一种柱状码盘接触式轴角多圈编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种柱状码盘接触式轴角多圈编码器。它包括总线板、机架、总线束、高位柱状码盘、减速齿轮组、低位柱状码盘、PCB板支架、电刷；高位柱状码盘和低位柱状码盘的轴通过轴承连接在机架上；高位柱状码盘的输入轴与低位柱状码盘的输入轴通过两级啮合的减速齿轮组相连接；机架上高位区、低位区各装有两个PCB板支架，每个PCB板支架上装有一排L形片状金属电刷，两排L形片状金属电刷的触头面对面安装，搭接在柱状码盘上，一排多个L形片状金属电刷能够调节其搭接点位于同一条直线上。该接触式轴角多圈编码器，码盘精度高，弹性电刷刷头在同一条直线上，高位码盘和低位码盘之间齿轮连接回差小，转向相同，提高了编码器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种柱状码盘接触式轴角多圈编码器
本专利技术属于传感器
，涉及一种多圈编码器，尤其涉及一种柱状码盘接触式轴角多圈编码器。
技术介绍
编码器是一种用于测量物体的机械位移(角位移或直线位移)的传感器，它可将物体的机械运动信号或数据进行编制，转换为可用以通讯、传输和存储的电脉冲信号或数据串。许多伺服电机均需配备有编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出。柱状码盘式编码器可通过码盘将待测物体的角位移转换成电信号。柱状码盘接触式编码器采用电刷输出，以电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”。多圈绝对式编码器运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮，多组码盘)，在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。目前，在特殊场合使用的柱状码盘轴角接触式多圈编码器，体积小，重量轻，低位码盘128码，配合高位码盘有连续64圈，共计8192个码值的量程；工作时，低位码盘和高位码盘的转动方向是相反的方向转动，调试困难。现有的柱状码盘接触式绝对编码器信号采集装置，包括编码鼓轮(亦称码盘)和电刷(铂铱丝制成的刷丝或刷头)，电刷的刷丝或刷头接点搭接在编码鼓轮上；所述的编码鼓轮为圆柱体，中心有轴，为多片编码片叠合而成；圆柱体表面为光滑表面，在圆柱体的外壁工作区上有按照编码规律排布的导电部分和非导电部分；所述的圆柱体表面有“V”形槽，“V”形槽分布在圆柱体的外壁上，每一条“V”形槽首尾相接，“V”形槽的位置与刷丝间隔的接点位置相对应。上述编码鼓轮采用叠片法(多片编码片叠合的方法)制造而成的接触式绝对编码器，在使用过程中(进行信号采集时)产生的错码多；而且，其两组电刷刷头分别位于鼓轮的侧面，相差180°排布在鼓轮的侧面位置上，使用过程中误差大。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种调试简单、错码少、误差小的柱状码盘接触式轴角多圈编码器，以解决现有多圈编码器调试困难以及使用过程中误码的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术一种柱状码盘接触式轴角多圈编码器，它包括机架、总线板、总线束、高位柱状码轮(高位柱状编码鼓轮)、减速齿轮组、低位柱状码轮(低位柱状编码鼓轮)、高位区两个PCB板支架及固定在其上的两排电刷、低位区两个PCB板支架及固定在其上的两排电刷；每个PCB板支架上设有可接收柱状码盘上的编码信号，并将编码信号转换成角度位移电信号的电路板及编码器芯片；每个电路板通过电信号线与编码器总线连接；机架一端连接有总线板，编码器总线通过总线板转接总线束；所述的高位柱状码轮包括高位柱状码盘及其码盘轴；所述的低位柱状码轮包括低位柱状码盘及其码盘轴；在高位柱状码盘和低位柱状码盘的中心两端均有码盘轴，其中，靠里侧一端为输入轴，靠外侧一端为输出轴；高位柱状码盘及其输入轴、输出轴为一体结构；低位柱状码盘及其输入轴、输出轴为一体结构；在高