光栅组件及光编码器，解决现有金属材质的码盘支架存在不易加工，成本较高的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种码盘支架，所述码盘支架用于承载固定反射式码盘，所述码盘支架包括材料为塑料的支架座1和码盘承载板2；所述支架座1中间设有贯穿上、下两端的下第一通孔11，所述码盘承载板2中间设有贯穿顶面和底面的第二通孔21；所述码盘承载板2固定于所述支架座1的下端13且所述第一通孔11和所述第二通孔21相通，所述支架座1和所述码盘承载板2通过所述第一通孔11和所述第二通孔21套设于从电机的后端盖延伸出的电机后轴上，且所述第一通孔11和第二通孔21的孔径与所述电机后轴的直径相适配。

可选地，所述支架座1和码盘承载板2通过注塑一体成型。

可选地，所述码盘承载板2为圆形，所述码盘承载板2的第一直径不大于所述反射式码盘所包括的码盘基片的第二直径。

可选地，所述支架座1的侧壁设置有至少一个贯穿该侧壁的锁定孔12，所述码盘支架还包括锁定件，所述支架座1和所述码盘承载板2通过所述第一通孔11和所述第二通孔21套设于所述电机后轴时，所述锁定孔12与所述电机后轴上相应位置的第二锁定孔对应，所述锁定件穿过所述锁定孔12，将所述支架座1固定于所述电机后轴上。

可选地，所述支架座1的侧壁设置有至少两个所述锁定孔12。

可选地，所述支架座1的侧壁的相同高度位置设有两个所述锁定孔12。

可选地，所述两个锁定孔12中心线之间的夹角大于等于60°，小于等于90°。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种光栅组件，包括反射式码盘3，以及如上所述的码盘支架，所述码盘承载板2的底面上沿所述第二通孔21设置有保护凸起22，所述反射式码盘3中间设有贯穿顶面和底面的第三通孔31，所述反射式码盘3固设于所述码盘承载板2的底面上，且所述保护凸起22的下端穿过所述第三通孔31凸出于所述反射式码盘3，所述第三通孔31与所述第二通孔21相通。

可选地，所述反射式码盘3包括从下往上依次设置的码盘基片32、固设于所述码盘基片32上的反射膜33、以及设置于所述反射膜33上的粘接层34，

为了解决上述问题，本发明还提供了一种光编码器，包括依次穿过所述电机后轴的编码器支架193、电路板193和如上所述的光栅组件191；

所述编码器支架193固定于所述后端盖上，所述电路板193固定于所述编码器支架193上，所述光栅组件191固定于所述后轴上且随所述后轴转动。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种码盘支架、光栅组件及光编码器，码盘支架，码盘支架用于承载固定反射式码盘，码盘支架包括材料为塑料的支架座1和码盘承载板2；支架座1中间设有贯穿上、两端的下第一通孔11，码盘承载板2中间设有贯穿顶面和底面的第二通孔21；码盘承载板2固定于支架座1的下端13且第一通孔11和第二通孔21相通，支架座1和码盘承载板2通过第一通孔11和第二通孔21套设于从电机的后端盖延伸出的电机后轴上，从而将反射式码盘固定在电机后轴上；本发明提供的码盘支架采用塑料制成，相对现有金属材质例如铝制成的码盘支架，成本更低，制作更简单，能在很大程度上提升码盘支架的产品竞争力。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的反射式码盘支架立体图一；

图2为本发明实施例一提供的反射式码盘支架立体图二；

图3为本发明实施例一提供的码盘支架的主视图；

图4为本发明实施例一提供的码盘支架的后视图；

图5为本发明实施例一提供的码盘支架的俯视图；

图6为本发明实施例一提供的码盘支架的仰视图；

图7为本发明实施例一提供的码盘支架的左视图；

图8为本发明实施例一提供的码盘支架的右视图；

图9为本发明实施例二提供的光栅组件立体图一；

图10为本发明实施例二提供的光栅组件立体图二；

图11为本发明实施例二提供的光栅组件的主视图；

图12为本发明实施例二提供的光栅组件的后视图；

图13为本发明实施例二提供的光栅组件的俯视图；

图14为本发明实施例二提供的光栅组件的仰视图；

图15为本发明实施例二提供的光栅组件的左视图；

图16为本发明实施例二提供的光栅组件的右视图；

图17为本发明实施例二提供的另一光栅组件的主视图；

图18为本发明实施例二提供的反射式码盘结构示意图；

图19为本发明实施例二提供的光编码器结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明中一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

针对金属码盘支架存在不易加工，成本较高的问题；本实施例提供了一种塑料材质的码盘支架，由于采用塑料材质，相对采用金属材质，制作更简单，制得的成品精度更高，且成本更低，且能大大提升码盘支架的产品竞争力。为了便于理解，本实施例下面结合图1至图8所示的码盘支架结构进行示例说明。

