本發(fā)明涉及光電編碼器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙碼盤編碼器及機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)自動化技術(shù)的快速發(fā)展，協(xié)作機器人作為一種重要的工業(yè)自動化設(shè)備，越來越得到重視，并且應用越來越廣泛。在協(xié)作機器人有關(guān)技術(shù)中，對協(xié)作機器人關(guān)節(jié)等運動部件的控制最為重要和關(guān)鍵。

協(xié)作機器人關(guān)節(jié)等運動部件可以通過無刷直流電機提供動力，并通過雙編碼盤編碼器對協(xié)作機器人的無刷直流電機以及關(guān)節(jié)等運動部件的運動姿態(tài)進行檢測，進而實現(xiàn)對協(xié)作機器人關(guān)節(jié)等運動部件的全閉環(huán)控制。其中，雙編碼盤編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖、數(shù)字量或模擬量信號輸出的傳感器。利用它可以實現(xiàn)角度、直線位移、轉(zhuǎn)速等模擬物理量的測量。

在現(xiàn)有技術(shù)中，當使用雙編碼盤編碼器對無刷直流電機及關(guān)節(jié)等運動部件進行運動姿態(tài)檢測時，由于雙編碼盤編碼器中的光電編碼器需要與無刷直流電機的輸出軸或關(guān)節(jié)等運動部件的傳動軸直接連接，所以經(jīng)常會發(fā)生金屬碎屑、灰塵的各類雜質(zhì)通過電機輸出軸到達雙編碼盤編碼器的光電編碼盤處，造成雙編碼盤編碼器的光電編碼盤污染，從而無法進行正常的光電編碼，導致協(xié)作機器人關(guān)節(jié)等運動部件無法正常工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種雙編碼盤編碼器及機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)，以實現(xiàn)對光電編碼盤的密封，從而避免了雜質(zhì)對光電編碼盤污染。具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實施例公開了一種雙碼盤編碼器，包括：

編碼器殼體；

支持板，安裝于所述編碼器殼體內(nèi)部，用于將所述編碼器殼體的內(nèi)部分隔為第一腔體和第二腔體；

第一傳動軸，所述第一傳動軸為具有中心孔的空心軸，通過安裝于所述支持板的第一轉(zhuǎn)動軸承承載，與所述支持板轉(zhuǎn)動連接；

第二傳動軸，通過安裝于所述第一傳動軸中心孔內(nèi)的第二轉(zhuǎn)動軸承承載，同軸的安裝于所述第一傳動軸的中心孔內(nèi)；

所述第一傳動軸位于所述第二腔體的部分，固定安裝有第一光電編碼盤；

所述第二傳動軸位于所述第二腔體的部分，固定安裝有第二光電編碼盤。

可選的，所述雙碼盤編碼器包括端蓋，所述端蓋與所述編碼器殼體固定連接，用于封閉所述第二腔體，將所述第一光電編碼盤、所述第二光電編碼盤封裝在所述編碼器殼體內(nèi)部。

可選的，所述端蓋與所述編碼器殼體的連接處具有卡槽，所述卡槽與所述編碼器殼體的邊緣相嵌套。

可選的，所述第一光電編碼盤安裝于所述第一傳動軸位于所述第二腔體的端面；

所述第二光電編碼盤安裝于所述第二傳動軸位于所述第二腔體的端面。

可選的，所述第一光電編碼盤集成有換向控制器，所述第一傳動軸用于與無刷直流電機的輸出軸固定連接，所述換向控制器用于根據(jù)所述第一光電編碼盤所測量得到的第一傳動軸的旋轉(zhuǎn)角度的光電編碼信號，確定出所述無刷直流電機的輸出軸的轉(zhuǎn)動角度，根據(jù)所述轉(zhuǎn)動角度對所述無刷直流電機進行換向控制。

可選的，所述雙碼盤編碼器包括：

第一連接柱、第二連接柱和第一擴展電路板；

所述第一連接柱為階梯軸結(jié)構(gòu)，具有小軸端和大軸端，所述第一連接柱的小軸端的外表面具有外螺紋，所述第一連接柱的大軸端的端面具有螺紋孔；

所述第一連接柱通過所述小軸端的外螺紋與所述編碼器殼體上的螺紋孔固定連接；所述第一連接柱的小軸端穿過所述支持板的安裝孔，利用軸肩將所述支持板與所述編碼器殼體固定連接；