位柱状码盘和低位柱状码盘表面均设有按二进制格雷码编码规律雕琢的导电体部分，其余部分为填充绝缘物的绝缘体部分；高位区PCB板支架上两排电刷的刷头(触头、接触导电头)分别搭接在高位柱状码盘上的导电体部分和绝缘体部分；低位区PCB板支架上两排电刷的刷头(触头、接触导电头)分别搭接在低位柱状码盘上的导电体部分和绝缘体部分；高位柱状码盘和低位柱状码盘的码盘轴通过轴承连接在机架上；在高位柱状码盘和低位柱状码盘之间的机架上安装有减速齿轮组，高位柱状码盘的输入轴通过减速齿轮组与低位柱状码盘的输入轴相连接；低位柱状码盘的输入轴与驱动电机连接；低位柱状码盘的输出轴穿出机架，露在机架外面，可与待测物体连接；减速齿轮组的齿轮采用了两次啮合，经过两次反方向后，高位柱状码盘的输入轴转向与低位柱状码盘的输入轴转向为同方向。进一步地，高位区两个PCB板支架，同向相对设置在高位柱状码盘的外部两侧；这两个PCB板支架固定安装在机架上高位区；每个PCB板支架上各设有一排(一组)L形片状金属电刷，这两排L形片状金属电刷同向相对设置(面对面)，交错排列；每个L形片状金属电刷，其尾端固定在高位区的PCB板支架上，其前端设有L形刷头即弯钩形触头(接触导电头)；这两排L形片状金属电刷的弯钩形触头分别搭接在高位柱状码盘上的金属导电体部分和非金属绝缘体部分；低位区两个PCB板支架，同向相对设置在低位柱状码盘的外部两侧；这两个PCB板支架固定安装在机架上低位区；每个PCB板支架上各设有一排(一组)L形片状金属电刷，这两排L形片状金属电刷同向相对设置(面对面)，交错排列；每个L形片状金属电刷，其尾端固定在低位区的PCB板支架上，其前端设有L形刷头即弯钩形触头(接触导电头)；这两排L形片状金属电刷的弯钩形触头分别搭接在低位柱状码盘上的金属导电体部分和非金属绝缘体部分；进一步地，所述的L形片状金属电刷有弹性，它包括：L形刷头、刷臂和固定燕尾；固定燕尾处有U形凹槽；L形刷头通过刷臂与固定燕尾连接并构成一体；L形刷头为并排的两根，每根L形刷头的前端有一个弯钩形触头(接触导电头)；每个L形片状金属电刷有两个弯钩形触头(两个L形刷头，两个与码盘表面接触的接触点)；L形片状金属电刷的固定燕尾通过将螺丝插入固定燕尾的U形凹槽和电刷固定孔中并拧紧，固定在PCB板支架上。进一步地，在高位区和低位区的每一排多个L形片状金属电刷的前端L形刷头与柱状码盘的搭接点同一条直线上(可通过调节固定燕尾处的螺丝调节至位于同一条直线上)。进一步地，所述的PCB板支架包括：支架固定孔和电刷固定孔；PCB板支架为台阶状，在低阶的平面上设有支架固定孔，在高阶的平面上设有电刷固定孔。进一步地，PCB板支架通过支架固定孔(用螺丝)固定连接在机架上；L形片状金属电刷的固定燕尾通过电刷固定孔用螺丝固定在PCB板支架上(亦即，通过将螺丝插入的L形片状金属电刷的固定燕尾的U形凹槽和PCB板支架上的电刷固定孔中并拧紧，可将L形片状金属电刷固定在PCB板支架上)。进一步地，所述的减速齿轮组包括：低位轴齿轮、过渡齿轮和高位齿轮；在低位轴齿轮与高位齿轮之间设有过渡齿轮；低位轴齿轮与过渡齿轮啮合，过渡齿轮与高位齿轮啮合，低位轴齿轮通过过渡齿轮与高位齿轮连接。进一步地，所述的减速齿轮组的总速比为64:1。进一步地，低位轴齿轮的轴与低位柱状码盘的输入轴(即低位柱状码轮的码盘轴)通过连接件固定连接，并位于同一轴线上；高位齿轮的轴与高位柱状码盘的输入轴(即高位柱状码轮的码盘轴)通过连接件固定连接，并位于同一轴线上。进一步地，高位柱状码盘和低位柱状码盘的高度不同。本专利技术的有益效果：由于采用了上述技术方案，该接触式多圈编码器，柱状码盘上搭接L形金属刷头，刷头固定在PCB板的支架上，高位码盘、低位码盘之间有总速比64:1的齿轮连接。低位柱状码盘的输入轴转动，带动低位码盘转动，通过两级减速齿轮后，高位轴作速差1/64的相同方向转动。低位码盘、高位码盘上搭接的两组片状金属弹性刷头，分别滑动接触到了码盘上的金属导电体部分和非金属绝缘体部分，形成了与低位码盘、高位码盘上的格雷码相对应的按格雷码输出的电信号。