一种光电式旋转编码器的制作方法

本技术涉及编码器，具体涉及一种光电式旋转编码器。

背景技术：

1、光电式旋转编码器中的角位移转换采用了光电扫描原理，读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的，此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口，接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。

2、现有如中国专利文献cn 202404112u公开了一种旋转编码器，包括机架、密封外壳、主轴、套设于主轴外侧的金属光栅盘，以及设于密封外壳内的电路板，主轴与机架之间套设有两轴承，使主轴通过两个轴承转动设置于机架上，其主轴的两端穿过两轴承后是伸出机架外，该金属光栅盘包括动光栅盘、及静光栅盘，动光栅盘是联动设置在主轴的一端上，静光栅盘和电路板都是安装在机架朝向密封外壳的这一侧，通过将密封外壳安装在机架上实现对金属光栅盘和电路板的密封遮罩。

3、从上述旋转编码器的结构可以看出，其仍存有以下问题:1.由于金属光栅盘和电路板都安装在机架外侧增加了安装高度，另外需要再装一个密封外壳保护，使得整个编码器体积做得较大，结构又复杂，制造成本高；2.主轴与轴承之间是存在配合公差，使主轴穿出轴承外的两端在转动时也会产生微小的晃动和偏心，导致动光栅盘在长期使用中会增大运动误差，从而影响产品的运行精度，增加了设备故障率。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术中的金属光栅盘和电路板都安装在机架外侧增加了安装高度，使得整个编码器体积做得较大，安装零部件又多，结构又复杂，增加制造成本的问题，从而提供一种结构紧凑，安装方便，缩小产品体积以及精度高的光电式旋转编码器。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种光电式旋转编码器，包括：

3、外壳，包括下端座和上端盖，和分别相对设置于所述下端座和上端盖的两个中心孔；

4、空芯轴，其两端转动连接于所述下端座和上端盖的两个中心孔；

5、编码盘组件，设置在所述下端座和上端盖之间密封形成的容置空间中，其包括与空芯轴同轴联动的设置于所述容置空间中的动光栅盘，和固定在所述下端座中且分设于所述动光栅盘两侧的静光栅盘和电路板，所述下端座中还设置有位于所述静光栅盘一侧的光电发射器，所述电路板与所述光电发射器电连接，且电路板上对应所述光电发射器设置有光电接收器。

6、上述的光电式旋转编码器中，所述下端座和上端盖的两个中心孔安装有连接所述空芯轴两端的两个轴承结构，所述空芯轴的两端通过两个轴承结构同轴心转动设置于两个中心孔，使所述动光栅盘跟随空芯轴在两个轴承结构之间转动。

7、上述的光电式旋转编码器中，所述下端座的中心孔安装有连接所述空芯轴一端的轴承结构，所述上端盖的中心孔安装有连接所述空芯轴另一端的环形轴封套。

8、上述的光电式旋转编码器中，所述空芯轴外侧固定套设有呈环形状的旋转支座，所述动光栅盘安装在所述旋转支座上。

9、上述的光电式旋转编码器中，所述光电发射器、静光栅盘、动光栅盘和电路板沿空芯轴的轴向依次间隔设置于容置空间中，所述下端座中成型有适合安装所述光电发射器的安装槽，所述静光栅盘对应设置在所述安装槽的开口处。

10、上述的光电式旋转编码器中，所述静光栅盘和动光栅盘分别部分覆盖住所述安装槽，使所述光电发射器的引线脚从静光栅盘和动光栅盘的外侧通过并连接在所述电路板上。

11、上述的光电式旋转编码器中，所述安装槽内设置有紧密包围所述光电发射器的绝缘套。

12、上述的光电式旋转编码器中，所述容置空间包括成型在下端座中且适合容纳所述动光栅盘和电路板的环形凹槽，所述环形凹槽的侧壁上开设有多个定位槽口，所述电路板的外圆周边上成型有匹配插入在多个定位槽孔的多个定位凸起，所述上端盖安装在所述下端座时配合精准定位住所述电路板。

13、上述的光电式旋转编码器中，所述下端座和上端盖分别为金属材料一体结构成型，所述下端座和上端盖之间的圆周侧壁上开设有穿线孔。

14、上述的光电式旋转编码器中，所述空芯轴包括沿其轴向贯穿成型的圆形轴孔或多边形轴孔。

15、本实用新型的技术方案相比现有技术具有以下优点：

16、1.本实用新型提供的光电式旋转编码器中，根据空芯轴的两端转动连接于下端座和上端盖的两个中心孔中，并将光电发射器、静光栅盘、动光栅盘和电路板依次排列安装在容置空间中，空心轴会带动所述动光栅盘同轴旋转，通过电路板上的光电接收器可以感受动光栅盘转动所产生的光变化，最终实现将光信号转换成相应的数字量信号输出的目的。这种设计的好处在于，实现将编码盘组件安装在下端座和上端盖之间形成的容置空间中，通过合理优化结构布局，减少了安装零部件，缩小了产品体积尺寸，简化了安装结构，从而节省成本，采用本技术方案的旋转编码器相比于现有编码器具有精度高、结构紧凑、体积小、安装方便，抗干扰强、经久耐等诸多优点，能够很好适用于电机、数控机械等对于位移、角度、运行速度的测量传感，有利于实现机械的自动化和智能化控制。

17、2.本实用新型提供的光电式旋转编码器中，空芯轴的两端是通过两个轴承结构分别转动设置于下端座和上端盖的两个中心孔，这种结构设置，由于空心轴的两端是通过两个轴承固定，这样可以避免空芯轴两端之间的这部分轴体发生偏心转动现象，根据光栅盘正好是设置在空心轴两端之间的这部分轴体上，从而可以保证空芯轴带动所述动光栅盘旋转起来更加稳定，减小动光栅盘运动误差，有效提高旋转编码器的运行精度。

18、3.本实用新型提供的光电式旋转编码器中，这种光电发射器是通过绝缘套固定在下端座的安装槽中，根据静光栅盘和动光栅盘只是部分覆盖住安装槽，因此，光电发射器的引线脚就可以从静光栅盘和动光栅盘的外侧穿过，并连接在电路板的连接孔中，以实现电路板与光电发射器之间的电连接，这样设计实现光电发射器和电路板在动光栅盘的两侧布置，且不影响到静光栅盘和动光栅盘的安装位置，安装较为方便，配合可靠。

19、4.本实用新型提供的光电式旋转编码器中，通过在下端座的环形凹槽侧壁上开设有多个定位槽口，并对应在外圆周边上成型有多个定位凸起，先将静光栅盘、动光栅盘及空芯轴都按顺序安装到下端座上，然后将线路板安装到下端座的环形凹槽中，通过多个定位凸起对应插入到多个定位槽口中对电路板在环形凹槽中起到定位安装作用，最后再将上端盖装配到下端座，这时的上端盖会精准定位住环形凹槽中的电路板，以限制电路板在上端盖和下端座之间发生位置晃动和偏移，这种安装结构简单，配合固定可靠，提高安装效率。

20、5.本实用新型提供的光电式旋转编码器中，这种空芯轴可以直接跟外部机械设备的连接轴配合使用，根据连接轴具有圆形或矩形等形状结构，所述空芯轴对应可以设计为圆形轴孔或多边形轴孔，只要将对应连接轴匹配插入到空芯轴的轴孔内即可实现安装，安装使用快捷，从而可以实现旋转编码器在机械设备上的快速安装。