光栅测速结构、码盘电机及机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及光栅测速结构、码盘电机及机器人。

背景技术：

转速是电机最为重要的一个状态参数，它是电机的一个重要的性能指标，把握它的有关参数和特性的测试以及故障检测与诊断的准确性；在速度闭环控制系统中，测速装置属于反馈环节，转速检测的快速性和精度将直接影响系统的控制效果和动静态性能指标。

采用光栅测速是非常廉价的方案，容易实现，并且测速效果在一定范围内可以满足大部分的需求。

但是对于微小型的直流电机，由于输出轴的直径非常细小，码盘也会非常小，而且厚度也很薄，用于测速的U形编码器的开口宽度也很窄。在码盘跟随直流电机输出轴旋转时，码盘和编码器之间的间隙也很小。由于加工误差的存在，光栅测速装置在微小型直流电机测速的实际运用中存在测速不准的问题。同样保证光栅测速装置在安装过程中的精度也存在一定困难。比如，码盘在竖直方向上的偏移不能太大、编码器必须严格和码盘平行，否则，码盘在旋转的时候容易碰到编码器，导致测速不准或发生故障。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光栅测速结构，其结构简单、装配方便，便于量产。

本实用新型的另一目的在于提供一种码盘电机，其结构简单、装配方便，便于量产。

本实用新型的另一目的在于提供一种机器人，其结构简单、测速准确。

本实用新型的提供一种技术方案：

一种光栅测速结构，用于对电机进行光栅测速。光栅测速结构包括基座、码盘、编码器和电路板，电机固定安装于基座上，码盘固定套设于电机的输出轴上。编码器与电路板均安装于基座上，编码器与电路板电连接。编码器与码盘相互配合，以对电机进行光栅测速。

进一步地，上述基座上设置有第一安装部和第二安装部。第一安装部与编码器连接，第二安装部与电路板连接。

进一步地，上述第一安装部为第一卡槽，编码器与第一卡槽卡接。第二安装部为第二卡槽，电路板与第二卡槽卡接。第一安装部用于在第一方向上固定编码器，第二安装部用于在第二方向上固定编码器。

进一步地，上述第一卡槽为U形。第一卡槽的U形开口方向与码盘相对，编码器贴合于第一卡槽的内侧壁上。第一卡槽相对的两个抵持部对编码器进行抵持，以在第一方向上固定编码器。

进一步地，上述编码器固定安装于电路板上，第二卡槽为U形。第二卡槽的开口方向与电机的输出轴一致，且朝向第一卡槽。电路板与第二卡槽卡接，编码器与第一卡槽卡接，以在第二方向上固定编码器。

进一步地，上述光栅测速结构还包括轮罩。轮罩固定安装于基座，轮罩用于在第三方向上固定编码器。

进一步地，上述轮罩设置有凸出部。基座和凸出部将编码器夹持于两者之间，以在第三方向上固定编码器。

进一步地，上述轮罩通过自攻螺丝固定安装于基座。

本实用新型还提供另一种技术方案：

一种码盘电机，包括直流电机和光栅测速结构。直流电机安装于基座，码盘固定套设于直流电机的输出轴上。光栅测速结构包括基座、码盘、编码器和电路板，电机固定安装于基座上，码盘固定套设于电机的输出轴上。编码器与电路板均安装于基座上，编码器与电路板电连接。编码器与码盘相互配合，以对电机进行光栅测速。

本实用新型还提供另一种技术方案：

一种机器人，包括机器人本体、运动单元、减速器和码盘电机。码盘电机，包括直流电机和光栅测速结构。直流电机安装于基座，码盘固定套设于直流电机的输出轴上。机器人本体与运动单元连接，码盘电机安装于机器人本体内部，码盘电机与减速器传动连接，减速器的输出轴与运动单元传动连接，并带动运动单元运动。

相比现有技术，本实用新型提供的光栅测速结构、码盘电机及机器人的有益效果是：

编码器安装于基座，并固定于基座。当码盘跟随电机的输出轴转动时，编码器与基座和电机保持相对静止。编码器相对于码盘的位置关系始终保持恒定，从而使光栅测速更加准确。同时编码器和电路板也可以方便地安装于基座，进一步提高了光栅测速结构的组装效率，从而一方面可保证微小型的直流电机的测速精度，另一方面也便于量产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的光栅测速结构的结构示意图；

图2为图1中II处的放大结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的编码器和电路板的安装结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的第一安装部和第二安装部的结构示意图。

图标：100-光栅测速结构；110-基座；112-第一安装部；114-第二安装部；120-直流电机；130-码盘；140-编码器；150-电路板；160-轮罩；161-凸出部。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的实施方式作详细说明。

第一实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种光栅测速结构100，其结构简单、装配方便，适用于对微小型电机的准确测速。

请参阅图2，本实施例提供的光栅测速结构100用于对直流电机120进行光栅测速，包括基座110、码盘130、编码器140和电路板150。直流电机120固定安装于基座110上，码盘130固定套设于直流电机120的输出轴上，编码器140与电路板150均安装于基座110上。编码器140与电路板150电连接，编码器140与码盘130相互配合，以对直流电机120进行光栅测速。

码盘130套设于直流电机120输出轴的方式可以为胶粘合，码盘130套设于电机的输出轴并随该输出轴一起转动。直流电机120的输出轴穿过码盘130的中心，使码盘130在随电机转动的过程中不发生偏移。

