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      編碼器對準結(jié)構(gòu)的制作方法

      文檔序號:9665047閱讀:563來源:國知局
      編碼器對準結(jié)構(gòu)的制作方法
      【技術領域】
      [0001]本發(fā)明涉及一種編碼器對準結(jié)構(gòu)。
      【背景技術】
      [0002]編碼器可經(jīng)配置以測量系統(tǒng)中的組件的位置、速度或加速度。編碼器可廣泛用于工業(yè)自動化(例如機器人、自動機械或其它機械)領域中。編碼器也可通常用于消費品(例如,打印機)中。
      [0003]為工業(yè)使用,編碼器可提供實現(xiàn)電動機控制系統(tǒng)中的閉環(huán)反饋的感測及測量能力。編碼器還可用于無刷直流(下文中稱為“BLDC”)電動機。BLDC電動機的BLDC轉(zhuǎn)子可由永磁體及2個、3個或4個極對的組合制成。無刷DC電動機的換向可取決于轉(zhuǎn)子的位置。反饋裝置(例如,編碼器)對附接到BLDC電動機軸以向控制器指示當前轉(zhuǎn)子位置可為必需的。
      [0004]雖然在這些應用中使用編碼器提供明顯優(yōu)點,但尤其在編碼器與電動機或待測量組件的對準中仍存在一些挑戰(zhàn)。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]在一個實施例中,本發(fā)明提供編碼器系統(tǒng),所述編碼器系統(tǒng)包括:編碼器組合件,其至少具有:殼體;輪轂,其經(jīng)配置以圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn);打碼部件,其耦合到所述輪轂;編碼器對準結(jié)構(gòu),其至少具有:主表面,其具有外圍,所述主表面與所述殼體耦合以實質(zhì)上封圍所述輪轂及所述打碼部件;多個卡子,其圍繞所述主表面的所述外圍安置,所述多個卡子經(jīng)配置以將所述編碼器對準結(jié)構(gòu)固定到所述殼體;及所述主表面的凹入?yún)^(qū),所述主表面的所述凹入?yún)^(qū)從所述多個卡子中的兩者之間的所述主表面的所述外圍朝向所述輪轂會聚以便為用戶提供圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整所述輪轂的出入口。
      [0006]在另一實施例中,本發(fā)明提供編碼器系統(tǒng),所述編碼器系統(tǒng)包括:編碼器組合件,其至少具有:殼體;檢測器,其具有轉(zhuǎn)位傳感器;打碼部件,其具有轉(zhuǎn)位標記;輪轂,其與所述打碼部件耦合且具有孔;編碼器對準結(jié)構(gòu),其至少具有:主表面,其與所述殼體耦合;套環(huán),其從所述主表面凸出且與所述輪轂耦合;及開口,其位于所述主表面上鄰近于所述輪轂的所述孔且由所述套環(huán)界定;其中所述孔相對于所述打碼部件及所述檢測器布置于預界定徑向位置中以便使所述轉(zhuǎn)位標記與所述轉(zhuǎn)位傳感器對準;其中所述主表面上的所述開口經(jīng)定大小使得所述孔安置于所述開口內(nèi)且為用戶提供從所述預界定徑向位置調(diào)整所述孔的出入口。
      [0007]在又一實施例中,本發(fā)明提供編碼器對準結(jié)構(gòu),所述編碼器對準結(jié)構(gòu)包括:主表面;第一及第二壁,其從所述主表面凸出;通路,其形成于所述主表面上在所述第一壁與所述第二壁之間;及所述主表面的周界;其中所述通路包括窄端及寬端;其中所述通路的所述寬端為朝向所述主表面的所述周界的開口。
      【附圖說明】
      [0008]在圖式中以舉例方式而非以限制方式圖解說明了說明性實施例。貫穿描述及圖式,可(但未必)使用類似元件符號來識別類似元件。圖式是出于輔助理解的說明性目的且可能未必按實際比例繪制。
      [0009]圖1A圖解說明編碼器系統(tǒng)的框圖;
      [0010]圖1B圖解說明圖1A中所圖解說明的具有電動機的編碼器系統(tǒng)的框圖;
      [0011]圖2圖解說明編碼器系統(tǒng)的簡化透視橫截面圖;
      [0012]圖3圖解說明編碼器系統(tǒng)的透視圖;
      [0013]圖4圖解說明編碼器系統(tǒng)的側(cè)視圖;
      [0014]圖5圖解說明具有額外凹入?yún)^(qū)的編碼器系統(tǒng)的透視圖;
      [0015]圖6圖解說明具有編碼器對準結(jié)構(gòu)的編碼器系統(tǒng)的簡化透射橫截面圖;
      [0016]圖7A圖解說明在編碼器對準結(jié)構(gòu)處具有凹坑的編碼器系統(tǒng)的透視圖;
      [0017]圖7B圖解說明圖7A中所圖解說明的編碼器系統(tǒng)的輪轂及打碼部件的透視圖;
      [0018]圖7C圖解說明圖7A中所圖解說明的編碼器系統(tǒng)的俯視圖;
      [0019]圖7D圖解說明圖7C中所圖解說明的編碼器系統(tǒng)的橫截面圖;
      [0020]圖8A圖解說明其中緊固件嚙合輪轂及凹坑的編碼器系統(tǒng)的橫截面圖;及
      [0021]圖8B圖解說明圖8A中所圖解說明的編碼器系統(tǒng)的部分橫截面圖。
      【具體實施方式】
      [0022]圖1A到1B圖解說明編碼器系統(tǒng)100的框圖。編碼器系統(tǒng)100可包括編碼器組合件110及編碼器對準結(jié)構(gòu)101。編碼器組合件110可包括殼體112、輪轂130、打碼部件140、光源180及檢測器120。
