适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器制造技术

本实用新型专利技术公开了适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器，其包括传感器部分、旋转传输部分、信号处理部分，其中传感器部分包括截面呈圆形且呈直管状的定子、转子、固定设置在转子伸入定子端部的超声波传感器、以及绕着定子的周向均匀分布的多个栅格条，其中转子为被检测轴或者转子与被检测轴同轴固定连接，栅格条和定子侧壁所形成的回波信号之间存在强弱差异，超声波传感器位于多个栅格条形成的超声回波检测区内。本实用新型专利技术由超声波传感器在超声回波检测区内转动并形成强弱不同的回波信号反馈至信号处理部分进行分析处理，从而得出检测结果，同时，即使被检测轴的外径是1mm以下，也是能够实施准确的检测。

【技术实现步骤摘要】
适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器
本技术属于编码器领域，具体涉及一种适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器。
技术介绍
旋转编码器也称为轴编码器，主要是将旋转位置或旋转量转换成电子信号的设备，可以应用在工业控制、机器人技术、专用镜头等。旋转编码器主要分为绝对型编码器和增量型编码器两种，增量型编码器利用检测脉冲的方式计算转速和相对位置，可输出有关旋转运动的信息；绝对型编码器会输出旋转轴的绝对位置，可视为角度传感器。编码器的运行模式一般分为机械式、光学式、电磁式、感应式和电容式等，这类传感器将检测元件和处理电路结合在一起，结构都比较大，一般直径都在15mm以上，在一些结构狭小的领域不能很好的应用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器。为解决以上技术问题，本技术采用如下技术方案：一种适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器，其包括传感器部分、旋转传输部分、信号处理部分，其中旋转传输部分包括驱动被检测轴绕自身轴线方向转动的旋转部、与传感器部分和信号处理部分连通的信息传输部，传感器部分获得的检测信息由信息传输部传递至信号处理部分，信号处理部分进行信号分析以获取测量信息，传感器部分包括截面呈圆形且呈直管状的定子、绕着定子的中心线方向自由转动地设置在定子内部的转子、固定设置在转子伸入定子端部的超声波传感器、以及绕着定子的周向均匀分布的多个栅格条，其中转子为被检测轴或者转子与被检测轴同轴固定连接，栅格条和定子侧壁所形成的回波信号之间存在强弱差异，超声波传感器位于多个栅格条形成的超声回波检测区内。优选地，栅格条嵌设、刻蚀或蒸镀在定子的内壁。当然外壁也行，栅格条设置在内壁的好处是：能够更准确的反射超声回波，提高检测的精准度。根据本技术的一个具体实施和优选方面，在定子内壁形成有刻槽，栅格条形成在刻槽内，且栅格条朝向转子的侧面与定子的内壁面齐平设置。这样一来，十分方便栅格条的成型，而且更准确的实现超声波回波检测，同时更加美观。优选地，栅格条的材质为金属片或者金属丝，定子的材质为塑料，其中栅格条所形成的回波信号强于定子侧壁所形成的回波信号。根据本技术的又一个具体实施和优选方面，定子靠近栅格条的端部闭合设置。定子端部闭合后，可以在定子所形成的超声回波检测区内充满传输介质，如水、盐水混合物等介质，进而保证超声能够顺利的在超声波传感器和栅格条、超声波传感器和定子内壁之间传播。优选地，传感器部分还包括设置在定子和所述转子之间的转动连接件。常用的如轴承。此外，被检测轴为转子，且直径大于或等于0.3mm；定子的内径大于等于0.4mm，定子的外径大于或等于0.5mm。优选地，在转子伸入定子端部的周向侧面上形成有向内凹陷的安装槽，超声波传感器设置在安装槽内。进一步的，安装槽沿着转子长度方向延伸，超声波传感器和对应的栅格条构成一组信息获取单元，定子和所述转子上形成有多组信息获取单元，多个超声波传感器并排在安装槽内，每组栅格条对应且并排在定子内壁上，多组中的一组信息获取单元具有一个栅格条，其他组信息获取单元中相邻两组信息获取单元的两组栅格条相对错位分布。具体的，信息获取单元有三组，三组栅格条并排设置在定子内壁，其中第一排和第二排的栅格条数量相等均为N个，且第一排和第二排的栅格条之间有180°/N的角度偏差，第三排的所述栅格条数量为1个，第三排和第二排的所述栅格条之间也设有180°/N的角度偏差。