编码器柔性连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及检测装置技术领域，尤其涉及一种编码器柔性连接结构。


背景技术：

2.伺服电机在当今社会生产中被广泛运用于机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备，其通过将自带的编码器信号反馈给驱动器，驱动器再根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)，其与编码器性能与装配精度有关。
3.编码器是将角位移转变为电信号，输出给伺服控制器，实现速度和角度控制的精密元件。编码器一般安装于电机转轴末端，与电机轴通过销钉螺栓刚性连接，但是上述刚性连接的连接方式存在问题如下：
4.在伺服电机高速运转且负载不均匀、且使用场景处于振动情况下，上述刚性连接的连接方式将伺服电机的振动传递给编码器，从而导致编码器故障或者使编码器内部元件发生机械碰撞，造成编码器损害，进一步降低了编码器的使用寿命。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种编码器柔性连接结构，以解决现有技术中的一个或多个问题。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
7.编码器柔性连接结构，包括盖板以及可旋转地设置于所述盖板的轴，所述轴的近端穿过所述盖板并与编码器连接。
8.所述编码器柔性连接结构还包括转接装置，所述转接装置的近端与所述轴的远端连接，所述转接装置的远端与电机轴连接。
9.所述转接装置包括盘本体以及与所述盘本体间隙配合的至少两片金属块。
10.进一步的，所述盘本体具有与所述金属块配合的凹槽以及具有供所述轴贯穿的第一孔，每片所述金属块与所述凹槽的一部分之间具有径向间隙，每片所述金属块与所述凹槽的一部分之间具有轴向间隙。
11.进一步的，相对两片所述金属块之间同向设置或非同向设置。
12.进一步的，所述金属块具有可供轴贯穿的第二孔。
13.进一步的，所述金属块具有至少一个开口。
14.进一步的，所述金属块形状为h形、三角形、方形中的任意一种。
15.进一步的，所述轴通过至少一个轴承可旋转地设置于所述盖板。
16.进一步的，所述轴承采用深沟球轴承。
17.进一步的，所述盖板靠近转接装置的一侧还具有用于包围轴承的凸起部。
18.进一步的，所述凸起部沿轴向延伸并与所述盖板一体成型。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：
20.(1)本实用新型采用柔性连接结构，通过将转接装置设计成盘本体和与盘本体凹槽间隙配合的金属块，每片金属块与凹槽的一部分之间具有径向间隙，一部分之间具有轴向间隙，电机旋转时金属块在凹槽内产生轴向和径向运动从而构成柔性连接，轴向间隙能够防止转轴受热膨胀产生轴向形变导致顶死变为刚性连接，径向间隙能够吸收旋转产生的振动动能以及防止受力不均或安装不当导致的翘曲，避免编码器因振动而产生故障或损害，降低成本损失，提高编码器的可靠性和安全性。
21.(2)进一步的，相对两片所述金属块之间非同向设置相比于同向设置能够让凹槽处具有一定的厚度，从而使盘本体具有更高的强度和疲劳极限，提高柔性连接结构的使用寿命。
22.(3)进一步的，凹槽底面上设有四个轴向的延伸部，金属块采用与所述延伸部间隙配合的h形，具有4个延伸角，侧向刚度大，具有更好的抗弯曲性能和更高的强度，提高柔性连接结构的使用寿命，同时使用材料少，节约生产成本。
23.(4)进一步的，金属块具有至少一个开口，通过开口减少了金属块与凹槽槽壁之间的接触面积，防止金属块在凹槽中运动时摩擦力过大，降低吸振效果。
附图说明
24.图1示出了本实用新型实施例一提供的编码器柔性连接结构的结构示意图。
25.图2示出了本实用新型实施例一提供的编码器柔性连接结构在a-a方向的剖视图。
26.图3示出了本实用新型实施例一提供的编码器柔性连接结构中转接装置与电机轴连接的示意图。
27.图4示出了本实用新型实施例一提供的编码器柔性连接结构中转接装置的结构示意图。
28.图5示出了本实用新型实施例一提供的编码器柔性连接结构中盘本体的结构示意图。
29.图6示出了本实用新型实施例一提供的编码器柔性连接结构中金属片的结构示意图。
30.图7示出了本实用新型实施例一提供的编码器柔性连接结构中盘本体与金属片径向间隙示意图。
31.图8示出了本实用新型实施例一提供的编码器柔性连接结构中盘本体与金属片轴向间隙示意图。
32.附图中标记：
33.1、轴；2、转接装置；201、盘本体；2011、第一孔；2012、延伸部；202、金属块；2021、第二孔；2022、开口；2023、延伸角；203、凹槽；3、盖板；301、凸起部；302、轴承；4、编码器；5、电机轴。
具体实施方式
34.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点
和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、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能涵盖的范围内。
35.在本实用新型的描述中，限定术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
