一种编码器的制作方法

1.本实用新型涉及电子设备领域，尤其涉及一种编码器。


背景技术：

2.为了更好对电机实施控制，需要编码器来反馈电机的当前位置信号。目前常用的为光栅式编码器，这类编码器的结构较为复杂，成本较高，只能在较良好的工作环境下工作。
3.申请号为201821224505.6、名称为“具有旋转式电磁编码器的同步电机”的中国专利中，公布的编码器结构虽然采用电磁感应的方式来感应电机的当前位置，但未整合对电机进行供电/控制的功能，在实际使用中还需增加额外的结构对电机供电，不适用于要求小体积的场合。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种编码器，解决现有电磁式编码器不适用于要求小体积场合的问题。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种编码器，安装于旋转驱动件上，包括第一电路板、第二电路板和导电柱；所述导电柱的一端连接所述第一电路板，另一端连接所述第二电路板；
7.所述第一电路板固定于所述旋转驱动件上，且与所述旋转驱动件电连接；所述旋转驱动件的旋转轴穿过所述第一电路板，连接有磁体；
8.所述第二电路板上与所述磁体对应的位置处设有检测芯片。
9.可选的，所述旋转驱动件包括驱动件芯子，所述驱动件芯子和所述旋转轴从所述旋转驱动件的同一平面上伸出；
10.所述第一电路板上开设有第一板芯孔；所述驱动件芯子从所述第一板芯孔中穿过，与所述第一板芯孔固定连接且电连接。
11.可选的，所述导电柱包括固定连接的第一导电柱部和第二导电柱部；
12.所述第一电路板上开设有第一板导电孔；所述第一导电柱部固定插设于所述第一板导电孔中，且与所述第一板导电孔电连接；
13.所述第一板芯孔通过设于所述第一电路板上的铜线电连接所述第一板导电孔。
14.可选的，所述第二导电柱部远离所述第一导电柱部的平面上开设有导电柱内螺纹孔，所述第二电路板上开设有第二板导电孔；
15.所述编码器还包括导电螺丝；所述导电螺丝穿过所述第二板导电孔，螺纹连接所述导电柱内螺纹孔；所述导电螺丝电连接所述第二板导电孔；
16.所述检测芯片固定于所述第二电路板背离所述磁体的平面上。
17.可选的，所述驱动件芯子和所述第一板芯孔焊接；所述第一导电柱部和所述第一板导电孔焊接，所述第一板导电孔为通孔；所述第二导电柱部的直径大于所述第一板导电
孔的直径；
18.所述旋转驱动件和所述第一电路板之间设有垫板，所述垫板朝向所述驱动件芯子的侧面抵接所述驱动件芯子；所述垫板上与所述导电柱对应的位置处开设有垫板导电避让孔；
19.所述垫板上开设有垫板轴孔，所述第一电路板上开设有第一板轴孔；所述旋转轴依次穿过所述垫板轴孔和所述第一板轴孔，固定连接所述磁体。
20.可选的，所述旋转驱动件包括两个驱动件芯子，所述旋转轴位于两个所述驱动件芯子之间；
21.所述垫板位于两个所述驱动件芯子之间，所述垫板的相对两侧面分别抵接一所述驱动件芯子；
22.所述第一电路板上开设有两个所述第一板芯孔和两个所述第一板导电孔，所述编码器包括两个所述导电柱，所述第二电路板上开设有两个所述第二板导电孔；
23.所述导电柱为铜柱，所述第一导电柱部和第二导电柱部为一体成型结构；所述导电螺丝为铜螺丝；所述旋转驱动件为有刷电机；
24.所述磁体为磁环，所述磁环固定套设于所述旋转轴上；所述磁环和所述旋转轴的连接方式为胶接。
25.可选的，所述旋转驱动件还通过支撑柱固定连接有壳体；所述第一电路板、第二电路板、垫板、导电柱、支撑柱、驱动件芯子、旋转轴、磁体和检测芯片均位于所述壳体中；
26.所述支撑柱包括固定连接的第一支撑柱部和第二支撑柱部；
27.所述第一电路板上开设有第一板支撑孔；所述第一支撑柱部插设于所述第一板支撑孔中，且与所述第一板支撑孔焊接；所述第二支撑柱部的直径大于所述第一板支撑孔的直径；
28.所述垫板上与所述支撑柱对应的位置处开设有垫板支撑避让孔，所述支撑柱为铜柱；
29.所述第二支撑柱部远离所述第一支撑柱部的平面上开设有支撑柱内螺纹孔，所述第二电路板上开设有第二板支撑孔，所述壳体上开设有壳体固定孔；
30.所述编码器还包括沉头螺丝；所述沉头螺丝依次穿过所述壳体固定孔和第二板支撑孔，螺纹连接所述支撑柱内螺纹孔。
