专利名称：一种用于驱动编码器的码盘旋转的传动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于驱动编码器的码盘旋转的传动装置。
背景技术：
在目前使用的旋转编码器产品中，由于码盘是直接安装在旋转编码器的主轴上，码盘随着主轴的转动而同步转动，因此码盘上一圈的光栅格的数量就是此旋转编码器相应的分辨率。也就是说，旋转编码器产品的分辨率取决于旋转编码器中的码盘上的光栅的加エ密度。码盘上的光栅越密，旋转编码器产品的分辨率就越高。但就目前的加工技术水平而言，国内目前在28mm直径的金属材质的码盘上最高只可以达到360P/R的分辨率，国外也只可以达到720P/R的分辨率，对于玻璃码盘，国内可以达到5000P/R的分辨率，国外可以达到7000P/R的分辨率。若想进ー步提高分辨率，现有 加工水平已无法达到。而且高分辨率码盘的制造成本及加工不良率都非常高。另外，因为码盘直接固定在旋转编码器的主轴上，主轴另一段连接固定使用者需要的外部设备，当发生动作源振动、干渉等现象时，会直接影响码盘的转动，导致旋转编码器的输出结果产生误差。以及，由于旋转编码器的分辨率与码盘上的光栅格数相对应，所以就需要生产多种不同光栅格数的码盘来制造相应分辨率的旋转编码器。这样，码盘的型号就较多，制造时较为不便，不适于大規模的量产。而且目前一个旋转编码器只能输出ー种分辨率，使用者需要购买多个不同分辨率的编码器来对应对分辨率要求不同的多个外部设备。
实用新型内容鉴于以上现状，本实用新型提供了一种驱动用于驱动编码器的码盘旋转的传动装置，该传动装置可以解决上述因加工难度而使编码器分辨率受到限制的问题，同时缓解动作源振动和干渉现象导致的误差，井能使一个旋转编码器能够输出多种分辨率从而使其适用于多种外部设备。根据本实用新型的ー个方面，提供了ー种用于驱动编码器的码盘旋转的传动装置，其包括转轴，该转轴的一端安装有码盘；第一传动装置，该第一传动装置连接编码器主轴，并接受来自编码器主轴的驱动カ并输出相应驱动力；第二传动装置，该第二传动装置连接带动码盘旋转的转轴的另一端，接受来自第一传动装置的驱动カ并驱动转轴。这样，码盘不是直接安装在编码器主轴上，码盘不再与主轴直接一体化同步回转，通过多级传动，避免了因轴发生动作源振动、干渉等现象而影响到码盘的转动状态，进而降低编码器的性能。进ー步，在上述驱动编码器的码盘旋转的传动装置中，当编码器主轴旋转时，在相同时间段内，码盘旋转的圈数是编码器主轴旋转圈数的整数倍，或编码器主轴的旋转圈数是码盘旋转圈数的整数倍。通过此结构，码盘的转速可以快于或慢于编码器主轴的转速，同一分辨率的码盘可以使编码器生产各种分辨率，而不需要将码盘分辨率和编码器分辨率绝对地一一对应。特别是当码盘的转速是编码器主轴转速的整数倍吋，将码盘的分辨率的整数倍作为编码器最终输出的分辨率，规避了单纯提高码盘单圈分辨率而提高编码器分辨率的技术及加工エ艺上的难点，突破业界最高分辨率产品瓶颈 ，而且可以只大批量成产几种基本光栅格数的齿轮，減少码盘的型号数量和生产成本。进ー步，在上述驱动编码器的码盘旋转的传动装置中，第一传动装置和第二传动装置包括齿轮组。进ー步，在上述驱动编码器的码盘旋转的传动装置中，第一传动装置包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮；第二传动装置包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮；第ー齿轮和编码器主轴连接并被编码器主轴驱动，第二齿轮和第三齿轮设置在同一轴线上并同步旋转，第四齿轮安装于转轴。通过齿轮组的两级传动，其优点是产品的成本不会因码盘的分辨率提高而陡増，因为设计不同传动比的齿轮部件其制造成本基本是一至的，且齿轮的加工エ艺非常成熟，避免了部件的加工不良风险的产生。传动装置进ー步包括变速装置，通过变速装置，使整数倍能够在预定范围中变化。通过这样的构造，一个旋转编码器可以在预先设定具有多种分辨率。在工作时根据外部设备的转速选择其中一种分辨率作为旋转编码器当前的分辨率。当该旋转编码器用于另ー个外部设备时，可以根据实际情况选择其中的另ー种分辨率作为旋转编码器当前的分辨率。这样，一个旋转编码器可以用于对分辨率具有不同需要的多个外部设备上，而不用同时购买多个只具有单一分辨率的旋转编码器来对应多个外部设备，減少了开支。
