阅读说明：本技术 一种码盘、编码器及组装方法 (Code disc, encoder and assembling method ) 是由 班允时 刘林 王树秋 韩靖莉 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种码盘、编码器及组装方法,在组装编码器时,电路板通过第二通孔套设在主轴上,且使光发射器与光接收器之间的间隙走向与主轴相平行,然后码盘通过第一通孔套设在主轴上,并沿所述主轴向下移动,以使码盘片的光栅部伸入至间隙内,直至所述光发射器的光学中心、光接收器的光学中心及所述光栅部的中心在同一条直线上为止,这样通过主轴使码盘片的光栅部在伸入间隙的过程中,只会在主轴的轴向方向发生相对运动,不会在主轴的径向方向发生运动,从而避免码盘片与光发射器和光接收器发生触碰而造成损坏,提高了码盘片的寿命,并且便于调整光栅部的中心与光发射器的光学中心和光接收器的光学中心的相对位置,提高安装效率和精度。(The invention discloses a code disc, an encoder and an assembling method, when the encoder is assembled, a circuit board is sleeved on a main shaft through a second through hole, the direction of a gap between a light emitter and a light receiver is parallel to the main shaft, then the code disc is sleeved on the main shaft through a first through hole and moves downwards along the main shaft so that a grating part of a code disc sheet extends into the gap until the optical center of the light emitter, the optical center of the light receiver and the center of the grating part are on the same straight line, so that the grating part of the code disc sheet only moves relatively in the axial direction of the main shaft and does not move in the radial direction of the main shaft in the process of extending into the gap through the main shaft, the code disc sheet is prevented from being damaged due to the fact that the code disc sheet touches the light emitter and the light receiver, the service life of the code disc sheet is prolonged, and the relative positions of the center of the grating part, the optical center of the light emitter and the optical center of, the mounting efficiency and precision are improved.)

一种码盘、编码器及组装方法

技术领域

本发明涉及编码器技术领域，特别涉及一种码盘、编码器及组装方法。

背景技术

随着科技的进步，编码器技术广泛应用于电机转速测量等控制领域。现有技术中，如图1所示，增量式光学编码器主要包括光电检测装置及编码盘，其中，光电检测装置3包括光发射器31、与光发射器31相对设置的光接收器32及电路板4；编码盘包括承载码盘片2的托架1和在在一定直径的圆板上刻有明暗相间条纹的码盘片2。其工作原理为在光电码盘与电动机同轴的情况下，编码盘与电机同速旋转，利用码盘片2的明暗条纹对光发射器发出的平行光的透过或遮挡，产生周期性变化的电信号，然后再转换为若干脉冲信号，通过计算每秒输出脉冲的个数就能反应当前电机的转速。

现有的增量式光学编码器在安装时，需要先定位码盘片2的高度，然后焊有光电检测装置3的电路板4需水平推入后再调整光电检测装置3的水平位置，使光接收器31和光发射器32的光学中心与码盘上明暗相间条纹的中心在同一条直线上，但是由于光发射器31与光接收器32之间的间隙较小，码盘片2容易与光发射器31和光接收器32产生触碰，易对码盘片2造成损坏，降低码盘片2的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种码盘、编码器及组装方法，以解决现有的增量式光学编码器在安装时，由于光发射器与光接收器之间的间隙较小，码盘片容易与光发射器和光接收器产生触碰，易对码盘片造成损坏，降低码盘片的使用寿命的问题。

第一方面，根据本发明的实施例，提供了一种码盘，包括码盘片与所述码盘片连接的托架，所述码盘片与所述托架同轴设置，所述码盘片与所述托架的中部均开设有第一通孔；

所述码盘片包括圆盘，所述圆盘的边缘沿第一方向弯折，形成弯折部，其中，所述第一方向为与所述圆盘的轴向相平行的方向；

所述弯折部上设有光栅部。

具体地，所述光栅部为均匀且间隔排布的开孔。

具体地，所述码盘片采用黑色树脂制成。

具体地，所述光栅部为沿第二方向凹凸的凹凸结构，所述凹凸结构的凹处和凸处交替排布，所述第二方向为与所述圆盘的径向相平行的方向；

所述凹凸结构的凹处和凸处的截面均为梯形，所述梯形的斜边宽度与所述梯形顶边的宽度相同，所述梯形的斜边与所述梯形的顶边之间的夹角为45°，所述斜边所在的斜面为反射面，所述顶边所在的平面为透光面。

具体地，所述码盘片采用白色透明树脂制成。

具体地，所述码盘片与所述托架一体成型。

具体地，所述码盘片采用黑色树脂制成，所述托架为铝托。

第二方面，根据本发明的实施例，提供了一种编码器，包括光电检测装置及上述的码盘；

所述光电检测装置包括主轴、电路板、光发射器及光接收器；

所述光发射器及光接收器均安装在所述电路板上，所述光发射器与光接收器相对设置，所述光发射器与光接收器之间设有间隙，所述电路板上开设有第二通孔，所述电路板通过所述第二通孔套设在所述主轴上，所述间隙的走向与所述主轴的轴向相平行；