31.可选的，所述编码器包括三个所述支撑柱，旋转轴位于三个支撑柱形成的等边三角形内；
32.所述第一电路板的形状为被直线截去部分的圆，包括一曲线边和一直线边；三个所述支撑柱中靠近所述第一电路板直线边的两个所述支撑柱，和两个所述导电柱形成矩形，矩形的其中两条边和所述第一电路板直线边平行；
33.所述壳体朝向所述第二电路板的平面上设有加强筋。
34.可选的，所述第二电路板上还设有编码器接口；所述壳体上开设有用于露出所述编码器接口的开口；
35.所述编码器接口包括接口引脚，所述第二电路板上开设有引脚孔；所述接口引脚插设于所述引脚孔中，且与所述引脚孔焊接。
36.可选的，所述编码器接口包括一字排列的六个接口引脚，六个所述编码器的排列
方向和所述第一电路板直线边平行；六个所述接口引脚位于靠近所述第一电路板直线边的两个所述支撑柱之间；
37.六个所述接口引脚中，最左边的接口引脚和最右边的接口引脚均为旋转驱动件供电引脚，中间的四个接口引脚包括两个编码器供电引脚和两个编码器信号输出引脚；
38.所述第二电路板上开设有六个引脚孔，六个所述接口引脚和六个所述引脚孔一一对应；六个所述引脚孔中，最左边的引脚孔和最右边的引脚孔通过设于所述第二电路板上的铜线分别电连接一所述第二板导电孔。
39.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
40.该编码器中设于第二电路板上的检测芯片可以感应磁铁的磁场线相对于检测芯片的角度，从而计算旋转驱动件的速度和转动角度，相对于传统的光电编码器造价更加低廉且稳定性好。进一步的，该编码器通过第一电路板和导电柱的传导，使得第二电路板电连接旋转驱动件，从而使第二电路板还具有对旋转驱动件进行供电和控制的作用，节省了额外的控制/供电零件所需的安装空间，使得编码器的整体体积更加小巧。
附图说明
41.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
42.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
43.图1为本实用新型实施例提供的编码器的结构示意图；
44.图2为本实用新型实施例提供的编码器的部分结构示意图；
45.图3为本实用新型实施例提供的旋转驱动件的结构示意图；
46.图4为本实用新型实施例提供的第一电路板的结构示意图；
47.图5为本实用新型实施例提供的导电柱的结构示意图；
48.图6为本实用新型实施例提供的第二电路板的结构示意图；
49.图7为本实用新型实施例提供的编码器的另一部分结构示意图；
50.图8为本实用新型实施例提供的编码器的再一部分结构示意图；
51.图9为本实用新型实施例提供的编码器的另一结构示意图；
52.图10为本实用新型实施例提供的壳体的结构示意图；
53.图11为本实用新型实施例提供的编码器接口的结构示意图。
54.图示说明：1、第一电路板；11、第一板芯孔；12、第一板导电孔；13、第一板轴孔；14、第一板支撑孔；2、第二电路板；21、第二板导电孔；22、第二板支撑孔；23、引脚孔；3、旋转驱动件；31、旋转轴；32、驱动件芯子；41、导电柱；411、第一导电柱部；412、第二导电柱部；42、支撑柱；51、磁体；52、检测芯片；6、壳体；61、壳体固定孔；62、加强筋；71、导电螺丝；72、沉头
螺丝；8、垫板；81、垫板导电避让孔；82、垫板支撑避让孔；9、编码器接口；91、接口引脚。
具体实施方式
55.为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
56.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“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，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。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
57.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