      [0023]打碼部件140可為編碼盤或線性碼帶,或可是特定應用中所需或所要的任何其它類似配置。打碼部件140可耦合到輪轂130。打碼部件140可具有多個光窗144。打碼部件140可進一步包括轉(zhuǎn)位標記145。轉(zhuǎn)位標記145可針對打碼部件140的每一機械旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)以用于由檢測器120檢測一次。轉(zhuǎn)位標記145可用于標記打碼部件140的單個絕對位置。轉(zhuǎn)位標記145也可用作用以確定打碼部件140的旋轉(zhuǎn)位置的參考點。
      [0024]光源180可經(jīng)配置以發(fā)射光182到打碼部件140的多個光窗144及轉(zhuǎn)位標記145。光源180可為LED、激光器或能夠發(fā)射光的類似光源。在一個實施例中,編碼器組合件110可為反射式編碼器,其中打碼部件140可將來自光源180的光182反射到檢測器120。在其它實施例中,編碼器組合件110可為透射式編碼器,其中打碼部件140可將來自光源180的光182透射到檢測器120。
      [0025]輪轂130可經(jīng)配置以圍繞旋轉(zhuǎn)軸Z旋轉(zhuǎn)。打碼部件140可在輪轂130旋轉(zhuǎn)時隨輪轂130旋轉(zhuǎn)。檢測器120可包括轉(zhuǎn)位傳感器122。轉(zhuǎn)位傳感器122可為光傳感器、光電二極管或可將光能轉(zhuǎn)換成電能的任何其它類型的傳感器。轉(zhuǎn)位傳感器122可經(jīng)配置以響應于從轉(zhuǎn)位標記145反射或透射的光182而產(chǎn)生轉(zhuǎn)位通道輸出信號122a。
      [0026]在一個實施例中,編碼器組合件110可為六通道編碼器。檢測器120可包括換向傳感器121。換向傳感器121可經(jīng)配置以在光源180產(chǎn)生穿過多個光窗144的光182時產(chǎn)生編碼器換向信號120a。編碼器組合件110可經(jīng)配置以測量電動機199的速度。電動機199可為無刷DC電動機(下文中稱為“BLDC電動機”)。
      [0027]在六通道編碼器到BLDC電動機的組合過程中,可需要使編碼器組合件110的編碼器換向信號120a與BLDC電動機的電動機換向信號199a對準。由轉(zhuǎn)位傳感器122產(chǎn)生的轉(zhuǎn)位通道輸出信號122a可用作參考信號以使編碼器組合件110的編碼器換向信號120a與BLDC電動機的電動機換向信號199a對準。
      [0028]編碼器對準結(jié)構(gòu)101可包括主表面150、多個卡子165、緊固件154及突出結(jié)構(gòu)160。主表面150可包括外圍158及凹入?yún)^(qū)152。主表面150可與殼體112耦合以實質(zhì)上封圍輪轂130及打碼部件140。多個卡子165可圍繞主表面150的外圍158安置。多個卡子165可經(jīng)配置以將編碼器對準結(jié)構(gòu)101固定到殼體112。主表面150的凹入?yún)^(qū)152可從多個卡子165中的兩者之間的主表面150的外圍158朝向輪轂130會聚,以便為用戶提供在編碼器組合件110到電動機199的組合過程期間圍繞旋轉(zhuǎn)軸Z調(diào)整輪轂130的出入口。
      [0029]緊固件154可為螺絲或螺栓或用以將事物結(jié)合的類似結(jié)構(gòu)。緊固件154可經(jīng)配置以在轉(zhuǎn)位傳感器122與轉(zhuǎn)位標記145對準時嚙合輪轂130及凹入?yún)^(qū)152。通過使用緊固件154來嚙合輪轂130及凹入?yún)^(qū)152,可固定轉(zhuǎn)位傳感器122與轉(zhuǎn)位標記145之間的對準。在其中振動可使輪轂130及打碼部件140的位置混亂的編碼器系統(tǒng)100的輸送期間,固定輪轂130及凹入?yún)^(qū)152可尤其有用。通過固定輪轂130及凹入?yún)^(qū)152,可防止轉(zhuǎn)位標記145與轉(zhuǎn)位傳感器122之間的不對準。
      [0030]在組合過程中,編碼器組合件110及編碼器對準結(jié)構(gòu)101可耦合到電動機199。一旦編碼器組合件110固定到電動機199,用戶即可將緊固件154移除。用戶可然后通過編碼器對準結(jié)構(gòu)101的凹入?yún)^(qū)152精細調(diào)諧輪轂130圍繞旋轉(zhuǎn)軸Z的位置以便使編碼器換向信號120a與電動機換向信號199a對準。一旦對準達成,用戶即可接著使用緊固件154來將輪轂130固定到電動機199的電動機軸(未展示)并將編碼器對準結(jié)構(gòu)101移除。
      [0031]圖2圖解說明編碼器系統(tǒng)200的簡化透視橫截面圖。編碼器系統(tǒng)200可包括打碼部件240、輪轂230、檢測器220、檢測器220的轉(zhuǎn)位傳感器222、打碼部件240的轉(zhuǎn)位標記245及編碼器對準結(jié)構(gòu)201。編碼器對準結(jié)構(gòu)201可包括凹入?yún)^(qū)252、緊固件254、主表面250及突出結(jié)構(gòu)260。編碼器系統(tǒng)200與編碼器系統(tǒng)100的組件
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