專利名稱：旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械自動化控制的領域，特別涉及一種自動控制機構的旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置及其使用方法。
_背景技術
一般帶轉(zhuǎn)軸的自動控制機構在使用過程中需利用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轉(zhuǎn)軸的角度，當轉(zhuǎn)軸角度為特殊值時(通常為零位置)自動控制機構某一零件運動到某一特殊位置，即機構運動到該位置時，與轉(zhuǎn)軸同軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器正好輸出零位信號；自動控制機構上的旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝方式所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸與被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸傳動相連； 旋轉(zhuǎn)編碼器的殼體通過一彈性支架設于所述被測自動控制機構的安裝板上。
為了使旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號與自動控制機構的轉(zhuǎn)軸協(xié)同，帶轉(zhuǎn)軸的自動控制機構在工作前一般需要把旋轉(zhuǎn)編碼器先回到零點，作為工作起點。
由于旋轉(zhuǎn)編碼器在安裝過程中可能停在圓周方向任意位置，通常為了使旋轉(zhuǎn)編碼器能?？吭诹阄?，一般需要斷開編碼器轉(zhuǎn)軸與機構轉(zhuǎn)軸的連接(編碼器轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)，而機構轉(zhuǎn)軸不動)，手工轉(zhuǎn)動編碼器轉(zhuǎn)軸直到輸出零位信號為止，由于同時需要將所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸與被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸固定相連，因此不易控制其精度。即傳統(tǒng)的手工調(diào)整方法很難把編碼器轉(zhuǎn)軸快速、準確、可靠地停在零位。
_發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供安裝和拆卸簡便、調(diào)整精度較高的旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置及其使用方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置，其包括用于連接一自動控制機構的旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸出端的數(shù)字量輸入模塊、與該數(shù)字量輸入模塊相連的計算機、與該計算機的控制信號輸出端相連的數(shù)字量輸出模塊、與該數(shù)字量輸出模塊相連的步進電機驅(qū)動器、與該步進電機驅(qū)動器相連的步進電機、蝸輪、蝸桿和萬向磁力表座組件。
蝸輪用于固定套設于所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸上，該蝸輪由對稱的下、上半蝸輪彼此連接而成。
所述萬向磁力表座組件的表座用于固定在所述被測自動控制機構上，所述蝸桿活動套設于一軸套中，該軸套的前段部緊配合于所述萬向磁力表座組件的彈性孔夾頭中；彈性孔夾頭通過萬向支撐臂與所述表座固定連接；所述彈性孔夾頭的位置適于使所述蝸桿的前端與蝸輪相嚙合。
所述軸套的后段部延伸出所述彈性孔夾頭，且該后段部的直徑大于所述前段部的直徑。
為了使上述所述蝸桿在軸套內(nèi)不發(fā)生徑向和軸向竄動，在蝸桿上并于所述彈性孔夾頭的前端外側(cè)設有第一限位軸承，在所述蝸桿上并于所述第一限位軸承的前側(cè)具有一環(huán)形的限位臺階，該限位臺階的外徑大于第一限位軸承的內(nèi)圈的內(nèi)徑，并小于第一限位軸承的外圈的內(nèi)徑；在所述軸套的后段部內(nèi)的蝸桿上前后設有第一擋圈和第二限位軸承；在所述軸套上并于第二限位軸承的后側(cè)依次設有第二擋圈和鎖緊螺母。
鎖緊螺母鎖緊時，第一限位軸承的內(nèi)圈與所述限位臺階貼緊，第一限位軸承的外圈與所述彈性孔夾頭的前端面貼緊；第一擋圈的前側(cè)面與所述軸套的前、后段部的連接部貼緊，第二限位軸承的內(nèi)、外圈分別與所述第二、第一擋圈貼緊。
所述蝸桿的后端通過一聯(lián)軸器與一步進電機傳動連接，步進電機固定在所述軸套上；工作時，計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊獲取電子手輪的輸出信號，并根據(jù)該信號控制步進電機的轉(zhuǎn)動方向，并通過驅(qū)動蝸桿帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動所述空心轉(zhuǎn)軸，同時計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出并顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器是否到達零位；當該旋轉(zhuǎn)編碼器到達零位時，用戶停止轉(zhuǎn)動電子手輪，計算機控制步進電機停止。