58.本实用新型提供了一种安装于旋转驱动件3上的编码器。
59.请参考图1和图2，本实用新型提供的编码器包括第一电路板1、第二电路板2和导电柱41。导电柱41的一端连接第一电路板1，另一端连接第二电路板2。
60.第一电路板1固定于旋转驱动件3上，且与旋转驱动件3电连接。旋转驱动件3的旋转轴31穿过第一电路板1，连接有磁体51。
61.第二电路板2上与磁体51对应的位置处设有检测芯片52。
62.该编码器中设于第二电路板2上的检测芯片52可以感应磁铁的磁场线相对于检测芯片52的角度，从而计算旋转驱动件3的速度和转动角度，相对于传统的光电编码器造价更加低廉且稳定性好。进一步的，该编码器通过第一电路板1和导电柱41的传导，使得第二电路板2电连接旋转驱动件3，从而使第二电路板2还具有对旋转驱动件3进行供电和控制的作用，节省了额外的控制/供电零件所需的安装空间，使得编码器的整体体积更加小巧。
63.具体的，磁体51为磁环，具体为具有磁极径向对半特点的径向磁环。该磁环固定套设于旋转轴31上，和旋转轴31的连接方式为胶接。
64.请参考图3，旋转驱动件3包括驱动件芯子32，驱动件芯子32和旋转轴31从旋转驱动件3的同一平面上伸出。驱动件芯子32用于向旋转驱动件3供电并以此控制旋转驱动件3的旋转。
65.请参考图2-4，第一电路板1上开设有第一板芯孔11。驱动件芯子32从第一板芯孔11中穿过，与第一板芯孔11固定连接且电连接。具体的，驱动件芯子32和第一板芯孔11焊接。由此，使得第一电路板1固定于旋转驱动件3上，且和旋转驱动件3电连接。
66.在本实施例中，旋转驱动件3为体积微小的有刷电机。该类有刷电机上没有螺纹孔，无法采用螺纹连接的方式与其他零件固定。本实施例采用焊接的方式将第一电路板1和有刷电机上的驱动件芯子32连接，同时实现了固定和导电的功能，也规避了螺纹连接的问题。
67.请参考图5，导电柱41包括固定连接的第一导电柱部411和第二导电柱部412。
68.请参考图4-5，第一电路板1上开设有第一板导电孔12。第一导电柱部411固定插设
于第一板导电孔12中，且与第一板导电孔12电连接。具体的，第一导电柱部411和第一板导电孔12焊接，第一板导电孔12为通孔。第二导电柱部412的直径大于第一板导电孔12的直径，以便于将第二导电柱部412稳固地置于第一电路板1表面上。
69.第一板芯孔11通过设于第一电路板1上的铜线电连接第一板导电孔12。综上，导电柱41固定于第一电路板1上且与驱动件芯子32电连接。
70.请参考图5-6，第二导电柱部412远离第一导电柱部411的平面上开设有导电柱内螺纹孔，第二电路板2上开设有第二板导电孔21。
71.请参考图7，编码器还包括导电螺丝71。导电螺丝71穿过第二板导电孔21，螺纹连接导电柱内螺纹孔。导电螺丝71电连接第二板导电孔21。
72.综上，第二电路板2固定于旋转驱动件3上且与驱动件芯子32电连接，从而对旋转驱动件3进行供电。导电柱41既起到了导电的作用，也起到了对第二电路板2进行支撑和固定的作用。
73.优选的，检测芯片52固定于第二电路板2背离所述磁体51的平面上。由于检测芯片52不接触磁体51，如果检测芯片52设于第二电路板2朝向磁体51的平面上，第二电路板2和磁体51之间的距离需要更远才满足要求。而当检测芯片52固定于第二电路板2背离所述磁体51的平面上时，检测芯片52可以和导电螺丝71一起占用编码器的同一高度空间，使得编码器整体的结构更加紧凑，体积更小。
74.请参考图8，旋转驱动件3和第一电路板1之间设有垫板8，垫板8朝向驱动件芯子32的侧面抵接驱动件芯子32。垫板8上与导电柱41对应的位置处开设有垫板导电避让孔81。垫板导电避让孔81的设置可以避免导电柱41与第一电路板1焊接后出现焊锡干涉的问题。
75.垫板8上开设有垫板轴孔，第一电路板1上开设有第一板轴孔13。旋转轴31依次穿过垫板轴孔和第一板轴孔13，固定连接磁体51。
76.在本实施例中，旋转驱动件3包括两个驱动件芯子32，旋转轴31位于两个驱动件芯子32之间。
77.垫板8位于两个驱动件芯子32之间，垫板8的相对两侧面分别抵接一驱动件芯子32。对应的，第一电路板1上开设有两个第一板芯孔11和两个第一板导电孔12，编码器包括两个导电柱41，第二电路板2上开设有两个第二板导电孔21。
