一种新型非接触式编码器的制作方法

本实用新型涉及编码器技术领域，特别涉及一种新型非接触式编码器。

背景技术：

随着社会的不断发展，电子产品快速更新迭代，在目前的电子产品当中，需要使用到各种不同的开关，其中旋钮开关由于换挡操作方便，被人们广泛地所使用，在一些旋钮开关中需要使用本体中空轴编码器，如申请号cn201910591080.5的中国实用新型专利公开了一种旋钮，包括旋钮本体、码盘、电路板以及槽型光电开关，所述电路板上设置有第一类接口和第二类接口，第一类接口以及第二类接口用于连接槽型光电开关。通过选择槽型光电开关的数量以及通道数并对应设置码盘的编码可以获得需要的档位数的旋钮。该专利利用槽型光电开关实现电位器和编码器功能，但槽型光电开关是直射式的光电开关，需要配备结构复杂的码盘，增加了生产和组装成本，同时槽型光电开关与码盘之间的空间极易透光，使得槽型光电开关容易产生乱码信号，稳定性有待提高。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种新型非接触式编码器。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种新型非接触式编码器，包括轴套、波动盘、光学组件、中壳，所述波动盘设置在轴套与中壳之间，所述波动盘与轴套之间设置产生档位手感的定位结构，所述光学组件包括均位于波动盘同一侧的发光源和接受源，所述波动盘一体设置有反光面和遮光部，所述发光源往反光面方向发射光并通过反光面将光反射至接受源，所述遮光部可阻挡光进入接受源，通过转动波动盘切换位于发光源发射光光路前方的反光面和遮光部。

在上述技术方案中，所述波动盘上包塑有反光板，所述反光板从波动盘裸露出的一侧表面为反光面，多个遮光部沿周向间隔设置在波动盘上。

在上述技术方案中，还包括固定在中壳一侧的底板，所述中壳与底板之间设置有安装光学组件的pcb板，所述中壳设置有发光孔和接光孔，所述发光源、接受源分别定位在发光孔、接光孔中。

在上述技术方案中，所述遮光部为遮光面积不小于接光孔面积的遮光柱。

为实现上述目的，本实用新型还提供另一种新型非接触式编码器，包括轴套、波动盘、光学组件、中壳，所述波动盘设置在轴套与中壳之间，所述波动盘与轴套之间设置产生档位手感的定位结构，所述光学组件包括均位于波动盘同一侧的发光源和接受源，所述发光源发射光光路前方设置有将光反射至接受源的反光板，所述反光板与光学组件之间设置有可阻挡光进入接受源的遮光板，所述遮光板具有遮光的遮光部和透光的避空部，所述遮光板与波动盘连接并通过转动波动盘切换位于发光源发射光光路前方的遮光部和避空部。

在上述技术方案中，所述反光板固定在轴套与中壳之间，所述反光板开设有供波动盘中空轴穿过的圆孔，所述遮光板套设在波动盘中空轴上，所述反光板面向中壳的一侧表面为反光面。

在上述技术方案中，所述遮光板设置有套设在波动盘中空轴上的通孔，所述通孔开设有卡接槽，所述波动盘中空轴上设置有与卡接槽卡接的凸台。

在上述技术方案中，所述遮光部为遮光片，多个遮光片沿周向间隔设置在遮光板上，相邻两个遮光片之间的缺口形成避空部。

在上述技术方案中，还包括固定在中壳一侧的底板，所述中壳与底板之间设置有安装光学组件的pcb板，所述中壳设置有发光孔和接光孔，所述发光源、接受源分别定位在发光孔、接光孔中。

本实用新型有益效果在于，本实用新型结构合理、设计新颖、实用性强，通过将光学组件设置在反光面的同一侧，大大的简化了结构，减少了生产和组装成本，其中设置反光面的反光板与遮光柱一体成型在波动盘上或将反光板与遮光板分开设置，使得发光源发出的光通过反光面反射到接受源中形成一下回路，当波动盘转动时，遮光部会遮住接光孔使接受源接受不到光形成一个断路，实现编码功能，同时波动盘和光学组件密封在轴套、中壳、底板之间，使得光学组件不会受到外界光的干扰，保证编码的稳定性；卡圈装入轴芯的卡槽中，以防止轴芯脱落；将弹簧与钢珠装入波动盘安装孔中，以达到固定弹簧及钢珠的作用，弹簧增加轴芯的旋转力矩，钢珠与轴套定位齿配合提供档位定位手感，采用弹簧与钢珠定位结构以提高产品的旋转寿命；pcb板上设有与开关弹片相应的开关电路；开关弹片设置成四脚支撑的形状，以提高产品按压寿命；通过中壳的凹槽对开关弹片进行定位。

