[实用新型]一种大空心轴窄圆环超薄型高精度多圈绝对式光电编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字化测角装置，尤其涉及风电、机器人关节等领域角速度和角位移实时准确地测量用的大空心轴窄圆环超薄型高精度多圈绝对式光电编码器。

背景技术

目前市场上用的较高精度的绝对式光电编码器大多属于实心轴，或虽为空心轴，但内径很小，整体尺寸也不大，没有相对较大的内径窄圆环的现成产品出售。随着风电、机器人等领域迅速拓展，要求轴系的荷载越来越重，因而要求装在转轴上的编码器的内径较大；同时为了运动的灵活性和减轻体积与重量，又要求编码器的外径尽可能小，因此一种大内经窄圆环超薄型多圈空心轴高精度绝对式光电编码器成为急需。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大空心轴窄圆环超薄型高精度多圈绝对式光电编码器，釆用两块10元(每个阵列器件上布置了10个光敏元件)高集成度小尺寸的光敏阵列做绝对式光电编码器各码道的光电转换器件，错开安置，较大地缩小了编码器的径向尺寸；釆用准直LED光源，大幅度减小了密集排列码道间的窜光影响；釆用二次精粗校正，放宽加工及装调允差；采用电子学细分实现高分辨率和高精度；采用电子学累计旋转圈数则可构成多圈绝对式光电编码器，省掉了齿轮传动机构，大大压缩了编码器厚度，提高了可靠性；在与主机(如机器人关节)共用轴承时可实现大内径窄圆环超薄型(如:内径50mm,外径100mm,圆环仅25mm，厚度16mm)多圈空心轴33位(单圈17位，圈数16位)绝对式光电编码器,且内外径选择灵活，适用范围宽。

为实现上述目的本实用新型提供一种大空心轴窄圆环超薄型高精度多圈绝对式光电编码器，包括主轴、轴承、轴套、第一准直LED、第二准直LED、码盘、分划板A、分划板B、光敏阵列A、光敏阵列B、线路板、编码器主体、紧固件及连接件；所述码盘用胶接固联在轴套上；所述编码器主轴、轴承和主体(机壳)与被测物(如机器人关节)主轴、轴承和主体(机壳)共用；所述轴套安装在主轴上，通过顶丝锁紧并随主轴旋转；所述第一准直LED与所述第二准直LED并列安装，并发射出平行光束垂直照射在码盘上；所述编码器主体、第一准直LED、第二准直LED、分划板A、分划板B、光敏阵列A、光敏阵列B、线路板通过支撑结构、紧固件与编码器共用的主体(机座)固连，静止不动。

所述码盘刻制了有16条同心圆环组成的16条码道，各码道由透光和不透光区间相等的扇形组成；码盘中各码道扇形区间大小各不相同，且按格雷码规则布置；所述分划板A与所述分划板B分别由透光的单狭缝(G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8)、差分双狭缝(G9-1、G9-2、G10及其反码)和用于细分码道的多狭缝【G11(0°)、G11(90°)、G11(270°)】组成。

所述第一准直LED、第二准直LED发出的光束经码盘和分划板A、分划板B、调制后进入光敏阵列A、光敏阵列B，并转化成与各码盘透过的光强相对应的电信号。

本实用新型具有径向尺寸小，可方便地构成大内径、窄圆环、超薄型的高精度多圈绝对式光电编码器，且内外径选择灵活，适用范围宽的优点。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型光敏阵列A结构示意图；

图3为本实用新型分划板A图样示意图；

图4为本实用新型分划板B图样示意图；

图5为本实用新型光电编码器信号处理示意框图；

图6为本实用新型码盘码道与光敏阵列A对应关系示意图；

图7为本实用新型码盘码道与光敏阵列B对应关系示意图；

图8为本实用新型光敏阵列A和B错开布示意图；

图9为本实用新型粗码盘平面展开图；

图10为本实用新型细码盘平面展开图。

附图标号：

1、主轴；2、轴套；3、第一准直LED；4、第二准直LED；5、码盘；6、分划板A；7、光敏阵列A；8、分划板B；9、光敏阵列B；10、线路板；11、基座；12、轴承；

具体实施方式