所述码盘通过第一通孔套设在所述主轴上，且光栅部伸入至所述间隙内，所述光发射器的光学中心、光接收器的光学中心及所述光栅部的中心在同一条直线上。

第三方面，根据本发明的实施例，提供了一种编码器的组装方法，用于组装上述的编码器，包括：

将电路板通过第二通孔套设在主轴上，且所述电路板上安装的光发射器与光接收器之间的间隙走向与所述主轴的轴向相平行；

将码盘通过第一通孔套设在所述主轴上，并沿所述主轴向下移动，以使码盘片的光栅部伸入至间隙内，直至所述光发射器的光学中心、光接收器的光学中心及所述光栅部的中心在同一条直线上为止。

本发明提供了一种码盘、编码器及组装方法，在组装编码器时，电路板通过第二通孔套设在主轴上，且使光发射器与光接收器之间的间隙走向与主轴相平行，然后码盘通过第一通孔套设在主轴上，并沿所述主轴向下移动，以使码盘片的光栅部伸入至间隙内，直至所述光发射器的光学中心、光接收器的光学中心及所述光栅部的中心在同一条直线上为止，这样通过主轴使码盘片的光栅部在伸入间隙的过程中，只会在主轴的轴向方向发生相对运动，不会在主轴的径向方向发生运动，从而避免码盘片与光发射器和光接收器发生触碰而对码盘片造成损坏的情况发生，提高了码盘片的寿命，并且便于调整光栅部的中心与光发射器的光学中心和光接收器的光学中心的相对位置，提高安装效率和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的增量式编码器的结构图；

图2为本发明提供的一种码盘的结构图；

图3为本发明提供的一种编码器的结构图；

图4为本发明一实施例提供的光栅部的结构图；

图5为本发明另一实施例提供的光栅部的结构图；

图6为图5的工作原理图。

其中，1-托架，2-码盘片，21-圆盘，22-弯折部，221-开孔，222-凸处，223-凹处，3-光电检测装置，31-光接收器，32-光发射器，4-电路板，5-主轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一方面，根据本发明的实施例，如图2所示，提供了一种码盘，包括码盘片2与码盘片2连接的托架1，码盘片2与托架1同轴设置，码盘片2与托架1的中部均开设有第一通孔；码盘片2包括圆盘21，圆盘21的边缘沿第一方向弯折，形成弯折部22，其中，第一方向为与圆盘21的轴向相平行的方向；弯折部22上设有光栅部。

本实施例提供的码盘应用于如图3所示的编码器中，该编码器还包括光电检测装置3，其中，光电检测装置3包括主轴5、电路板4、光发射器32及光接收器31；光发射器32及光接收器31均安装在电路板4上，光发射器32与光接收器31相对设置，光发射器32与光接收器31之间设有间隙，电路板4上开设有第二通孔，电路板4通过所述第二通孔套设在所述主轴5上，间隙的走向与主轴5的轴向相平行；码盘通过第一通孔套设在主轴5上，且光栅部伸入至间隙内，光发射器32的光学中心、光接收器31的光学中心及光栅部的中心在同一条直线上。

在组装上述编码器时，电路板4通过第二通孔套设在主轴5上，且使光发射器32与光接收器31之间的间隙走向与主轴5相平行，然后码盘通过第一通孔套设在主轴5上，并沿主轴5向下移动，以使码盘片2的光栅部伸入至间隙内，直至光发射器32的光学中心、光接收器31的光学中心及光栅部的中心在同一条直线上为止，这样通过主轴5使码盘片2的光栅部在伸入间隙的过程中，只会在主轴5的轴向方向发生相对运动，不会在主轴5的径向方向发生运动，从而避免码盘片2与光发射器32和光接收器31发生触碰而对码盘片2造成损坏的情况发生，提高了码盘片2的寿命，并且便于调整光栅部的中心与光发射器32的光学中心和光接收器31的光学中心的相对位置，提高安装效率和精度。

在上述实施例中，码盘片2与托架1一体成型，这样就无需再次调整码盘片2与托架1之间的同轴度，便于码盘的安装。托架1为铝托，铝托具有重量轻且强度高的优点。

在上述实施例中，如图4所示，光栅部为均匀且间隔排布的开孔221。

其中，开孔221可为方形孔，当然，开孔221也可为其他形状，本实施例不做严格限定。码盘片2采用黑色树脂制成。

在编码器使用时，码盘随着电机的检测轴一通旋转。当光发射器32发出的平行光透过开孔221处时，光接收器31接收到光信号，输出高电平，当光发射器32发出的平行光照射在未开孔处时，光线被阻挡，光接收器31未接收到光信号，输出低电平，从而实现编码盘的功能。