编码器140安装于基座110上，其安装方式可以是粘合，也可以是卡扣连接或通过连接件连接等。在本实施例中，编码器140为U形，且U形的编码器140的开口方向与码盘130的直径方向一致。U形编码器140的开口于码盘130相对，且码盘130的部分区域位于该开口内，从而实现对直流电机120转速的测量。

同时应当理解的是码盘130和电路板150安装于基座110的含义仅仅表示码盘130和电路板150相对于基座110静止。码盘130和电路板150可以直接安装于基座110上，也可以用过中间件安装于基座110上。在本实施例中，码盘130和电路板150均直接安装于基座110上。当然，并不仅限于此，在本实用新型的其他实施例中，码盘130和电路板150也可以通过中间件安装于基座110上。如电路板150可以安装在直流电机120的外壳上(直流电机120的外壳安装于基座110上，其相对于基座110是静止的。该直流电机120外壳就是将电路板150安装于基座110上的中间件)，也可以是电路板150和码盘130均安装在直流电机120的外壳上。

为了使光栅测速更加准确，需要对码盘130和编码器140在直流电机120运行过程的的相对位移进行控制。码盘130和编码器140的相对位置发生的变化越小时，其测量的精度越高。

请参阅图3，对编码器140进行固定，主要是从三个方向进行，即第一方向、第二方向和第三方向。第一方向是沿直流电机120的输出轴的延伸方向；第二方向是垂直于第一方向，即垂直于直流电机120输出轴的方向，也即码盘130的直径方向；第三方向是垂直于基座110的方向。

请参阅图4，以下详细说明本实施例对编码器140从三个方向固定的具体实施方式。

在本实施例中，基座110上设置有第一安装部112和第二安装部114。第一安装部112与编码器140连接，第二安装部114与电路板150连接。

在本实施例中，第一安装部112为第一卡槽，第二安装部114为第二卡槽；编码器140与第一卡槽卡接，电路板150与第二卡槽卡接。第一安装部112用于在第一方向上固定编码器140，第二安装部114用于在第二方向上固定编码器140。

在本实施例中，第一卡槽为U形，第一卡槽的U形开口方向与码盘130相对。编码器140贴合于U形的第一卡槽的内侧壁上，第一卡槽相对的两个抵持部对编码器140进行抵持，以在第一方向(沿直流电机120输出轴的方向)上固定编码器140。即第一卡槽使编码器140在沿直流电机120输出轴方向不会发生位移。

在本实施例中，编码器140固定安装于电路板150上，第二卡槽也为U形。编码器140固定安装于电路板150上主要是为了将编码器140和电路板150连接成一个整体，并使两者的运动状态一致。当然，两者的安装方式可以有多种，如粘合连接或通过中间件连接等。第二卡槽的开口方向与直流电机120的输出轴一致，即第二卡槽的开口方向与第二卡槽的开口方向之间相互垂直，且第二卡槽的开口方向朝向第一卡槽。在本实施例中，U形的第二卡槽靠近第一卡槽的侧边部分与第一卡槽底边连接。在第一卡槽底边设置有供连接编码器140与电路板150的中间件容置的缺口(图中未标号)，同时该缺口也可以防止电路板150和编码器140组成的连接体在第一方向上发生运动。U形的第二卡槽将电路板150卡持于两抵持部之间，从而在第二方向(垂直于直流电机120输出轴的方向)上固定电路板150，进而在第二方向上固定编码器140。即第二卡槽使编码器140在沿垂直于直流电机120输出轴方向不会发生位移。

在本实施例中，为使编码器140在第三方向上实现固定，光栅测速结构100还包括安装于基座110上的轮罩160。

在本实施例中，轮罩160安装于基座110的方式是通过自攻螺丝。当然并不仅限于此，在本实用新型的其他实施例中，其安装方式也可以为其他，如两者相互粘合。

轮罩160上设置有凸出部161，基座110与凸出部161相对的部分形成一个夹持空间，并将编码器140夹持于夹持空间内，以在第三方向上固定编码器140。

综上，编码器140与第一卡槽卡接，实现了在第一方向上固定编码器140；编码器140与电路板150连接，电路板150与第二卡槽卡接，实现了在第二方向上固定编码器140；轮罩160的凸出部161与基座110将编码器140夹持于两者之间形成的夹持空间中，实现了在第三方向上固定编码器140。

本实施例提供的光栅测速结构100的有益效果是：编码器140安装于基座110，并固定于基座110。当码盘130跟随直流电机120的输出轴转动时，编码器140与基座110和直流电机120保持相对静止。编码器140相对于码盘130的位置关系始终保持恒定，从而使光栅测速更加准确。同时编码器140和电路板150也可以方便地安装于基座110，从而提高了光栅测速结构100的组装效率。从而一方面可保证微小型的直流电机120的测速精度，另一方面也便于量产。

第二实施例

本实施例提供了一种码盘电机(附图未示)，其结构简单，装配方便，适用于微小型机器人等设备。

本实施例提供的码盘电机包括直流电机120和第一实施例提供的光栅测速结构100。直流电机120安装于基座110，码盘130固定套设于直流电机120的输出轴上。

直流电机120的安装方式可以是螺栓连接，也可以是卡扣连接等。在本实施例中，其安装方式为通过自攻螺丝固定安装于基座110上。

第三实施例

本实施例提供一种机器人(附图未示)，其装配方便，测速准确。

本实施例提供的机器人包括机器人本体、运动单元、减速器和第二实施例提供的码盘电机。码盘电机与减速器转动连接，减速器的输出轴与运动单元传动连接，并带动运动单元运动，进而使机器人本体运动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。