请参见图1至图8所示，本实施例提供的码盘支架包括材料为塑料的支架座1和码盘承载板2。其中，图1中的箭头a所示方向为从低到高的方向。请参见图1所示，支架座1中间设有贯穿支架座1的上、下两端的下第一通孔11，码盘承载板2中间设有贯穿码盘承载板2顶面和底面的第二通孔21；其中，码盘承载板2固定于支架座1的下端13且第一通孔11和第二通孔21相通，且第一通孔11和第二通孔21的孔径(及直径)与电机后轴的直径相适配。支架座1和码盘承载板2通过第一通孔11和第二通孔21套设于从电机的后端盖延伸出的电机后轴上。

在本实施例的一些实例中，第一通孔11和第二通孔21可为同心孔，且第一通孔11和第二通孔21的孔径可以相同，也可以设置为不同，只要能满足套接在电机后轴上即可。在一些应用场景中，第一通孔11和第二通孔21的孔径可与电机后轴的直径相同。且在本实施例的一些实例中，第一通孔11和第二通孔21的形状可以灵活设定，例如可以设置为圆孔。

在本实施例的一些示例中，码盘支架所包括的支架座1和码盘承载板2可通过注塑一体成型。也即在本示例中，码盘支架为一个整体，整体性好，且可以通过但不限于各种注塑工艺制得，制造方式简单，且制造效率高，成本低。

当然，在本实施例的另一些示例中，码盘支架所包括的支架座1和码盘承载板2也可以不采用一体成型。例如，可以先通过但不限于注塑工艺分别注塑得到支架座1和码盘承载板2，然后将码盘承载板2固定在支架座1的下端。其中固定方式可以通过但不限于螺钉固定、粘接、各种卡扣连接等。

在本实施例中，支架座1的形状可以灵活设定。例如可以设置为但不限于圆柱形。且本实施例中，码盘承载板2的形状也可以灵活设定。例如一些实例中，码盘承载板2可设置为圆形。

另外，应当理解的是，本实施例中的塑料可以包括树脂，在一些示例中，还可包括但不限于增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等辅助添加剂中的至少一种。且本实施例中的树脂可以根据具体需求灵活选择，只要通过该树脂能制得满足码盘支架使用场景对该码盘支架的性能要求即可。而利用塑料制得的码盘支架则至少还具备但不限于以下优点：质轻，化学性稳定，不会锈蚀，耐冲击性好，具有较好的耐磨耗性，绝缘性和抗干扰性好，加工成本低。

在本实施例中，设置码盘承载板2的第一直径不大于(也即小于等于)反射式码盘所包括的码盘基片的第二直径；当然，在一些示例中，也可设置码盘承载板2的第一直径略大于反射式码盘所包括的码盘基片的第二直径。本实施所提供的支架座1既适用于码盘基片直径与码盘承载板2相等的反射式码盘，也适用于码盘基片直径大于码盘承载板2的反射式码盘，还适用于码盘基片直径略小于码盘承载板2的反射式码盘，其通用性好，能更好的满足于各种应用场景，可进一步提升码盘支架的产品竞争力。

本实施例中，码盘支架可通过支架座1固定在电机的电机后轴上。且具体固定方式也可以灵活设置，只要能满足码盘支架随电机后轴同步转动即可。例如，请参见图1至图8所示。支架座1的侧壁设置有至少一个贯穿该侧壁的锁定孔12，码盘支架还包括锁定件(图中未示出)。

其中，支架座1和码盘承载板2通过第一通孔11和第二通孔21套设于电机后轴时，锁定件穿过锁定孔12将支架座1固定于电机后轴上。

在本实施例的一些应用场景中，锁定孔12可以为螺钉孔，锁定件可以为轴位紧定螺钉，可通过轴位紧定螺钉拧入锁定孔12将支架座1固定于电机后轴立面上。

当然，在本实施例的一些应用场中，为了提升支架座1与电机后轴之间固定连接的可靠性和稳定性，支架座1的侧壁可设置有至少两个锁定孔12，且设置多个锁定孔12时，各锁定孔12的类型可以相同，例如可以都为轴位紧定螺钉孔。也可以不同。

支架座1的侧壁上设置的锁定孔12的具体个数可以根据应用场景灵活设定。且当支架座1的侧壁设置的锁定孔12为多个时，所设置的多个锁定孔12可以位于支架座1上相同的高度位置，也可位于不同高度。例如，在一些应用场景中，支架座1的侧壁的相同高度位置设有两个锁定孔12，通过两个锁定孔12和两个对应的锁定件，将支架座1稳固的固定于电机后轴上。其中，两个锁定孔12可以在支架座1相对的两侧对称设置，即两个锁定孔12中心线之间的夹角为180°。当然，在本实施例的另一些应用场景，两个锁定孔12中心线之间的夹角(参见图1中所示的夹角b)可设置于大于等于60°，小于等于90°。