所述第二連接柱為階梯軸結(jié)構(gòu)，具有小軸端和大軸端，所述第二連接柱的小軸端的外表面具有外螺紋，所述第二連接柱的大軸端的端面具有螺紋孔；

所述第二連接柱通過所述小軸端的外螺紋與所述第一連接柱的螺紋孔連接，所述第二連接柱的小軸端穿過所述第一擴展電路板的安裝孔，利用軸肩將所述第一擴展電路板固定安裝于所述第一連接柱與所述第二連接柱之間；

其中，所述第一擴展電路板預設(shè)有傳感器或控制電路，用于擴展所述雙碼盤編碼器的功能。

本發(fā)明實施例還公開了一種機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)，包括：

上述的雙碼盤編碼器；

無刷直流電機，所述無刷直流電機的輸出軸的一端與所述雙碼盤編碼器的第一傳動軸固定連接；

減速裝置，所述無刷直流電機的輸出軸的另一端與所述雙碼盤編碼器的第二傳動軸通過所述減速裝置實現(xiàn)傳動連接，所述減速裝置用于將所述所述無刷直流電機的輸出軸的轉(zhuǎn)動傳遞至所述第二傳動軸。

可選的，所述無刷直流電機的輸出軸為所述第一傳動軸。

本發(fā)明實施例提供的一種雙碼盤編碼器及機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)，通過編碼器殼體、支持板、第一轉(zhuǎn)動軸承以及第二轉(zhuǎn)動軸承對雙碼盤編碼裝置中的光電編碼盤實現(xiàn)了密封，使得各類雜質(zhì)不能通過電機輸出軸或其他途徑到達雙編碼盤編碼器的光電編碼盤處，避免了光電編碼盤被各類所污染，從而保證了光電編碼盤能夠進行正常的光電編碼，進一步保證了機器人關(guān)節(jié)等運動部件的正常工作。當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種雙碼盤編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖1和圖2中各組件名稱與附圖標記之間的對應關(guān)系為：

101編碼器殼體、102支持板、103第一傳動軸、104第二傳動軸、105第一光電編碼盤、106第二光電編碼盤、107第一轉(zhuǎn)動軸承、108第二轉(zhuǎn)動軸承、109計算板、110第一連接柱、111第二連接柱、112第三連接柱、113第四連接柱、114卡槽、115端蓋、116第一擴展電路板、117第二擴展電路板、121第一腔體、122第二腔體、131法蘭盤；

201減速裝置、202殼體、203無刷直流電機、204斷電保護器、205連接件、206輸出軸、207第一花鍵、208雙碼盤編碼器、209第一傳動軸、210第二花鍵、211第二傳動軸、212法蘭。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在工業(yè)生產(chǎn)中，為了使得傳動軸之間的傳動能夠更加節(jié)省空間，傳動結(jié)構(gòu)緊湊，所以利用空心傳動軸內(nèi)部嵌套傳動軸的方式，實現(xiàn)同軸傳動及調(diào)速已經(jīng)越來越普遍。尤其在協(xié)作機器人領(lǐng)域，無刷直流電機為空心軸電機，其輸出軸為空心軸，并且貫穿無刷直流電機的兩側(cè)，所以可以在輸出軸的一側(cè)連接減速裝置，將輸出軸的高速轉(zhuǎn)動傳遞至在輸出軸內(nèi)部嵌套安裝的低速傳動軸。在輸出軸和低速傳動軸的另一側(cè)需要連接至編碼器，分別對輸出軸和低速傳動軸的轉(zhuǎn)動狀態(tài)進行測量。

針對上述情況，需要編碼器能夠與嵌套在一起的兩個同軸的傳動軸同時連接。

本發(fā)明實施例公開了一種雙碼盤編碼器，該雙碼盤編碼器具有兩個光電編碼盤，分別安裝在雙碼盤編碼器的兩個傳動軸上，并且兩個傳動軸同軸線的嵌套安裝。雙碼盤編碼器的兩個傳動軸能夠與待檢測部件嵌套在一起的兩個同軸的傳動軸連接并分別對待檢測部件的兩個傳動軸進行測量。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的雙碼盤編碼器的結(jié)構(gòu)進行詳細的介紹。

參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的一種雙碼盤編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：

編碼器殼體101，編碼器殼體101主要用于將雙碼盤編碼器的各個部件封裝在一起，使得雙碼盤編碼器能夠成為獨立的部件，并且能夠使得雙碼盤編碼器能夠與需要通過雙碼盤編碼器進行測量的待檢測部件進行固定連接，從而使得雙碼盤編碼器能夠穩(wěn)定的進行工作。