36.为了更加清楚地描述上述编码器柔性连接结构，本实用新型限定术语“近端”和“远端”，具体而言，“近端”表示轴1靠近编码器4的一端，“远端”表示轴1靠近电机轴5的一端，以图2为例，图2中轴1的右边为近端，轴1的左边为远端，转接装置2的右边为近端，转接装置2的左边为远端。
37.实施例一
38.请参考图2，一种编码器柔性连接结构，包括盖板3以及可旋转地设置于所述盖板3的轴1，所述轴1的近端穿过所述盖板3并与编码器4连接；所述编码器柔性连接结构还包括转接装置2，所述转接装置2的近端与所述轴1的远端连接，所述转接装置2的远端与电机轴5连接。
39.请参考图4、图5和图6，下面描述转接装置2的具体结构如下：
40.所述转接装置2包括盘本体201以及与所述盘本体201间隙配合的两片金属块202。
41.进一步的，请参考图7和图8，所述盘本体201具有与所述金属块202配合的凹槽203以及具有可供轴1贯穿的第一孔2011，每片所述金属块202与所述凹槽203的一部分之间具有径向间隙α，每片所述金属块202与所述凹槽203的一部分之间具有轴向间隙β。
42.具体来说，在本实施例一所述编码器柔性连接结构中，在所述盘本体201凹槽203底面上设有四个轴向的延伸部2012，所述四个延伸部2012的设置使得所述金属块202形状成型为具有四个延伸角2023的h形，并且所述金属块202可配合在四个延伸部2012之间的凹槽203内。左右相邻的两个所述延伸角2023之间的凹部壁面与所述延伸部2012壁面之间的间隙为径向间隙α，所述金属块202底面与所述凹槽203底面之间的间隙为轴向间隙β。呈h形的金属块202侧向刚度大，具有更好的抗弯曲性能和更高的强度，并且使用较少的材料即可制造成型。
43.相应的，在本实用新型的其他实施例中，所述金属块202也可以是除h形之外的任意形状，例如三角形、方形中的任意一种，其只要满足与盘本体201之间具有径向间隙α和轴向间隙β即可。
44.进一步的，相对两片所述金属块202之间非同向设置，使盘本体201具有一定的厚度，从而使盘本体201具有更高的强度和疲劳极限。具体而言，在本实施例一中，相对两侧所述金属块202在所述盘本体201直径方向上互为垂直设置。
45.当然，在本实用新型的其他实施例中，相对两片所述金属块202之间也可以同向设置，其只要保证盘本体201具有足够的强度即可。
46.进一步的，所述金属块202具有可供轴1贯穿的第二孔2021，用于固定轴1和电机轴5。具体而言，在本实施例一中，所述第一孔2011为开设于所述盘本体201轴心处的圆孔，所述第二孔2021为开设于所述金属块202轴心处的圆孔，当所述金属块202装配在盘本体201上时，所述第一孔2011和第二孔2021之间同轴设置。
47.进一步的，请参考图6，所述金属块202具有至少一个开口2022。具体而言，在本实施例一中，所述开口2022开设于所述金属块202的左右两侧，相邻开口2022均以第二孔2021为中心对称设置，所述开口2022减少了金属块202与凹槽203槽壁之间的接触面积，防止金属块202在凹槽203中运动时摩擦力过大，降低吸振效果。
48.请参考图2，下面描述盖板3的具体结构如下：
49.所述盖板3呈中空圆盘状，所述轴1通过两个轴承302可旋转地设置于所述盖板3，优选地，在本实施例一所述编码器柔性连接结构中，所述轴承302采用深沟球轴承，其具有摩擦阻力小，转速高的优点，适用于承受径向和轴向同时作用的联合负荷的结构。
50.进一步的，所述盖板3靠近转接装置2的一侧还具有用于包围轴承302的凸起部301。
51.进一步的，所述凸起部301沿轴向延伸并与所述盖板3一体成型。
52.当然，在本实用新型的其他实施例中，所述凸起部301与所述盖板3也可以是互相连接的独立结构，其只要满足可将轴承302包围即可，并且可以达到防尘的效果。
53.在本实用新型的实施例一中，所述编码器4可以采用市售的编码器4，只要能够满足将轴1的角位移转换成电信号即可。
54.下面描述本实用新型的具体工作过程如下：
55.请参考图2和图3，本实用新型工作时，电机通电驱动电机轴5旋转，电机轴5带动电机轴5一侧的金属块202旋转，盘本体201将电机轴5产生的扭力传递至轴1一侧的金属块202，金属块202再将扭力传递至轴1使其旋转，编码器4通过读取轴1的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲输出数字信号。电机轴5以及轴1旋转时，金属块202在凹槽203内产生轴向和径向运动从而构成柔性连接，轴向间隙β能够防止轴1或电机轴5受热膨胀产生轴向形变导致顶死变为刚性连接，径向间隙α能够吸收旋转产生的振动动能以及防止受力不均或安装不当导致的翘曲，避免编码器4因振动而产生故障或损害，降低成本损失，提高编码器4的可靠性和安全性。
56.相应的，本实用新型的编码器柔性连接结构不仅仅适用于伺服电机，同时还可以适用于任何使用编码器4或者旋转位移传感器的使用场景，如机床主轴，车辆传动系统，风机等，对此，本实用新型不作进一步赘述。
57.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于
本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。