[实用新型]单栅等距机械式编码器

说明书

本实用新型涉及一种单栅等距机械式编码器，特别是指一种可提高解析转轮转动方向与转动角度大小的机械式编码器。

目前常用的机械编码器如图1所示，主要包括有转轮01、簧片02～04等部分；如图2所示，转轮01正面由外至内设有两个栅环012、013及环心014，并依序与簧片02～04接触；簧片04并连着电源。当转轮01转动时，理想中的簧片02、03可输出不同电压变化的讯号(如图3所示波形2A、3A)，来达到编码目的。但其实际使用时有下列缺点：(1)两栅环012、013必需间隔一定位置差距才能取得编码讯号，如此将造成占用太多空间并造成输出的讯号组数降低。(2)由于两簧片02、03与轴心距离不同，当转轮01转动时，簧片02、03将与转轮01有不同的相对移动速度，使簧片02、03输出不同的接触弹跳(Bounce)现象的波形2B、3B；因此连接编码器输出端的弹跳消除电路(Debuoncer)在生产时必需分别调整之，十分不便；或者可以通过改变栅环大小比例的方式，来压缩改变弹跳波形与正常波形的比例，但这样将会使原来不高的解析度更为降低。

本实用新型的主要目的是提供一种可提高解析转轮转动方向与转动角度大小的机械式编码器。

本实用新型的另一目的是提供一种输出端所连接的弹跳去除电路在生产时可方便调整的机械式编码器。

本实用新型是这样实现的：包括有转轮、多个支簧片，其特征在于：其中转轮的单面设有环绕转轮轴心且呈条状的栅环，并与各簧片接触；栅环上设有导电性能不同的传导部与绝缘部，在栅环各簧片接触点与转轮轴心等距。当转轮得到电力并且转动时，簧片可输出不同电压变化的讯号，而后级电路可从讯号输出的顺序判断出转轮的转动方向，可由讯号输出个数判断出转轮转动角度的大小，可提高输出信号组数，使微小角度的转动被监测出，达到高解析度的目的。

其中转轮上的栅环也可采用直条，但与轴心成一角度。

本实用新型的特点是：可以达到提高解析转轮转动方向与转动角度大小以及生产时可以方便调整的功效。

下面结合附图介绍本实用新型的详细构造、应用原理、作用与功效。

图1是目前常用的机械式编码器的分解图。

图2是目前常用的机械式编码器的转轮、簧片配合图。

图3是目前常用的机械式编码器的簧片输出的讯号波形图。

图4是本实用新型的分解图。

图5-图8是本实用新型的动作示意图。

图9是本实用新型的另一转轮的前视图。

图10是本实用新型使用示意图。

参见图4-图8，本实用新型主要是由转轮1、簧片组4、底座5、一组夹板6、固定座7等构件组成的，其中：转轮1从外向内设有环绕轴心的栅环11、环心12，其中栅环11是由具有不同导电性能且呈间隔设置的传导部111、绝缘部112构成。传导部111的导电性是大于绝缘部112，且在转轮1的轴心连接转轴2的一端，转轴2的另一端是连接滚轮3，再设置于底座5上。

两夹板6是固设于固定座7上，且中间有一间距恰可容纳转轮1转动；夹板6上并设有簧片组4，本实用新型的实施例中有三支簧片40、41、42，其中两个相对且等长的簧片41、42分别接触两个栅环11，另一簧片40则接触环心12。

当转轮1得到由簧片40传输的电力并且转动时，簧片41、42分别不断依序接触于栅环11的传导部111或绝缘部112，使得簧片41、42可输出不同电压变化的讯号，簧片41、42输出的数字信号分别是：

(1)当簧片41、42都与传导部111接触时，可输出(1.1)信号(参见图5)。

(2)当簧片41与绝缘部112接触时，簧片42与传导部111接触时，可输出(0.1)信号(参见图6)。

(3)当簧片41、42都与绝缘部112接触时，可输出(0.0)信号(参见图7)。

(4)当簧片41与传导部111接触，簧片42与绝缘部112接触时，可输出(1.0)信号(参见图8)。

图中转轮1为顺时针转动时，将依照信号1-2-3-4顺序不断重复输出信号；又当转轮1为逆时针转动时，将依照信号4-3-2-1顺序不断重复输出信号。后级电路可由讯号输出顺序判断转轮1的转动方向；由讯号输出个数判断转轮1转动角度的大小，可提高输出的讯号组数，使微小角度的转动可被检测而达到高解析度的目的。

由于讯号是从两个相对且等长的簧片41、42所输出的，因此簧片41、42接触点因与转轮1轴心等距，使得连接编码器输出端的弹跳去除电路在生产时调整很方便。

参见图10，本实用新型可应用于鼠标器中，使电脑可更精确判别鼠标器微小的移动。或者本实用新型的转轴可用手指旋转或连接小型电机旋转，可替代可变电位器运用于监视器上的垂直、水平同步调整或是组合音响的音量、高低音调整等。