在本發(fā)明實施例一種可能的實現(xiàn)方式中，編碼器殼體101的結(jié)構(gòu)可以如圖1所示，其與待檢測部件相連接的端面具有法蘭盤131，并能夠通過法蘭盤131上的一個或多個安裝孔，使用螺釘或螺栓等連接形式與待檢測部件固定連接。法蘭盤131具有中心孔，第一傳動軸103和第二傳動軸104從中心孔穿出，并與待檢測部件的傳動軸相連接。

編碼器殼體101內(nèi)側(cè)，與待檢測部件相連接的端面相對且平行的內(nèi)壁上具有一個或多個螺紋孔，可以用于安裝支持板102等其他內(nèi)部零件，使之與編碼器殼體101能夠?qū)崿F(xiàn)固定連接。

在本發(fā)明實施例另一種可能的實現(xiàn)方式中，編碼器殼體101也可以為用于過渡連接的其他連接結(jié)構(gòu)，例如，可以不具有法蘭盤131，當編碼器殼體101的外形結(jié)構(gòu)為圓柱形結(jié)構(gòu)時，在編碼器殼體101的外表面或內(nèi)表面可以具有螺紋，通過螺紋將編碼器殼體101與待檢測部件固定連接。

或者還可以將待檢測部件的殼體直接作為編碼器殼體101，并將雙碼盤編碼器的各個部件封裝在一起，從而在可以待檢測部件中集成雙碼盤編碼器，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。

支持板102，安裝于編碼器殼體101內(nèi)部，用于將編碼器殼體101的內(nèi)部分隔為第一腔體121和第二腔體122。

支持板102具有一個或多個安裝孔，可以通過安裝孔使用螺釘與編碼器殼體101相連接，并將支持板102的一個端面與編碼器殼體101具有一個或多個螺紋孔的內(nèi)壁壓緊，使支持板102與編碼器殼體101固定連接。

支持板102也可以通過自身的螺紋與編碼器殼體101進行螺紋連接，還可以通過焊接等不可拆卸的連接方式與編碼器殼體101連接。在此，具體的連接方式不做限定。

支持板102具有階梯形的中心孔，中心孔內(nèi)壁為連接第一轉(zhuǎn)動軸承107的軸承安裝面，并且通過中心孔內(nèi)側(cè)的軸肩，靠緊第一轉(zhuǎn)動軸承107的軸承外圈的端面，實現(xiàn)對第一轉(zhuǎn)動軸承107的軸承外圈進行軸向定位。

支持板102中心孔內(nèi)壁與第一轉(zhuǎn)動軸承107接觸的安裝面上具有油封，從而防止軸承內(nèi)的油脂泄露及外界的異物進入。

支持板102的具體結(jié)構(gòu)可以如圖1所示的結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，支持板102的結(jié)構(gòu)還可以有多種形式，只要同時具有與編碼器殼體101的連接結(jié)構(gòu)，如安裝孔等；與第一轉(zhuǎn)動軸承107連接的軸承安裝面；用于對第一轉(zhuǎn)動軸承107進行軸向定位的結(jié)構(gòu)，如，軸肩等。滿足上述要求的結(jié)構(gòu)件都可以作為支持板102的可選結(jié)構(gòu)，在實際應用中，可以根據(jù)就要進行選擇。

支持板102可以將編碼器殼體101的內(nèi)部分隔為第一腔體121和第二腔體122，從而使得第二腔體122能夠相對獨立，在第二腔體122中部件能夠更好的受到保護。

第一傳動軸103，第一傳動軸103為具有中心孔的空心軸，通過安裝于支持板102的第一轉(zhuǎn)動軸承107承載，與支持板102轉(zhuǎn)動連接。

第一傳動軸103外圓柱面具有軸承安裝面，第一轉(zhuǎn)動軸承107軸承內(nèi)圈套在該軸承安裝面上，同時通過第一傳動軸103外圓柱面上的軸肩，靠緊第一轉(zhuǎn)動軸承107軸承內(nèi)圈的端面，實現(xiàn)第一轉(zhuǎn)動軸承107軸承內(nèi)圈的軸向定位。并且第一傳動軸103外圓柱面的軸承安裝面上具有油封，防止軸承內(nèi)的油脂泄露及外界的異物進入。

第一轉(zhuǎn)動軸承107的可以根據(jù)需要進行選擇，例如可以為深溝球軸承，或當?shù)谝粋鲃虞S103需要承載較大軸向力時可以選擇推力軸承，當?shù)谝粋鲃虞S103需要承載加大徑向力時，可以選擇圓柱滾子軸承。