图I为现有技术中的旋转编码器的截面图；图2为具有本实用新型较优实施例中的传动装置的旋转编码器的截面图；图3为图2所示本实用新型实施例的传动装置部分的放大截面图。
具体实施方式
以下，将结合说明书附图，对本实用型新做出说明。參见图3，用于驱动编码器I的码盘旋转的传动装置具有转轴4，一端安装有码盘
2;第一传动装置5，连接编码器主轴3，接受来自编码器主轴3的驱动カ并输出相应驱动力到第二传动装置6 ;第二传动装置6，连接带动码盘2旋转的转轴4的另一端，接受来自第一传动装置5的驱动カ并驱动转轴4旋转。第一传动装置和第二传动装置包括齿轮组。第一传动装置5包括相互啮合的齿轮5A和齿轮5B ;第二传动装置包括相互啮合的齿轮6A和齿轮6B ;齿轮5A和编码器主轴3连接并被编码器主轴3驱动，齿轮5A随后带动与之啮合的齿轮5B转动。齿轮5B和齿轮6A同轴设置，且都与中间转轴7啮合，因此当齿轮5B旋转且带动中间转轴7旋转后，中间转轴7同时又带动齿轮6A旋转。与齿轮6A啮合的齿轮6B安装于转轴4。在齿轮6A旋转后，齿轮6B随之旋转，最后固定安装有码盘2的转轴4也被驱动旋转。在图I所示的现有旋转编码器I中，码盘2是直接安装在主轴3上，若主轴3发生动作源振动、干涉等现象，则会影响到码盘2的转动状态，进而降低编码器I的性能。而在图2及图3所示的根据本实用新型的旋转编码器I中，由于码盘2不是安装在主轴3上，编码器主轴3的震动在ニ级传动的过程中被部分地吸收，因此能够缓解对码盘旋转的影响。在本实施例中，齿轮5B和齿轮6A都与中间转轴7啮合，从而同步旋转。但本领域技术人员也容易想到将齿轮5B和齿轮6A在同轴线上直接啮合以使其同步旋转，这样可以省去中间转轴7或中间转轴7只是被设置来起到支撑齿轮5B和齿轮6A旋转的作用。接下来，以将码盘的分辨率4倍化的过程为例，来描述编码器分辨率的倍化过程。即，若码盘分辨率为2000P/R，则编码器分辨率将达到8000P/R。当主轴3受外部设备施加的カ回转I圈时，齿轮5A同步回转I圈，齿轮5A与齿轮5B组成的I级传动齿轮组的传动比为I : 4，即齿轮5A转动I圈时，齿轮5B转动4圏。齿轮5B与齿轮6A为同轴同步转动，故齿轮6A的转速与齿轮5B相同，齿轮6A与齿轮6B组成的ニ级传动中，齿轮6A与齿轮6B为相同规格齿轮，转速相同，齿轮6B同步带动转轴4及码盘2同步转动，传动比为I : I。因此，当主轴3回转I圈时，码盘2回转4圈，实现了码盘 分辨率4倍化作为编码器分辨率的输出，大幅提高了产品的使用分辨率。以上描述内容中的所述的“转速”的定义为単位时间内齿轮所回转的圈数，即角速度。齿轮5A :模数m = 1，齿数Z = 40，分度直径d = 40mm齿轮5B :模数m = 1，齿数Z = 10，分度直径d = IOmm齿轮6A :模数m = 1，齿数Z = 20，分度直径d = 20mm齿轮6B :模数m = 1，齿数Z = 20，分度直径d = 20mm以上齿轮设计规格为标准齿轮设计值，但是，本发明并不仅限于此，本领域技术人员能够很容易想到，根据产品内部空间大�。梢远猿萋止娓窠械髡词共捎梅潜晟杓瞥萋忠部墒迪直痉⒚�。对于齿轮的材质，一般强化树脂材质，如P0M、PPS、PBT都可以实现本发明。此外，编码器的分辨率不一定是码盘分辨率的4倍，可以通过调节齿轮的齿数，或利用多于两级的传动装置来实现编码器分辨率相对于码盘分辨率的各种整数倍值。