在上述实施例中，如图5所示，光栅部为沿第二方向凹凸的凹凸结构，凹凸结构的凹处223和凸处222交替排布，第二方向为与圆盘21的径向相平行的方向；凹凸结构的凹处223和凸处222的截面均为梯形，所述梯形的斜边宽度与所述梯形顶边的宽度相同，梯形的斜边与梯形的顶边之间的夹角为45°，斜边所在的斜面为反射面，顶边所在的平面为透光面。其中，码盘片2采用白色透明树脂制成。

如图6所示，梯形的斜边为A边和C边，梯形的顶边为B边，A边和B边的夹角为45°，C边和B边的夹角也为45°。光发射器32在垂直于B边所在的平面方向发出平行光，当平行光照射在C边所在的斜面上，根据光的反射原理，由C边所在的斜面对平行光进行反射后照射在A边所在的斜面，再由A边所在的斜面对光线进行二次反射，进而平行于入射光线射出。同样地，当平行光照射在A边所在的斜面上，根据光的反射原理，由A边所在的斜面对平行光进行反射后照射在C边所在的斜面，再由C边所在的斜面对光线进行二次反射，进而平行于入射光线射出，这样就可实现A边及C边所在斜面对光发射器32所发出的平行光进行遮挡，形成不透光的区域。因此,当平行光照射在边A和边C所在的斜面时，光接收器31是接收不到光线的，从而输出低电平；而当光线照射边B所在的平面时，由于边B所在的平面的厚度非常薄，光线直接透过该平面被光接收器31接，从而输出光电平。并且由于A边、B边和C边的宽度d相同，从而保证透光区域和不透光区域的面积相同，进而保证了透光区域与不透光区域的均匀的间隔排布，从而保证高低电平输出的均匀性。

本实施例中的光栅部无需进行刻蚀开孔221，仅需使用模具一次成型制备即可，不仅降低了对制备工艺的要求，而且避免由于开孔221数量过多而降低码盘的牢固性，并且长时间使用会造成码盘片2的变形而降低信号输出均匀性的问题，提高了光栅部的精度和稳定性。

第二方面，根据本发明的实施例，如图3所示，提供了一种编码器，包括光电检测装置3及上述的码盘；光电检测装置3包括主轴5、电路板4、光发射器32及光接收器31；光发射器32及光接收器31均安装在电路板4上，光发射器32与光接收器31相对设置，光发射器32与光接收器31之间设有间隙，电路板4上开设有第二通孔，电路板4通过第二通孔套设在主轴5上，间隙的走向与主轴5的轴向相平行；码盘通过第一通孔套设在主轴5上，且光栅部伸入至间隙内，光发射器32的光学中心、光接收器31的光学中心及光栅部的中心在同一条直线上。

需要说明的是，本实施例中所涉及的码盘可采用上述实施例的码盘，具体码盘的实现和工作原理可参见上述实施例中相应的内容，此处不再赘述。

本实施例中，在组装编码器时，电路板4通过第二通孔套设在主轴5上，且使光发射器32与光接收器31之间的间隙走向与主轴5相平行，然后码盘通过第一通孔套设在主轴5上，并沿所述主轴5向下移动，以使码盘片2的光栅部伸入至间隙内，直至所述光发射器32的光学中心、光接收器31的光学中心及所述光栅部的中心在同一条直线上为止，这样通过主轴5使码盘片2的光栅部在伸入间隙的过程中，只会在主轴5的轴向方向发生相对运动，不会在主轴5的径向方向发生运动，从而避免码盘片2与光发射器32和光接收器31发生触碰而对码盘片2造成损坏的情况发生，提高了码盘片2的寿命，并且便于调整光栅部的中心与光发射器32的光学中心和光接收器31的光学中心的相对位置，提高安装效率和精度。

第三方面，根据本发明的实施例，提供了一种编码器的组装方法，用于组装上述的编码器，包括：

步骤一：将电路板4通过第二通孔套设在主轴5上，且电路板4上安装的光发射器32与光接收器31之间的间隙走向与主轴5的轴向相平行。

步骤二：将码盘通过第一通孔套设在主轴5上，并沿主轴5向下移动，以使码盘片2的光栅部伸入至间隙内，直至光发射器32的光学中心、光接收器31的光学中心及光栅部的中心在同一条直线上为止。

本发明提供了一种编码器的组装方法，在组装编码器时，电路板4通过第二通孔套设在主轴5上，且使光发射器32与光接收器31之间的间隙走向与主轴5相平行，然后码盘通过第一通孔套设在主轴5上，并沿主轴5向下移动，以使码盘片2的光栅部伸入至间隙内，直至光发射器32的光学中心、光接收器31的光学中心及光栅部的中心在同一条直线上为止，这样通过主轴5使码盘片2的光栅部在伸入间隙的过程中，只会在主轴5的轴向方向发生相对运动，不会在主轴5的径向方向发生运动，从而避免码盘片2与光发射器32和光接收器31发生触碰而对码盘片2造成损坏的情况发生，提高了码盘片2的寿命，并且便于调整光栅部的中心与光发射器32的光学中心和光接收器31的光学中心的相对位置，提高安装效率和精度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。