上述旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置的使用方法，包括以下步驟(a)、將旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸上的用于連接被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸的緊定螺釘松開，并將下、上半蝸輪對稱緊配合設于所述空心轉(zhuǎn)軸上；(b)、將所述萬向磁力表座組件的表座固定在所述被測自動控制機構上，并調(diào)節(jié)萬向支撐臂的方位，使該萬向支撐臂末端的所述彈性孔夾頭與蝸輪相鄰，進一步微調(diào)該萬向支撐臂并使所述蝸桿的前端與蝸輪彼此嚙合；(c)、將所述旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸出端與所述數(shù)字量輸入模塊相連；(d)、計算機實時通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出并顯示；當顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器不在零位時，用戶轉(zhuǎn)動電子手輪，計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊獲取電子手輪的輸出信號，并根據(jù)該信號控制步進電機的轉(zhuǎn)動方向，進而驅(qū)動所述蝸桿朝相應方向旋轉(zhuǎn)，直至計算機顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器到達零位時，用戶停止轉(zhuǎn)動電子手輪，計算機控制步進電機停止；(e)、擰緊所述空心轉(zhuǎn)軸上的緊定螺釘，以重新連接固定該空心轉(zhuǎn)軸和被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸；然后依次移除所述萬向磁力表座組件和蝸輪，并斷開所述數(shù)字量輸入模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器的連接線。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明的調(diào)整裝置，采用蝸輪蝸桿機構調(diào)整旋轉(zhuǎn)編碼器到零點并固定旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸，由于蝸輪蝸桿機構的穩(wěn)定性較高，因此適于把編碼器轉(zhuǎn)軸快速、準確、可靠地停在零位，以便于連接固定所述空心轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸。對于不同規(guī)格的旋轉(zhuǎn)編碼器只需根據(jù)其空心轉(zhuǎn)軸外徑提供與之配套的蝸輪即可正常工作，并且調(diào)整過程中可以通過步進電機驅(qū)動所述蝸桿傳動裝置，通用性較強；2、本發(fā)明的調(diào)整裝置，利用了蝸桿傳動系統(tǒng)傳動平穩(wěn)、精度高的優(yōu)點，使調(diào)整過程精度高且易于控制；3、本發(fā)明的調(diào)整裝置各部件結(jié)構緊湊，并且把易于拆裝的萬向磁力表座組件作為蝸桿位置和姿態(tài)調(diào)整部件使得該裝置安裝簡便，拆卸方便。
4、采用電子手輪(S卩手搖脈沖發(fā)生器)控制步進電機的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度，操控方便，零位調(diào)整效率較高。


圖1為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置的結(jié)構示意圖； 圖2為圖1的B-B剖面圖，具體涉及蝸輪、蝸桿的裝配結(jié)構示意圖； 圖3為本發(fā)明涉及的蝸輪主視圖；圖4為圖1的A-A剖面圖，具體涉及旋轉(zhuǎn)編碼器的裝配結(jié)構示意圖； 圖5為圖3的C-C剖面圖；圖6為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置的電路框圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易的被理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明實施例1自動控制機構上的旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝方式所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸4-1與被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸1傳動相連；旋轉(zhuǎn)編碼器4的殼體4-3通過一彈性支架4-2設于所述被測自動控制機構的安裝板2上。
如圖1-5，旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置包括用于連接一自動控制機構的旋轉(zhuǎn)編碼器4的信號輸出端和一電子手輪的信號輸出端的數(shù)字量輸入模塊、與該數(shù)字量輸入模塊相連的計算機、與該計算機的控制信號輸出端相連的數(shù)字量輸出模塊、與該數(shù)字量輸出模塊相連的步進電機驅(qū)動器、與該步進電機驅(qū)動器相連的步進電機、蝸輪5、蝸桿6和萬向磁力表座組件11。
蝸輪5用于固定套設于所述旋轉(zhuǎn)編碼器4的空心轉(zhuǎn)軸4-1上，該蝸輪5由對稱的下、上半蝸輪5-1、5-2彼此連接而成。
所述萬向磁力表座組件11的表座11-1用于固定在所述被測自動控制機構上，所述蝸桿6活動套設于一軸套7中，該軸套7的前段部緊配合于所述萬向磁力表座組件11的彈性孔夾頭11-8中；彈性孔夾頭11-8通過萬向支撐臂11-3與所述表座11-1固定連接；所述彈性孔夾頭11-8的位置適于使所述蝸桿6的前端6-1與蝸輪5相嚙合。
