專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)編碼器和定位夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及光學(xué)編碼器，更具體地涉及可旋轉(zhuǎn)的光學(xué)編碼器。更加具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及光學(xué)編碼器相對(duì)于編碼輪的定位。
背景技術(shù)：
編碼器是向電機(jī)控制系統(tǒng)提供反饋的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器。典型的編碼器設(shè)計(jì)由在透光、反射或成像結(jié)構(gòu)中操作的發(fā)射器/檢測(cè)器模塊組成。當(dāng)與編碼輪協(xié)同操作時(shí)，編碼器將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。
當(dāng)檢測(cè)器的分辨率增加時(shí)，對(duì)編碼器相對(duì)于編碼輪的正確定位的要求也提高了。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了適于和定位夾一起使用的光學(xué)編碼器。定位夾與保持編碼輪的軸相匹配。定位夾具有與光學(xué)編碼器的配合特征相匹配的參考特征，以提供編碼器相對(duì)于編碼輪的軸的正確的徑向和切向定位。


結(jié)合附圖閱讀時(shí)，通過(guò)參考對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的以下詳細(xì)說(shuō)明，將最好地理解本發(fā)明，其中圖1示出了本領(lǐng)域已知的透光光學(xué)編碼器，圖2示出了本領(lǐng)域已知的反射光學(xué)編碼器，圖3示出了本領(lǐng)域已知的成像光學(xué)編碼器，圖4是編碼器和編碼輪的側(cè)視圖，圖5是安裝誤差的圖，以及圖6示出了光學(xué)編碼器、編碼輪以及定位夾。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及光學(xué)編碼器、以及可旋轉(zhuǎn)的光學(xué)編碼器相對(duì)于編碼輪的定位。提供以下描述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以制造并使用本發(fā)明，并在專(zhuān)利申請(qǐng)及其要求的背景下提供。所公開(kāi)實(shí)施例的各種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)，而此處的通用原理可以應(yīng)用至其他實(shí)施例。因此，本發(fā)明并不意味著局限于所示出的實(shí)施例，而是應(yīng)當(dāng)與根據(jù)所附權(quán)利要求以及根據(jù)在此描述的原理和特征的最大范圍相一致。
現(xiàn)在參考附圖，具體地參考圖1至3，示出了用于本發(fā)明的代表性的光學(xué)編碼器。
在圖1中示出的透光類(lèi)型的編碼器中，編碼器100由光源110和檢測(cè)器120組成。包含透明和不透明區(qū)域的圖案的編碼輪130中斷從源110傳播至檢測(cè)器120的光。各種技術(shù)可以應(yīng)用于此種編碼器。源110可以是任何發(fā)光器，比如白熾燈泡，雖然優(yōu)選為發(fā)光二極管。也可以使用激光二極管。檢測(cè)器120優(yōu)選為光電二極管，雖然也可以使用比如光電管或者光電導(dǎo)器件的其他技術(shù)。編碼輪130可以是諸如具有位于其上的不透明區(qū)域的塑料或玻璃之類(lèi)的透明材料，或者可以是諸如具有位于其內(nèi)的孔來(lái)允許光通過(guò)的金屬盤(pán)之類(lèi)的不透明材料。
圖2示出了反射編碼器200，帶有源210和檢測(cè)器220。編碼輪230將來(lái)自源210的光反射至檢測(cè)器220。源210和檢測(cè)器220的技術(shù)協(xié)調(diào)相似于透光類(lèi)型編碼器中的情況。編碼輪230包含將來(lái)自源210的光反射至檢測(cè)器220的區(qū)域，以及不將來(lái)自源210的光反射至檢測(cè)器220的區(qū)域。此反射的性質(zhì)不需要是聚焦反射或銳反射；其性質(zhì)通常是鏡面反射。編碼輪230可以用帶有反射元件的非反射材料制成，或者可以用具有掩蔽非反射區(qū)域的反射材料制成。
圖3示出了成像編碼器。在成像編碼器中，發(fā)射器310和編碼輪330類(lèi)似于如圖2中示出的用于反射編碼器中的情況。在成像編碼器中，成像陣列320不僅僅被用作比如用于較簡(jiǎn)單的透光和反射編碼器設(shè)計(jì)中的簡(jiǎn)單光電檢測(cè)器。
圖4示出了編碼器和編碼輪的側(cè)視圖。軸410支撐編碼輪420。軸410通常通過(guò)使用未示出的軸承可旋轉(zhuǎn)地安裝到基座430。編碼器440也安裝到基座430。編碼器440相對(duì)于編碼輪420的定位對(duì)于編碼器440的正確操作是至關(guān)重要的。當(dāng)編碼輪420和檢測(cè)器440的分辨率增加時(shí)，此定位變得更加重要。
圖5是兩個(gè)重要的安裝誤差的圖。軸510支撐編碼輪520。理想地，編碼器將被定位于離軸中心的特定徑向距離530處。編碼器還應(yīng)當(dāng)處于對(duì)徑線530的切向540。一個(gè)過(guò)分夸張的切向誤差被示為線550。對(duì)此發(fā)明重要的兩個(gè)誤差是徑向誤差和切向誤差。