另外，以上实施例给出的例子中，编码器输出的分辨率为码盘分辨率的4倍，但本实用新型并不限于此，本领域的技术人员可以作如下调整，使码盘分辨率为编码器分辨率的4倍齿轮5A :模数m = 1，齿数Z = 10，分度直径d = IOmm齿轮5B :模数m = 1，齿数Z = 40，分度直径d = 40mm齿轮6A :模数m = 1，齿数Z = 20，分度直径d = 20mm齿轮6B :模数m = 1，齿数Z = 20，分度直径d = 20mm这样，虽然使用的是同一个码盘，但可以通过选择合适的齿轮来产生不同的编码器分辨率。进ー步，传动装置可以包括变速装置，通过该变速装置，使编码器能够输出多种分辨率。该变速装置的内部结构可以现有技术来实现。例如可以在第二传动装置6中再加入ー组传动比为I : 2的齿轮，S卩，第二传动装置6中包括两组齿轮，一组是原有的传动比为I I的齿轮6A、6B，另ー组是新加入的传动比为I : 2的齿轮。转轴并不直接与这两组齿轮中的任何ー组啮合，而是通过ー个离合部件使转轴2和其中的ー组齿轮啮合。当转轴2与新加入的传动比为I : 2的齿轮组啮合时，转轴2由这组齿轮驱动旋转，此时编码器I的输出分辨率是码盘分辨率的8倍。当转轴2与原有的传动比为I : I的的齿轮组啮合吋，转轴2由这组齿轮驱动旋转，此时编码器I的输出分辨率是码盘分辨率的4倍。这样，若码盘分辨率为2000P/R，则编码器输出的分辨率就有8000P/R和16000P/R两种，因此该编码器既可以用在对应于8000P/R分辨率的转速的外部设备上，也可以用在对应于16000P/R分辨率的转速的外部设备上。而不需要为这两种外部设备分别购买一个编码器，減少了使用者的开支。以上的传动装置，不仅可使用于旋转编码器的实轴产品，也可以使用于旋转编码器半中空产品及全中空产品中，同样可以达到本发明所述的技术效果。以上是本实用新型的较佳实施例，只有较佳实施例以及附图被举例说明，并非用于限制本实用新型的权利范围，凡以相同的技术手段、或为本申请的权利要求内容所涵盖 的权利要求范围而实施的，均不脱离本发明的范畴而是申请人的权利范围。
权利要求1.一种用于驱动编码器的码盘旋转的传动装置，其特征在于，包括 转轴，所述转轴的一端安装有所述码盘； 第一传动装置，所述第一传动装置连接编码器主轴，接受来自所述编码器主轴的驱动力并输出相应驱动力； 第二传动装置，所述第二传动装置连接带动所述码盘旋转的所述转轴的另一端，并接受来自第一传动装置的驱动力并驱动所述转轴。
2.如权利要求I所述的传动装置，其特征在于，其中 当所述编码器主轴旋转时，在相同时间段内，所述码盘旋转的圈数是所述编码器主轴旋转圈数的整数倍，或所述编码器主轴的旋转圈数是所述码盘旋转圈数的整数倍。
3.如权利要求I或2所述的传动装置，其特征在于，其中， 所述第一传动装置和所述第二传动装置包括齿轮组。
4.如权利要求3所述的传动装置，其特征在于，其中， 所述第一传动装置包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮； 所述第二传动装置包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮； 所述第一齿轮和所述编码器主轴连接并被所述编码器主轴驱动，所述第二齿轮和第三齿轮设置在同一轴线上并同步旋转，所述第四齿轮安装于所述转轴。
5.如权利要求2所述的传动装置，其特征在于，其中， 所述传动装置进一步包括变速装置，通过所述变速装置，使所述整数倍能够在预定范围中变化。
专利摘要一种用于驱动编码器的码盘旋转的传动装置，其特征在于，包括转轴，一端安装有码盘；第一传动装置，连接编码器主轴，接受来自所编码器主轴的驱动力并输出相应驱动力；第二传动装置，连接带动码盘旋转的转轴的另一端，接受来自第一传动装置的驱动力并驱动转轴。
文档编号G01D11/00GK202522251SQ20122005600
公开日2012年11月7日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者周佳 申请人:欧姆龙(上海)有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