附图说明

图1是实施例一的立体结构示意图。

图2是实施例一的分解结构示意图。

图3是实施例一的分解结构示意图（图2的另一视图方向）。

图4是光学组件的安装结构示意图。

图5是实施例一波动盘的结构示意图。

图6是实施例一波动盘的分解结构示意图。

图7是实施例二的立体结构示意图。

图8是实施例二的分解结构示意图。

图9是实施例二的分解结构示意图（图8的另一视图方向）。

图中：1、底板；2、pcb板；21、开关电路；22、焊接孔；23、端子；3、中壳；30、圆孔；31、发光孔；32、接光孔；321、第一接光孔；322、第二接光孔；33、凹槽；4、波动盘；40、卡孔；41、反光面；42、遮光柱；43、安装孔；44、弹簧；45、钢珠；46a及46b、反光板；47、遮光板；471、遮光片；472、避空部；473、卡接槽；48、凸台；5、轴套；50、中孔；51、定位齿；6、支架；61、铆接脚；7、轴芯；71、卡槽；72、卡圈；73、按压子；74、开关弹片；81、定位柱；82、定位孔；83、固定柱；84、固定孔；9、光学组件；91、发光源；92、接受源。

具体实施方式

参照附图介绍本实用新型的具体实施方式。

实施例一，

如图1-6所示，一种新型非接触式编码器，包括轴套5、波动盘4、光学组件9、中壳3、底板1、轴芯7、按压子73、卡圈72、支架6，波动盘4设置在轴套5与中壳3之间，波动盘4与轴套5之间设置产生档位手感的定位结构，光学组件9包括均位于波动盘4同一侧的发光源91和接受源92，波动盘4一体设置有反光面41和遮光部，发光源91往反光面41方向发射光并通过反光面41将光反射至接受源92，遮光部可阻挡光进入接受源92，通过转动波动盘4切换位于发光源91发射光光路前方的反光面41和遮光部。

波动盘4上包塑有反光板46a，反光板46a从波动盘4裸露出的一侧表面为反光面41，多个遮光部沿周向间隔设置在波动盘4上。遮光部为遮光面积不小于接光孔32面积的遮光柱42。反光板46a为金属反光板46a，发光板呈一个圆环状，反光板46a的一侧表面形成可以反射光线的镜面；反光板46a边缘设置有多个倒钩，相邻两个倒钩延伸的方向相反，使反光板46a可以稳定包塑在波动盘4上。

底板1固定在中壳3一侧，中壳3与底板1之间设置有安装光学组件9的pcb板2，中壳3设置有发光孔31和接光孔32，发光源91、接受源92分别定位在发光孔31、接光孔32中。

轴套5内壁设置有定位齿51，波动盘4沿着径向开设有安装孔43，安装孔43内设置有弹簧44和钢珠45，钢珠45在弹簧44的作用下与定位齿51协作组成定位结构。

底板1上设置有与pcb板2相匹配的卡槽71，卡槽71内设置有用于定位pcb板2的固定柱83，pcb板2上设置有与固定柱83卡接的固定孔84。

轴芯7下端依次穿过轴套5的中孔50、波动盘4的卡孔40、中壳3的圆孔30并与同轴设置在轴芯7下方的按压子73连接，轴芯7的下部与波动盘4卡孔40卡接以带动波动盘4转动，卡圈72位于轴套5与波动盘4之间并卡接在轴芯7的卡槽71内以限制轴芯7轴向上的自由度。

pcb板2上设置有开关电路21，开关电路21连接有开关弹片74，中壳3设置有与开关弹片74形状相匹配的凹槽33，开关弹片74嵌设在凹槽33内，沿着轴向直线移动的轴芯7通过按压子73作用于开关弹片74。

pcb板2设置有多个焊接孔22，焊接孔22内插设并固定有与外接电路连接的端子23，端子23从底板1处延伸露出。

支架6设置在轴套5一侧，支架6设置有与底板1铆接固定的铆接脚61，轴套5、中壳3和底板1之间设置有相匹配的定位孔82和定位柱81并通过支架6铆合固定。

pcb板2上设置与光学组件9连接的电路，将两组光学组件9的2个发光源91与2个接受源92焊接在pcb板2上后，通过对pcb板2电路通电，使发光源91与接受源92可以工作。

六个遮光柱42沿周向间隔设置在波动盘4上，遮光柱42凸设在波动盘4上。发光源91通过发光孔31将光照射到波动盘4反光面41上，波动盘4反光面41将光反射到接光孔32中的接受源92中，接受源92接受到光后形成一下回路并通过pcb板2输出低电平信号；当波动盘4转动时，面积较大的遮光柱42会遮住接光孔32，以阻挡经过反射面的反射至接光孔32的光，使接受源92接受不到光，形成一个断路并通过pcb板2输出高电平信号。

实施例二，

如图7-9所示，一种新型非接触式编码器，包括轴套5、波动盘4、光学组件9、中壳3、底板1、轴芯7、按压子73、卡圈72、支架6，波动盘4设置在轴套5与中壳3之间，波动盘4与轴套5之间设置产生档位手感的定位结构，光学组件9包括均位于波动盘4同一侧的发光源91和接受源92，发光源91发射光光路前方设置有将光反射至接受源92的反光板46b，反光板46b与光学组件9之间设置有可阻挡光进入接受源92的遮光板47，遮光板47具有遮光的遮光部和透光的避空部472，遮光板47与波动盘4连接并通过转动波动盘4切换位于发光源91发射光光路前方的遮光部和避空部472。相比实施例一，将反光板46b固定设置在中壳3与轴套5之间，使得反光板46b与遮光板47分开设置，编码过程与实施例一相同。

