一种光电编码器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种光电编码器，该光电编码器内部包括依次放置的光源、透镜、中心设置有旋转轴的光学盘、设置有固定光栅的标尺和受光元件，其创新点在于：所述光学盘主体为可旋转圆盘，该光学盘的盘基正中央设有中心通孔，所述旋转轴通过该中心通孔与光学盘贯穿连接，盘基上设有光栅透过区，光栅透过区内设有矩形光栅道，矩形光栅道从一端的宽度到另一端的宽度呈线性变化；矩形光栅道的一端与另一端首尾连接，一端的宽度为光栅宽度，呈线性变化的另一端宽度趋向于无限小。本实用新型专利技术可以在不提高制造成本的前提下，除去高次谐波，实现高效、高精度化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及编码器
，尤其涉及一种光电编码器。
技术介绍
光电编码器是检测传动件位移、角加速度的传感器，可实现光——电转换。应用范围较广泛，不仅用于电梯上还用于数控机床、雷达、船舶等，我国市场年需求量约在30万只，其中电梯需用量就达10万只，目前我国生产厂家较少，如长春光学仪器厂、中科院南京天文仪器研究中心等，其中仅有长春光学仪器厂具有工业化生产能力，其他企业生产规模均较少。目前光电编码器市场50％以上用的是进口产品。海安申菱电器制造有限公司生产的已获国家专利的光电编码器，在部件的材料、加工工艺及整体结构诸方面具有独创性，不仅填补了国内空白，而且可替代进口，并同整梯出口。产品抗干扰能力强，性能可靠，价格与进口产品相比比较低廉，因此市场竞争力较强。光电编码器是光、机、电一体化产品，是一种利用光电转换原理检测传动件位移、角速度、角加速度的精密传感器元件。它由转轴系统、圆码盘系统、光电系统组成。一般的，光电编码器组件包括光源、狭缝、动光栅、受光器，各个部件之间装配位置，高度都要绝对准确，如图1所示，现有的光电编码器组件在调试好出厂后没有固定在一起，采用支架设置光源和狭缝，动光栅环绕轴套，受光器和电路板连接，使用者组装光电编码器的分离件，受光器与支架的螺丝固定柱螺纹连接。然而，这样组装出来的产品相对位置会不正确，不能保证光源、狭缝、动光栅以及受光器在一条线上，如动光栅与支架之间的高度，动光栅与受光器之间的高度，动光栅在中心的位置都不准确，要经过重新调试才可使用。例如中国专利(申请号为：200810201951.X)公开了一种光电编码器组件，包括设置有光源、狭缝和螺丝固定柱的支架、动光栅、受光器，受光器上面设置电路板，动光栅中心设置轴套，所述受光器与所述动光栅的轴套采用螺纹连接；所述受光器通过螺丝与所述支架的螺丝固定柱螺纹连接。所述动光栅的位置由设置动光栅和受光器之间并且安装后抽出的塞板确定。所述光电编码器组件通过螺丝固定在电机上。所述光电编码器组件通过螺丝径向固定在电机轴上。该技术方案主要解决的
方向是安装方便、时间快，易操作，成本低，延长使用寿命方面，但是众所周知，简单的通过螺纹螺丝连接，效果并不是太理想，虽然通过将光电编码器组件与电机轴进行了安装方向的匹配，但是实际使用效果并不很优越，因此存在有待改进的问题。中国专利(申请号：200710005925.5)公开了一种光电式编码器(增量编码器或绝对编码器)，其具有相对于形成规定图形(增量图形或模拟随机图形)的标尺、可相对变位的检出器，其中，其具有多个感光系统，其用于将所述图形的应该同时检出的检出范围至少在检出方向上分割，而分别在每个检出区域检出。该技术方案提出了使用多个感光系统的加入，使得能够使用简单的小型光学系统及感光系统对宽的检出范围进行测定。但是该技术方案仍然存在使得内部光学系统增大，且容易对标尺上的污垢产生灵敏。因此，现有的光电编码器组件还是存在与电机的组装工作，普通工作人员不易安装或就根本安装不了，需要专业人员和精密设备才能完成，时间也比较长，成本高。一般采购商不具备在这种条件的，会给使用者带来很大的不方便。由此可见，现有的光电编码器安装时间长，操作难，成本高、性能不够完善成为光电编码器的技术瓶颈。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的光电编码器的安装时间长，操作难，成本高、性能不够完善问题，本技术提供了一种光电编码器。本技术采用的技术方案为：一种光电编码器，该光电编码器内部包括依次放置的光源、透镜、中心设置有旋转轴的光学盘、设置有固定光栅的标尺和受光元件，其创新点在于：所述光学盘主体为可旋转圆盘，该光学盘的盘基正中央设有中心通孔，所述旋转轴通过该中心通孔与光学盘贯穿连接，盘基上设有光栅透过区，光栅透过区内设有矩形光栅道，矩形光栅道从一端的宽度到另一端的宽度呈线性变化；矩形光栅道的一端与另一端首尾连接，一端的宽度为光栅宽度，呈线性变化的另一端宽度趋向于无限小。在此基础上，所述光电编码器还包括光学成像系统，所述光学成像系统设置于标尺和受光元件之间，该光学成像系统包括成像透镜和光圈组合，成像透镜设