在本实施例的另一些示例中，支架座1的侧壁的相同高度位置也可分布设置三个锁定孔12，通过三个锁定孔12和两个对应的锁定件。两两锁定孔12中心线之间的夹角为120°。

在本实施例的另一些示例中，为便于码盘支架的安装和调试，电机后轴上在安装码盘支架的位置设置台阶，同时为了防止光栅表面(例如反射式码盘表面)与电机后轴上的台阶直接接触造成的反射式码盘损伤等异常情况发生，码盘承载板2的底面上沿第二通孔21还可设置有保护凸起22，而反射式码盘中间设有贯穿顶面和底面的第三通孔。反射式码盘固设于码盘承载板2的底面上，且保护凸起22的下端穿过第三通孔凸出于反射式码盘之外，第三通孔与第二通孔21相通；这样安装时由于保护凸起22的下端凸出于反射式码盘3之外，从而避免反射式码盘与电机后轴上的该台阶直接接触，实现对反射式码盘的机械保护，提升其可靠性。

其中，应当理解的是，保护凸起22可以但不限于与码盘承载板2一体成型，且保护凸起22的形状和高度可以根据具体应用需求灵活设定，只要其能达到上述效果即可。例如，一些应用场景中，保护凸起22可以为与第二通孔21同心设置的圆筒。

应当理解的是，以上示例的几种锁定方式仅仅是便于理解性的说明，并不构成对本发明保护范围的限制。在此基础上，其他能实现将支架座1稳定的固定于电机后轴上的方式也都在本发明的保护范围内。

本实施例所提供的码盘支架采用塑料制成，且结构和固定方式简单，相对现有金属材质例如铝制成的码盘支架，成本更低，制作更简单，能在很大程度上提升码盘支架的产品竞争力。

实施例二：

本实施例提供了一种光栅组件，请参见图9至图17所示，该光栅组件包括反射式码盘3，以及如上实施例所示的码盘支架。其中本实施例提供的码盘支架包括材料为塑料的支架座1和码盘承载板2。其中，图9中的箭头a所示方向为从低到高的方向。请参见图9至图17所示所示，支架座1中间设有贯穿支架座1的上、两端的下第一通孔11，码盘承载板2中间设有贯穿码盘承载板2顶面和底面的第二通孔21；其中，码盘承载板2固定于支架座1的下端13且第一通孔11和第二通孔21相通，第一通孔11和第二通孔21相通的孔径与电机后轴的直径相适配。支架座1和码盘承载板2通过第一通孔11和第二通孔21套设于从电机的后端盖延伸出的电机后轴上，且码盘承载板2的底面上沿第二通孔21设置有保护凸起22。反射式码盘3中间设有贯穿顶面和底面的第三通孔31，反射式码盘3通过第三通孔31穿过保护凸起22固设于码盘承载板2的底面上，且第三通孔31与第二通孔21相通。

其中，反射式码盘3与码盘承载板2的底面固定连接方式也可灵活设定。例如，反射式码盘3的一种示例结构请参见图18所示，反射式码盘3包括从下往上依次设置的码盘基片32、固设于码盘基片32上的反射膜33、以及设置于反射膜33上的粘接层34。其中码盘基片32可以为但不限于玻璃材质基片或胶片，为胶片时可以采用但不限于光绘加工形成相应的码道。反射膜33可以为但不限于铝材质，也即可以采用反射铝膜，且可以通过但不限于蒸镀加工形成。粘接层34可以为但不限于贴纸粘胶或其他粘接层。本实施例中，码盘基片32、反射膜33和粘接层34中间设置有同心的通孔组合构成第三通孔31。

在本实施例的一些实例中，码盘基片32、反射膜33和粘接层34可都为圆环形，且码盘基片32和反射膜33直径可以相等，粘接层34的直径可以小于反射膜33的直径，有效防止胶液溢出，提升产品工艺性。

本实施例还提供了一种光编码器，请参见图19所示，包括按照箭头a所示方向依次穿过电机之电机后轴的编码器支架193、电路板193和如上所示的光栅组件191；编码器支架193固定于电机的后端盖上，电路板193固定于编码器支架193上，光栅组件191固定于后轴上且随后轴转动。本实施例的电机可以为伺服电机，也可以为闭环步进电机，具体可根据需求灵活选择。

本实施例还提供了一种自动化系统，包括电机驱动器和如上所示的伺服电机或闭环步进电机，还可包括与伺服电机或闭环步进电机连接的执行机构。其中伺服电机或闭环步进电机的绕组接头与电机驱动器的绕组接口连接，且连接时，一些应用场景中，电机驱动器上可直接设置与绕组接头相对应的接头，伺服电机或闭环步进电机直接与电机驱动器连接。在另一些实例中，伺服电机或闭环步进电机也可通过转接线与电机驱动器连接。本实施例中的执行机构可包括但不限于用于实现雕刻、医疗器械控制、机械手设备等各领域的执行结构。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。