第二傳動軸104，通過安裝于第一傳動軸103中心孔內(nèi)的第二轉(zhuǎn)動軸承108承載，同軸的安裝于第一傳動軸103的中心孔內(nèi)。

第一傳動軸103中心孔內(nèi)嵌套式的安裝有第二傳動軸104，第一傳動軸103的中心孔為具有軸肩的階梯孔，并具有安裝第二轉(zhuǎn)動軸承108的安裝面，該安裝面與第二轉(zhuǎn)動軸承108的軸承外圈表面相配合，實現(xiàn)第一傳動軸103與第二轉(zhuǎn)動軸承108的連接，并且通過軸肩靠緊第二轉(zhuǎn)動軸承108的軸承外圈，實現(xiàn)第二轉(zhuǎn)動軸承108的軸承外圈的軸向定位。并且第一傳動軸103中心孔內(nèi)的軸承安裝面上具有油封。

第二傳動軸104為階梯軸，在外圓柱面上具有安裝第二轉(zhuǎn)動軸承108的安裝面，第二轉(zhuǎn)動軸承108套在第二傳動軸104上，第二傳動軸104的軸承內(nèi)圈的內(nèi)表面與該安裝面相配合，實現(xiàn)第二傳動軸104與第二傳動軸104的連接。第二傳動軸104的軸肩靠緊第二傳動軸104的軸承內(nèi)圈，使得第二傳動軸104的軸承內(nèi)圈實現(xiàn)軸向定位。

與第一轉(zhuǎn)動軸承107類似，第二轉(zhuǎn)動軸承108的型號也可以根據(jù)需要進行選擇。

第一傳動軸103和第二傳動軸104穿過編碼器殼體101中心孔的一端可以作為連接端，可以通過聯(lián)軸器，或者花鍵或其他連接方式，分別固定連接在待測量部件的傳動軸上。從而實現(xiàn)對待檢測部件傳動軸的幾何位移量的檢測。

在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，待測量的部件的傳動軸可以直接作為雙碼盤編碼器的第一傳動軸103和第二傳動軸104，例如，待測量的部件為空心軸直流電機，且該直流電機空心輸出軸內(nèi)同軸的嵌套安裝有經(jīng)過減速系統(tǒng)減速的傳動軸，則該直流電機的空心輸出軸可以作為第一傳動軸103，其內(nèi)部同軸的嵌套安裝的傳動軸可以作為第二傳動軸104。

第一傳動軸103位于第二腔體122的部分，固定安裝有第一光電編碼盤105。

第二傳動軸104位于第二腔體122的部分，固定安裝有第二光電編碼盤106。

第一傳動軸103和第二傳動軸104均同時穿過了第一腔體121和第二腔體122，第一腔體121能夠和外界相通，容易受到粉塵、金屬碎屑等的污染。而第二腔體122，通過支持板102以及第一轉(zhuǎn)動軸承107和第二轉(zhuǎn)動軸承108的密封，將第二腔體122與第一腔體121相隔離，從而使得第二腔體122不會收到來自外界的污染。

第一傳動軸103和第二傳動軸104，分別通過第一轉(zhuǎn)動軸承107，第二轉(zhuǎn)動軸承108的承載，可以在第二腔體122中延伸出一個自由端。

在第一傳動軸103位于第二腔體122的部分和第二傳動軸104位于第二腔體122的自由端的部分，分別安裝有第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106。第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106可以分別安裝在第一傳動軸103和第二傳動軸104延伸在第二腔體122中的自由端的端面上，也可以分別套裝在第一傳動軸103和第二傳動軸104位于第二腔體122的外圓柱面上。

在本發(fā)明實施例的一種可能的實現(xiàn)方式中，第一光電編碼盤105安裝于第一傳動軸103位于第二腔體122的端面；

第二光電編碼盤106安裝于第二傳動軸104位于第二腔體122的端面。

第一傳動軸103和第二傳動軸104在第二腔體122內(nèi)延伸的長度可以不做限定，任何長度都可以實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的。但是，為了使雙碼盤編碼器的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，可以將第一傳動軸103和第二傳動軸104在第二腔體122內(nèi)延伸的長度盡量縮短。

如圖1所示，為了縮短第一傳動軸103和第二傳動軸104在第二腔體122內(nèi)延伸的長度，可以將第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106，分別安裝于第一傳動軸103位于第二腔體122的端面和第二傳動軸104位于第二腔體122的端面。從而能夠使得第一傳動軸103和第二傳動軸104在第二腔體122內(nèi)延伸的長度最短。