根據(jù)本發(fā)明，以及圖6中所示，定位夾600包括中心柱610，其帶有用于接納軸410的凹槽620。當(dāng)定位夾600被降低，而軸410與柱610中的凹槽620嚙合時(shí)，定位夾600上的定位柱630與編碼器440中的定位凹槽640嚙合。在優(yōu)選實(shí)施例中，定位柱630匹配位于與柱630相同徑向距離處的未示出的一個(gè)附加的柱。雖然可以使用兩個(gè)以上的匹配定位柱和凹槽，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)柱-槽對(duì)適于提供所需的定位。
當(dāng)定位夾600上的定位柱與編碼器440中對(duì)應(yīng)的定位凹槽嚙合時(shí)，編碼器440相對(duì)軸410保持精確的徑向和切向定位。當(dāng)通過(guò)使用定位夾600而提供此定位時(shí)，編碼器440可以在適當(dāng)位置固定到基座430?？梢酝ㄟ^(guò)使用例如螺釘?shù)木o固件，通過(guò)包括但不局限于氰基丙烯酸鹽或環(huán)氧樹(shù)脂的粘接劑，或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)此固定。作為例子，在粘接劑凝固時(shí)，螺釘可以用來(lái)將編碼器440保持在基座430上的合適位置處。
雖然在優(yōu)選實(shí)施例中，在定位夾600上布置與編碼器中的凹槽嚙合的柱，但柱可以設(shè)置在編碼器上，而凹槽在定位夾上。一個(gè)柱可以設(shè)置在定位夾上，而一個(gè)柱可以設(shè)置在編碼器上。
為幫助定位，定位銷(xiāo)的一部分可以形成錐度。此外，定位軸610上的凹槽620可以被擴(kuò)口來(lái)方便其與軸410的嚙合。擴(kuò)口也可以應(yīng)用于編碼器440中的定位凹槽上。銷(xiāo)上錐度和凹槽上擴(kuò)口的應(yīng)用可以幫助定位夾600與軸410和編碼器440容易嚙合。
前面關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明是為舉例說(shuō)明的目的而提供的，而不意味著是窮舉性的或者將本發(fā)明局限于所公開(kāi)的特定實(shí)施例。因此本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種將光學(xué)編碼器定位到安裝在軸上的編碼輪的方法，所述方法包括使定位夾上的第一定位裝置與所述軸相嚙合，以及使所述定位夾上的第二定位裝置與所述光學(xué)編碼器上相應(yīng)的定位裝置相嚙合，以使所述光學(xué)編碼器相對(duì)于所述軸定位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述定位夾上的所述第二定位裝置包括多個(gè)銷(xiāo)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中至少所述多個(gè)銷(xiāo)中的一個(gè)的一部分被形成錐度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光學(xué)編碼器上的所述定位裝置包括多個(gè)銷(xiāo)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中至少所述多個(gè)銷(xiāo)中的一個(gè)的一部分被形成錐度。
6.一種將光學(xué)編碼器定位到安裝在軸上的編碼輪的方法，所述編碼輪可旋轉(zhuǎn)地安裝到基座，所述方法包括使定位夾上的第一定位裝置與所述軸相嚙合，使所述定位夾上的第二定位裝置與所述光學(xué)編碼器上相應(yīng)的定位裝置相嚙合，以使所述光學(xué)編碼器相對(duì)于所述軸定位，以及將所述光學(xué)編碼器固定到所述基座，以保持所述光學(xué)編碼器相對(duì)于所述基座的定位。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中使用粘接劑將所述光學(xué)編碼器固定到所述基座。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中使用螺釘將所述光學(xué)編碼器固定到所述基座。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述定位夾上的所述第二定位裝置包括多個(gè)銷(xiāo)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中至少所述多個(gè)銷(xiāo)中的一個(gè)的一部分被形成錐度。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述光學(xué)編碼器上的所述定位裝置包括多個(gè)銷(xiāo)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中至少所述多個(gè)銷(xiāo)中的一個(gè)的一部分被形成錐度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種使光學(xué)編碼器相對(duì)于編碼輪定位的方法。定位夾通過(guò)與編碼輪的軸和編碼器上的參考特征相匹配，被用來(lái)使編碼器相對(duì)于編碼輪的軸定位，參考特征可以包括銷(xiāo)或者銷(xiāo)的接納裝置。銷(xiāo)中的一個(gè)或多個(gè)可以被形成錐度來(lái)加速裝配。
文檔編號(hào)G01D5/26GK1696614SQ20051006997
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日
發(fā)明者葉騰宏, 譚錫銘, 譚滕希, 羅木隆, 歐艾艾 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司