连接齿轮组(即减速齿轮组)的齿轮采用了两次啮合，经过两次反方向后，高位柱状码盘的输入轴转向与低位柱状码盘的输入轴转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱状码盘接触式轴角多圈编码器，其特征在于，它包括机架、总线板、总线束、高位柱状码轮、减速齿轮组、低位柱状码轮、高位区两个PCB板支架及固定在其上的两排电刷、低位区两个PCB板支架及固定在其上的两排电刷；每个PCB板支架上设有可接收柱状码盘上的编码信号，并将编码信号转换成角度位移电信号的电路板及编码器芯片；每个电路板通过电信号线与编码器总线连接；机架一端连接有总线板，编码器总线通过总线板转接总线束；所述的高位柱状码轮包括高位柱状码盘及其码盘轴；所述的低位柱状码轮包括低位柱状码盘及其码盘轴；在高位柱状码盘和低位柱状码盘的中心两端均有码盘轴，其中，靠里侧一端为输入轴，靠外侧一端为输出轴；高位柱状码盘及其输入轴、输出轴为一体结构；低位柱状码盘及其输入轴、输出轴为一体结构；在高位柱状码盘和低位柱状码盘表面均设有按二进制格雷码编码规律雕琢的导电体部分，其余部分为填充绝缘物的绝缘体部分；高位区PCB板支架上两排电刷的触头分别搭接在高位柱状码盘上的导电体部分和绝缘体部分；低位区PCB板支架上两排电刷的触头分别搭接在低位柱状码盘上的导电体部分和绝缘体部分；高位柱状码盘和低位柱状码盘的码盘轴通过轴承连接在机架上；在高位柱状码盘和低位柱状码盘之间的机架上安装有减速齿轮组，高位柱状码盘的输入轴通过减速齿轮组与低位柱状码盘的输入轴相连接；低位柱状码盘的输入轴与驱动电机连接；低位柱状码盘的输出轴穿出机架，露在机架外面，可与待测物体连接；减速齿轮组的齿轮采用了两次啮合，经过两次反方向后，高位柱状码盘的输入轴转向与低位柱状码盘的输入轴转向为同方向。...

【技术特征摘要】
1.一种柱状码盘接触式轴角多圈编码器，其特征在于，它包括机架、总线板、总线束、高位柱状码轮、减速齿轮组、低位柱状码轮、高位区两个PCB板支架及固定在其上的两排电刷、低位区两个PCB板支架及固定在其上的两排电刷；每个PCB板支架上设有可接收柱状码盘上的编码信号，并将编码信号转换成角度位移电信号的电路板及编码器芯片；每个电路板通过电信号线与编码器总线连接；机架一端连接有总线板，编码器总线通过总线板转接总线束；所述的高位柱状码轮包括高位柱状码盘及其码盘轴；所述的低位柱状码轮包括低位柱状码盘及其码盘轴；在高位柱状码盘和低位柱状码盘的中心两端均有码盘轴，其中，靠里侧一端为输入轴，靠外侧一端为输出轴；高位柱状码盘及其输入轴、输出轴为一体结构；低位柱状码盘及其输入轴、输出轴为一体结构；在高位柱状码盘和低位柱状码盘表面均设有按二进制格雷码编码规律雕琢的导电体部分，其余部分为填充绝缘物的绝缘体部分；高位区PCB板支架上两排电刷的触头分别搭接在高位柱状码盘上的导电体部分和绝缘体部分；低位区PCB板支架上两排电刷的触头分别搭接在低位柱状码盘上的导电体部分和绝缘体部分；高位柱状码盘和低位柱状码盘的码盘轴通过轴承连接在机架上；在高位柱状码盘和低位柱状码盘之间的机架上安装有减速齿轮组，高位柱状码盘的输入轴通过减速齿轮组与低位柱状码盘的输入轴相连接；低位柱状码盘的输入轴与驱动电机连接；低位柱状码盘的输出轴穿出机架，露在机架外面，可与待测物体连接；减速齿轮组的齿轮采用了两次啮合，经过两次反方向后，高位柱状码盘的输入轴转向与低位柱状码盘的输入轴转向为同方向。2.如权利要求1所述的柱状码盘接触式轴角多圈编码器，其特征在于，高位区两个PCB板支架，同向相对设置在高位柱状码盘的外部两侧；这两个PCB板支架固定安装在机架上高位区；每个PCB板支架上各设有一排L形片状金属电刷，这两排L形片状金属电刷同向相对设置，交错排列；每个L形片状金属电刷，其尾端固定在高位区的PCB板支架上，其前端有设有L形刷头即弯钩形触头；这两排L形片状金属电刷的弯钩形触头分别搭接在高位柱状码盘上的金属导电体部分和非金属绝缘体部分；低位区两个PCB板支架，同向相对设置在低位柱状码盘的外部两侧；这两个PCB板支架固定安...

【专利技术属性】
技术研发人员：李科勇，
申请(专利权)人：上海群旭电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31