置于光圈组合前面。在此基础上，所述光圈组合包括第一光圈和第二光圈，第一光圈和第二光圈上均设置有可移动光圈挡片，所述可移动光圈挡片大小与形状均与光圈大小相匹配；该第一光圈和第二光圈对称分别固定设置在夹缝两侧。在此基础上，所述第一光圈与第二光圈的结构相同，该第一光圈与第二光圈的具体结构为：第一光圈与第二光圈均包括光圈本体和驱动装置，驱动装置安装在光圈本体上，所述光圈本体中心上设置有一透光孔，并设置有与其结合的可移动光圈挡片，该可移动光圈挡片实现透光孔的遮蔽或开启或缩减透光孔径。在此基础上，所述驱动装置为设置有输出轴的马达，该马达的输出轴与光圈本体内的可移动光圈挡片相连接，实现自动带动光圈挡片的运动。在此基础上，还包括若干个感光系统，所述若干个感光系统均与光学成像系统并列配置。在此基础上，所述感光系统设置有3～5个。在此基础上，所述受光元件包括多个光接收元件和遮光部，该遮光部设置于光接收元件上，所述光接收元件均匀排列在同一方向上并用于检测所述光线的明暗，所述遮光部用于遮挡所述光线，控制光线的明暗。在此基础上，所述光接收元件个数为5～10个。在此基础上，所述光接收元件为光电二极管。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：(1)本技术的光电编码器，光学盘主体为可旋转圆盘，该光学盘的盘基正中央设有中心通孔，旋转轴通过该中心通孔与光学盘贯穿连接，可以便于光学盘旋转工作，盘基上设有光栅透过区，光栅透过区内设有矩形光栅道，矩形光栅道从一端的宽度到另一端的宽度呈线性变化；矩形光栅道的一端与另一端首尾连接，一端的宽度为光栅宽度，呈线性变化的另一端宽度趋向于无限小，矩形光栅道的特定排列，可以在不提高制造成本的前提下，除去高次谐波，实现高效、高精度化。(2)本技术的光电编码器，光电编码器还包括光学成像系统，光学成像系统设置于标尺和受光元件之间，有效防止光学系统体积的增大，提高光学编码器的小型化进程，且该光学成像系统包括成像透镜和光圈组合，成像透镜设置
于光圈组合前面，结构简单，安装方便。(3)本技术的光电编码器，光圈组合包括第一光圈和第二光圈，第一光圈和第二光圈上均设置有可移动光圈挡片，可移动光圈挡片大小与形状均与光圈大小相匹配；该第一光圈和第二光圈对称分别固定设置在夹缝两侧，有效提高标度尺上视野的扩大化，且可以维持像的图形或形状。(4)本技术的光电编码器，光圈包括光圈本体和驱动装置，驱动装置安装在光圈本体上，光圈本体中心上设置有一透光孔，并设置有与其结合的可移动光圈挡片，该可移动光圈挡片实现透光孔的遮蔽或开启或缩减透光孔径，有效维持图像清晰度，驱动装置为设置有输出轴的马达，该马达的输出轴与光圈本体内的可移动光圈挡片相连接，实现自动带动光圈挡片的运动，自动化程度提高。(5)本技术的光电编码器，还包括的感光系统均与光学成像系统并列配置，优选设置个数为3～5个，位置排布合理，可以改善信号检测的效率，扩大组装的容许范围。(6)本技术的光电编码器，受光元件包括多个光接收元件和遮光部，该遮光部设置于光接收元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电编码器，该光电编码器(111)内部包括依次放置的光源(1)、透镜(2)、中心设置有旋转轴的光学盘(3)、设置有固定光栅的标尺(4)和受光元件(7)，其特征在于：所述光学盘(3)主体为可旋转圆盘，该光学盘(3)的盘基正中央设有中心通孔(31)，所述旋转轴(32)通过该中心通孔(31)与光学盘(3)贯穿连接，盘基上设有光栅透过区，光栅透过区内设有矩形光栅道(33)，矩形光栅道(33)从一端的宽度到另一端的宽度呈线性变化；矩形光栅道(33)的一端与另一端首尾连接，一端的宽度为光栅宽度，呈线性变化的另一端宽度趋向于无限小。

【技术特征摘要】
1.一种光电编码器，该光电编码器(111)内部包括依次放置的光源(1)、透镜(2)、中心设置有旋转轴的光学盘(3)、设置有固定光栅的标尺(4)和受光元件(7)，其特征在于：所述光学盘(3)主体为可旋转圆盘，该光学盘(3)的盘基正中央设有中心通孔(31)，所述旋转轴(32)通过该中心通孔(31)与光学盘(3)贯穿连接，盘基上设有光栅透过区，光栅透过区内设有矩形光栅道(33)，矩形光栅道(33)从一端的宽度到另一端的宽度呈线性变化；矩形光栅道(33)的一端与另一端首尾连接，一端的宽度为光栅宽度，呈线性变化的另一端宽度趋向于无限小。2.根据权利要求1所述的光电编码器，其特征在于：所述光电编码器(111)还包括光学成像系统，所述光学成像系统设置于标尺(4)和受光元件(7)之间，该光学成像系统包括成像透镜(5)和光圈组合(6)，成像透镜(5)设置于光圈组合(6)前面。3.根据权利要求2所述的光电编码器，其特征在于：所述光圈组合(6)包括第一光圈(61)和第二光圈(62)，第一光圈(61)和第二光圈(62)上均设置有可移动光圈挡片(614)，所述可移动光圈挡片(614)大小与形状均与光圈大小相匹配；该第一光圈(61)和第二光圈(62)对称分别固定设置在夹缝两侧。4.根据权利要求3所述的光电编码器，其特征在于：所述第一光圈(61)与第二光圈(62)的结构相同，该第一光圈(61)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：范小斌，顾建国，仲晓伟，毛剑，
申请(专利权)人：海安县申菱电器制造有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32