所述軸套7的后段部延伸出所述彈性孔夾頭11-8，且該后段部的直徑大于所述前段部的直徑。
在蝸桿6上并于所述彈性孔夾頭11-8的前端外側(cè)設有第一限位軸承12，在所述蝸桿6上并于所述第一限位軸承12的前側(cè)具有一環(huán)形的限位臺階6-2，該限位臺階6-2的外徑大于第一限位軸承12的內(nèi)圈的內(nèi)徑，并小于第一限位軸承12的外圈的內(nèi)徑。
在所述軸套7的后段部內(nèi)的蝸桿6上前后設有第一擋圈8-1和第二限位軸承8 ； 在所述軸套7上并于第二限位軸承8的后側(cè)依次設有第二擋圈8-2和鎖緊螺母10。
鎖緊螺母10鎖緊時，第一限位軸承12的內(nèi)圈與所述限位臺階6-2貼緊，第一限位軸承12的外圈與所述彈性孔夾頭11-8的前端面貼緊；第一擋圈8-1的前側(cè)面與所述軸套7 的前、后段部的連接部7-1貼緊，第二限位軸承8的內(nèi)、外圈分別與所述第二、第一擋圈8-2、8-1貼緊。
所述蝸桿6的后端通過一聯(lián)軸器9與一步進電機3傳動連接，步進電機3固定在所述軸套7上。
工作時，計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊獲取電子手輪的輸出信號，并根據(jù)該信號控制步進電機3的轉(zhuǎn)動方向，并通過驅(qū)動蝸桿6帶動蝸輪5旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動所述空心轉(zhuǎn)軸 4-1，同時計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器4的輸出并顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器4是否到達零位；當該旋轉(zhuǎn)編碼器4到達零位時，用戶停止轉(zhuǎn)動電子手輪，計算機控制步進電機3停止。
具體實施時，下、上半蝸輪5-1、5_2上設有彼此對稱的凸臺，該凸臺上設有一對螺栓孔，以使下、上半蝸輪5-1、5-2通過一對螺栓5-3連接固定。在其他實施方式中，下、上半蝸輪5-1、5-2彼此適于通過磁性連接或通過夾具固定連接。
實施例2上述實施例1中的旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置的使用方法，包括 將旋轉(zhuǎn)編碼器4的空心轉(zhuǎn)軸4-1上的用于連接被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸1的緊定螺釘 4-4松開，并將下、上半蝸輪5-1、5-2對稱緊配合設于所述空心轉(zhuǎn)軸4-1上，使所述空心轉(zhuǎn)軸 4-1可以與所述蝸輪5同步旋轉(zhuǎn)。
擰緊旋鈕11-9，將所述軸套7緊配合于所述萬向磁力表座組件11的彈性孔夾頭 11-8中；轉(zhuǎn)動手柄11-2至“0N”，使萬向磁力表座組件11的表座11-1固定在所述被測自動控制機構上；調(diào)節(jié)磁力表座組件11的萬向支撐臂11-3的方位，使該萬向支撐臂11-3末端的所述彈性孔夾頭11-8與蝸輪5相鄰，進一步微調(diào)該萬向支撐臂11-3并使所述蝸桿6的前端6-1 與蝸輪5彼此嚙合；將所述旋轉(zhuǎn)編碼器4的信號輸出端與所述數(shù)字量輸入模塊相連； 計算機實時通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器4的輸出并顯示；當顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器4不在零位時，用戶轉(zhuǎn)動電子手輪，計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊獲取電子手輪的輸出信號，并根據(jù)該信號控制步進電機3的轉(zhuǎn)動方向，進而驅(qū)動所述蝸桿6朝相應方向旋轉(zhuǎn)，直至計算機顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器4到達零位時，用戶停止轉(zhuǎn)動電子手輪，計算機控制步進電機3停止；擰緊所述空心轉(zhuǎn)軸4-1上的緊定螺釘4-4，以重新連接固定該空心轉(zhuǎn)軸4-1和被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸1 ；然后依次移除所述萬向磁力表座組件11和蝸輪5，并斷開所述數(shù)字量輸入模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器4的連接線。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。權利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置，其特征在于包括用于連接一自動控制機構的旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的信號輸出端和一電子手輪的信號輸出端的數(shù)字量輸入模塊、與該數(shù)字量輸入模塊相連的計算機、與該計算機的控制信號輸出端相連的數(shù)字量輸出模塊、與該數(shù)字量輸出模塊相連的步進電機驅(qū)動器、與該步進電機驅(qū)動器相連的步進電機、蝸輪(5)、蝸桿 (6)和萬向磁力表座組件(11)；蝸輪(5)用于固定套設于所述旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的空心轉(zhuǎn)軸(4-1)上，該蝸輪(5)由對稱的下、上半蝸輪(5-1、5-2)彼此連接而成；所述萬向磁力表座組件(11)的表座(11-1)用于固定在所述被測自動控制機構上，所述蝸桿(6)活動套設于一軸套(7)中，該軸套(7)的前段部緊配合于所述萬向磁力表座組件(11)的彈性孔夾頭(11-8)中；彈性孔夾頭(11-8)通過萬向支撐臂(11-3)與所述表座 (11-1)固定連接；所述彈性孔夾頭(11-8)的位置適于使所述蝸桿(6)的前端(6-1)與蝸輪 (5)相嚙合;所述軸套(7)的后段部延伸出所述彈性孔夾頭(11-8)，且該后段部的直徑大于所述前段部的直徑；在蝸桿(6)上并于所述彈性孔夾頭(11-8)的前端外側(cè)設有第一限位軸承(12)，在所述蝸桿(6)上并于所述第一限位軸承(12)的前側(cè)具有一環(huán)形的限位臺階(6-2)，該限位臺階 (6-2)的外徑大于第一限位軸承(12)的內(nèi)圈的內(nèi)徑，并小于第一限位軸承(12)的外圈的內(nèi)徑；在所述軸套(7)的后段部內(nèi)的蝸桿(6)上前后設有第一擋圈(8-1)和第二限位軸承 (8)；在所述軸套(7)上并于第二限位軸承(8)的后側(cè)依次設有第二擋圈(8-2)和鎖緊螺母 (10)；鎖緊螺母(10)鎖緊時，第一限位軸承(12)的內(nèi)圈與所述限位臺階(6-2)貼緊，第一限位軸承(12)的外圈與所述彈性孔夾頭(11-8)的前端面貼緊；第一擋圈(8-1)的前側(cè)面與所述軸套(7)的前、后段部的連接部(7-1)貼緊，第二限位軸承(8)的內(nèi)、外圈分別與所述第二、第一擋圈(8-2、8-1)貼緊；所述蝸桿(6 )的后端通過一聯(lián)軸器(9 )與一步進電機(3 )傳動連接，步進電機(3 )固定在所述軸套(7)上；工作時，計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊獲取電子手輪的輸出信號，并根據(jù)該信號控制步進電機(3)的轉(zhuǎn)動方向，并通過驅(qū)動蝸桿(6)帶動蝸輪(5)旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動所述空心轉(zhuǎn)軸(4-1)，同時計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的輸出并顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器(4)是否到達零位；當該旋轉(zhuǎn)編碼器(4)到達零位時，用戶停止轉(zhuǎn)動電子手輪， 計算機控制步進電機(3 )停止。
2.上述權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟(a)、將旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的空心轉(zhuǎn)軸(4-1)上的用于連接被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸(1) 的緊定螺釘(4-4)松開，并將下、上半蝸輪(5-1、5-2)對稱緊配合設于所述空心轉(zhuǎn)軸(4-1) 上；(b)、將所述萬向磁力表座組件(11)的表座(11-1)固定在所述被測自動控制機構上， 并調(diào)節(jié)萬向支撐臂(11-3)的方位，使該萬向支撐臂(11-3)末端的所述彈性孔夾頭(11-8)與蝸輪(5)相鄰，進一步微調(diào)該萬向支撐臂(11-3)并使所述蝸桿(6)的前端(6-1)與蝸輪(5)彼此嚙合；(c)、將所述旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的信號輸出端與所述數(shù)字量輸入模塊相連；(d)、計算機實時通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的輸出并顯示；當顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器(4)不在零位時，用戶轉(zhuǎn)動電子手輪，計算機通過所述數(shù)字量輸入模塊獲取電子手輪的輸出信號，并根據(jù)該信號控制步進電機(3)的轉(zhuǎn)動方向，進而驅(qū)動所述蝸桿(6)朝相應方向旋轉(zhuǎn)，直至計算機顯示該旋轉(zhuǎn)編碼器(4)到達零位時，用戶停止轉(zhuǎn)動電子手輪，計算機控制步進電機(3)停止；(e)、擰緊所述空心轉(zhuǎn)軸(4-1)上的緊定螺釘(4-4)，以重新連接固定該空心轉(zhuǎn)軸(4-1) 和被測自動控制機構的轉(zhuǎn)軸(1);然后依次移除所述萬向磁力表座組件(11)和蝸輪(5)，并斷開所述數(shù)字量輸入模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的連接線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)編碼器的零位調(diào)整裝置及其使用方法。該裝置包括:用于連接一自動控制機構的旋轉(zhuǎn)編碼器和一電子手輪的數(shù)字量輸入模塊、計算機、數(shù)字量輸出模塊、步進電機驅(qū)動器、步進電機、蝸輪、蝸桿和萬向磁力表座組件；蝸輪設于旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸上，該蝸輪由對稱的下、上半蝸輪彼此連接而成；萬向磁力表座組件的表座用于固定在被測自動控制機構上，蝸桿活動套設于一軸套中，該軸套緊配合于萬向磁力表座組件的彈性孔夾頭中；彈性孔夾頭通過萬向支撐臂與表座固定連接；彈性孔夾頭的位置適于使蝸桿的前端與蝸輪相嚙合，以控制步進電機驅(qū)動蝸桿轉(zhuǎn)動，直至計算機顯示旋轉(zhuǎn)編碼器到達零位時用戶停止轉(zhuǎn)動電子手輪，步進電機停止。
文檔編號G01D11/00GK102519507SQ20111043308
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權日2011年12月21日
發(fā)明者丁仕燕, 俞慶, 唐瑋, 戴建國, 高矚 申請人:常州工學院