78.导电柱41优选为铜柱，第一导电柱部411和第二导电柱部412优选为一体成型结构。导电螺丝71优选为铜螺丝。
79.请参考图9，在本实施例中，旋转驱动件3还通过支撑柱42固定连接有壳体6。第一电路板1、第二电路板2、垫板8、导电柱41、支撑柱42、驱动件芯子32、旋转轴31、磁体51和检测芯片52均位于壳体6中。壳体6能够对编码器起到保护作用，且还具有防尘防灰的作用。
80.请参考图10，壳体6朝向所述第二电路板2的平面上固定设有加强筋62，能够有效提高壳体6的刚度和强度，并对编码器进行加强保护。
81.请参考图1-2，在本实施例中，支撑柱42的结构和导电柱41的结构相同，即支撑柱42包括固定连接的第一支撑柱部和第二支撑柱部。
82.第一电路板1上开设有第一板支撑孔14。第一支撑柱部插设于第一板支撑孔14中，且与第一板支撑孔14焊接。为了实现焊接，支撑柱42优选为铜柱。垫板8上与支撑柱42对应的位置处开设有垫板支撑避让孔82，垫板支撑避让孔82的设置也是为了避免焊接后的焊锡
干涉。
83.第二支撑柱部的直径大于第一板支撑孔14的直径，以使第二支撑柱部可以稳固地置于第一电路板1表面上。
84.第二支撑柱部远离第一支撑柱部的平面上开设有支撑柱内螺纹孔，第二电路板2上开设有第二板支撑孔22，壳体6上开设有壳体固定孔61。
85.编码器还包括沉头螺丝72。沉头螺丝72依次穿过壳体固定孔61和第二板支撑孔22，螺纹连接支撑柱内螺纹孔。支撑柱42不仅能够固定和支撑壳体6，还对第二电路板2起到了加固的作用。
86.在本实施例中，支撑柱42和导电柱41优选采用相同的零件。
87.在本实施例中，编码器包括三个支撑柱42，旋转轴31位于三个支撑柱42形成的等边三角形内。
88.第一电路板1的形状为被直线截去部分的圆，包括一曲线边和一直线边。三个支撑柱42中靠近第一电路板1直线边的两个支撑柱42，和两个导电柱41形成矩形，矩形的其中两条边和第一电路板1直线边平行。
89.通过三个支撑柱42和两个导电柱41的位置设置，使得壳体6和第二电路板2均能够牢固地固定于旋转驱动件3上。
90.请参考图1、图9和图11在本实例中，第二电路板2上还焊接有编码器接口9，在编码器接口9插入对应的线缆可以将编码器信号对外输出，并且向编码器和旋转驱动件3供电。在壳体6上开设有用于露出编码器接口9的开口以便插拔线缆。
91.编码器接口9包括接口引脚91，第二电路板2上开设有引脚孔23。接口引脚91插设于引脚孔23中，且与引脚孔23焊接。
92.具体的，编码器接口9包括一字排列的六个接口引脚91，六个编码器的排列方向和第一电路板1直线边平行。六个接口引脚91位于靠近第一电路板1直线边的两个支撑柱42之间。
93.六个接口引脚91中，最左边的接口引脚91和最右边的接口引脚91均为旋转驱动件供电引脚，用于向旋转驱动件供电；中间的四个接口引脚91包括两个用于向编码器供电的编码器供电引脚和用于输出电机位置信号的两个编码器信号输出引脚。
94.第二电路板2上开设有六个引脚孔23，六个接口引脚91和六个引脚孔23一一对应。六个引脚孔23中，最左边的引脚孔23和最右边的引脚孔23通过设于第二电路板2上的铜线分别电连接一第二板导电孔21。将旋转驱动件供电引脚设于最左边和最右边，可使其与对应的第二板导电孔21距离更近，进而使得第二电路板2上布铜线更加容易。
95.本实用新型提供的编码器，通过设于第二电路板2上的检测芯片52可以感应磁铁的磁场线相对于检测芯片52的角度，从而计算旋转驱动件3的速度和转动角度，相对于传统的光电编码器造价更加低廉且稳定性好。
96.此外，该编码器通过第一电路板1和导电柱41的传导，使得第二电路板2电连接旋转驱动件3，从而使第二电路板2还具有对旋转驱动件3进行供电和控制的作用，节省了额外的控制/供电零件所需的安装空间，使得编码器的整体体积更加小巧。
97.进一步的，该编码器中通过焊接的方式完成第一电路板1和驱动件芯子32的连接，以及导电柱41和第一电路板1的连接，既规避了小体积电机无法通过螺纹和其他零件连接
的问题，还实现了从电机芯子至导电柱41的电传导。
98.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。