反光板46b固定在轴套5与中壳3之间，反光板46b开设有供波动盘4中空轴穿过的圆孔30，遮光板47套设在波动盘4中空轴上，反光板46b面向中壳3的一侧表面为反光面41。

遮光板47设置有套设在波动盘4中空轴上的通孔，通孔开设有卡接槽33，波动盘4中空轴上设置有与卡接槽33卡接的凸台48。

遮光部为遮光片471，多个遮光片471沿周向间隔设置在遮光板47上，相邻两个遮光片471之间的缺口形成避空部。

底板1固定在中壳3一侧，中壳3与底板1之间设置有安装光学组件9的pcb板2，中壳3设置有发光孔31和接光孔32，发光源91、接受源92分别定位在发光孔31、接光孔32中。

轴套5内壁设置有定位齿51，波动盘4沿着径向开设有安装孔43，安装孔43内设置有弹簧44和钢珠45，钢珠45在弹簧44的作用下与定位齿51协作组成定位结构。

底板1上设置有与pcb板2相匹配的卡槽71，卡槽71内设置有用于定位pcb板2的固定柱83，pcb板2上设置有与固定柱83卡接的固定孔84。

轴芯7下端依次穿过轴套5的中孔50、波动盘4的卡孔40、中壳3的圆孔30并与同轴设置在轴芯7下方的按压子73连接，轴芯7的下部与波动盘4卡孔40卡接以带动波动盘4转动，卡圈72位于轴套5与波动盘4之间并卡接在轴芯7的卡槽71内以限制轴芯7轴向上的自由度。

pcb板2上设置有开关电路21，开关电路21连接有开关弹片74，中壳3设置有与开关弹片74形状相匹配的凹槽33，开关弹片74嵌设在凹槽33内，沿着轴向直线移动的轴芯7通过按压子73作用于开关弹片74。

pcb板2设置有多个焊接孔22，焊接孔22内插设并固定有与外接电路连接的端子23，端子23从底板1处延伸露出。

支架6设置在轴套5一侧，支架6设置有与底板1铆接固定的铆接脚61，轴套5、中壳3和底板1之间设置有相匹配的定位孔82和定位柱81并通过支架6铆合固定。

pcb板2上设置与光学组件9连接的电路，将两组光学组件9的2个发光源91与2个接受源92焊接在pcb板2上后，通过对pcb板2电路通电，使发光源91与接受源92可以工作。

六个遮光片471沿周向间隔设置在遮光板47上，发光源91通过发光孔31将光照射到反光面41上，反光面41将光反射到接光孔32中的接受源92中，接受源92接受到光后形成一下回路并通过pcb板2输出低电平信号；当波动盘4转动时，带动遮光板47转动，使得面积较大的遮光片471会遮住接光孔32，以阻挡经过反射面的反射至接光孔32的光，使接受源92接受不到光，形成一个断路并通过pcb板2输出高电平信号。

根据增量式编码器的原理，上述两个实施例的两组光学组件9产生的编码信号在相位上相差1/4周期，利用两组光学组件9来判断旋转方向，将两个接光孔32与波动盘4遮光柱42的相对位置错开，在同一档位时，与第一组光学组件9对应的第一接光孔321位于其中一个遮光柱42的中心位置，与第二组光学组件9对应的第二接光孔322位于另一个遮光柱42中心与边缘之间的位置，顺时针旋转波动盘4时，第一组光学组件9比第二组光学组件9先产生高/低电平信号，逆时针旋转波动盘4时，第二组光学组件9比第一组光学组件9先产生高/低电平信号。

本实用新型结构合理、设计新颖、实用性强，通过将光学组件9设置在反光面41的同一侧，大大的简化了结构，减少了生产和组装成本，其中设置反光面41的反光板46a与遮光柱一体成型在波动盘4上或将反光板46b与遮光板47分开设置，使得发光源91发出的光通过反光面41反射到接受源92中形成一下回路，当波动盘4转动时，遮光部会遮住接光孔32使接受源92接受不到光形成一个断路，实现编码功能，同时波动盘4和光学组件9密封在轴套5、中壳3、底板1之间，使得光学组件9不会受到外界光的干扰，保证编码的稳定性；卡圈72装入轴芯7的卡槽71中，以防止轴芯7脱落；将弹簧44与钢珠45装入波动盘4安装孔43中，以达到固定弹簧44及钢珠45的作用，弹簧44增加轴芯7的旋转力矩，钢珠45与轴套5定位齿51配合提供档位定位手感，采用弹簧44与钢珠45定位结构以提高产品的旋转寿命；pcb板2上设有与开关弹片74相应的开关电路21；开关弹片74设置成四脚支撑的形状，以提高产品按压寿命；通过中壳3的凹槽33对开关弹片74进行定位。

以上并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡依据本实用新型技术实质，对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。