由于以上技术方案的实施，本技术与现有技术相比具有如下优点：本技术利用超声波传感器与被检测轴的同步转动，由超声波传感器在多个栅格条形成超声回波检测区转动并形成强弱不同的回波信号反馈至信号处理部分进行分析处理，从而得出检测结果，同时，即使被检测轴的外径是1mm以下，也是能够实施准确的检测。附图说明图1为本技术的超声旋转编码器的结构示意图；图2为图1中局部结构放大示意图；图3为图1中超声波传感器处的回波强弱示意放大图；图4为本技术的超声旋转编码器的结构示意图（绝对型编码器）；图5为超声传感器的回波强度值Ai和时间对应信息曲线；图6为根据图5的曲线经过信号处理部分处理分析后的运动曲线；图7为三排刻度获取信息并经过信号处理部分处理分析后的运动曲线；其中：1、传感器部分；10、定子；100、刻槽；11、转子；110、安装槽；12、超声波传感器；13、栅格条；14、转动连接件；15、线缆；2、旋转传输部分；20、旋转部；21、信息传输部；3、信号处理部分。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图与具体实施方式对本技术做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器，其包括传感器部分、/n旋转传输部分、信号处理部分，其中所述旋转传输部分包括驱动被检测轴绕自身轴线方向转动的旋转部、与所述传感器部分和所述信号处理部分连通的信息传输部，所述传感器部分获得的检测信息由所述信息传输部传递至所述信号处理部分，所述信号处理部分进行信号分析以获取测量信息，其特征在于：/n所述传感器部分包括截面呈圆形且呈直管状的定子、绕着所述定子的中心线方向自由转动地设置在所述定子内部的转子、固定设置在所述转子伸入所述定子端部的超声波传感器、以及绕着所述定子的周向均匀分布的多个栅格条，其中所述转子为所述被检测轴或者所述转子与所述被检测轴同轴固定连接，所述栅格条和所述定子侧壁所形成的回波信号之间存在强弱差异，所述超声波传感器位于多个所述栅格条形成的超声回波检测区内。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器，其包括传感器部分、
旋转传输部分、信号处理部分，其中所述旋转传输部分包括驱动被检测轴绕自身轴线方向转动的旋转部、与所述传感器部分和所述信号处理部分连通的信息传输部，所述传感器部分获得的检测信息由所述信息传输部传递至所述信号处理部分，所述信号处理部分进行信号分析以获取测量信息，其特征在于：
所述传感器部分包括截面呈圆形且呈直管状的定子、绕着所述定子的中心线方向自由转动地设置在所述定子内部的转子、固定设置在所述转子伸入所述定子端部的超声波传感器、以及绕着所述定子的周向均匀分布的多个栅格条，其中所述转子为所述被检测轴或者所述转子与所述被检测轴同轴固定连接，所述栅格条和所述定子侧壁所形成的回波信号之间存在强弱差异，所述超声波传感器位于多个所述栅格条形成的超声回波检测区内。


2.根据权利要求1所述的适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器，其特征在于：所述的栅格条嵌设、刻蚀或蒸镀在所述定子的内壁。


3.根据权利要求2所述的适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器，其特征在于：在所述定子内壁形成有刻槽，所述的栅格条形成在所述刻槽内，且所述栅格条朝向所述转子的侧面与所述定子的内壁面齐平设置。


4.根据权利要求3所述的适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器，其特征在于：所述栅格条的材质为金属片或者金属丝，所述定子的材质为塑料，其中所述的栅格条所形成的回波信号强于所述定子侧壁所形成的回波信号。


5.根据权利要求1所述的适用于微型轴旋转测量的超声旋转编码器，其特征在于：所述定子靠近所述栅格条的端部闭合设置，所述的转子内部中空设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志乐，简小华，
申请(专利权)人：苏州希声科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32