第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106具有一個或多個安裝孔，可以通過該安裝孔，同時第一傳動軸103和第二傳動軸104的端面可以具有一個或端個螺紋孔，可以使用螺釘將第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106固定安裝于第一傳動軸103和第二傳動軸104的端面。使第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106的端面與第一傳動軸103和第二傳動軸104的端面通過螺釘壓緊并實現(xiàn)固定連接。

并且，如圖1所示，為了使第一傳動軸103在第二腔體122內(nèi)延伸的長度最短，可以使第一傳動軸103在第二腔體122內(nèi)的端面靠近第一滾動軸承107的端面和第二滾動軸承108。當?shù)谝还怆娋幋a盤105安裝于第一傳動軸103的端面時，可以利用第一光電編碼盤105對第一滾動軸承107的軸承內(nèi)圈和第二滾動軸承108的軸承外圈實現(xiàn)軸向定位。

在本發(fā)明實施例的另一種可能的實現(xiàn)方式中，第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106可以分別套裝在第一傳動軸103和第二傳動軸104位于第二腔體122的外圓柱面上，第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106中心具有可以與花鍵相配合的中心孔，可以穿過第一傳動軸103和第二傳動軸104，并與第一傳動軸103和第二傳動軸104外圓柱面的花鍵相配合，并可以通過擋圈等零件進行軸向定位。

在本發(fā)明實施例提供的雙碼盤編碼器中，在第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106中間，還安裝有計算板109，計算板109可以通過螺釘固定安裝于編碼器殼體101，計算板109具有中心孔，第二傳動軸104可以穿過計算板109的中心孔，第二傳動軸104的轉(zhuǎn)動，不會影響計算板109與編碼器殼體101的固定連接。

計算板109上具有用于第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106實現(xiàn)光電編碼的光源，從而使第一光電編碼盤105和第二光電編碼盤106能夠進行光電編碼。

具體的，第一光電編碼盤105、第二光電編碼盤106和計算板109的具體結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn)光電編碼的具體過程及原理，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不在贅述。

在本發(fā)明實施例中，通過支持板102以及第一轉(zhuǎn)動軸承107和第二轉(zhuǎn)動軸承108的密封，將第二腔體122與第一腔體121相隔離，使得各類雜質(zhì)不能通過第一腔體121到達雙編碼盤編碼器的光電編碼盤處，避免了光電編碼盤被各類所污染，從而保證了光電編碼盤能夠進行正常的光電編碼。

在本發(fā)明實施例提供的雙碼盤編碼器中，雙碼盤編碼器包括端蓋115，端蓋115與編碼器殼體101固定連接，用于封閉第二腔體122，將第一光電編碼盤105、第二光電編碼盤106封裝在編碼器殼體101內(nèi)部。

在本發(fā)明實施例中，通過支持板102以及第一轉(zhuǎn)動軸承107和第二轉(zhuǎn)動軸承108的密封，將第二腔體122與第一腔體121相隔離，使得與待檢測部件相連接出所產(chǎn)生的金屬碎屑等雜質(zhì)不能通過第一腔體121進入第二腔體122。但是第二腔體122還有可能灰塵以及空氣中水分等的影響，所以可以為第二腔體122安裝端蓋115。

端蓋115為具有一開放端面的空心殼體，通過將端蓋115的開放端面與編碼器殼體101固定連接，可以使第二腔體122成為一個完全密封的腔體，從而更加完善的保護了第一光電編碼盤105、第二光電編碼盤106等重要零件。

端蓋115可以與編碼器殼體101通過螺釘或螺紋等實現(xiàn)可拆卸連接，也可以通過焊接等方式實現(xiàn)不可拆卸的連接。

例如，當編碼器殼體101的外形結(jié)構(gòu)為圓柱形時，端蓋115的開放端面?zhèn)鹊膬?nèi)壁或外表面可以具有螺紋，相應的編碼器殼體101與端蓋115想連接的邊緣處可以具有內(nèi)螺紋或外螺紋，從而通過螺紋連接，使端蓋115與編碼器殼體101固定連接。

為了能夠提高雙碼盤編碼器的防護等級，優(yōu)選的，端蓋115與編碼器殼體101的連接處具有卡槽114，卡槽114與編碼器殼體101的邊緣相嵌套。

端蓋115可以在與編碼器殼體101相連接的端面，具有如圖1中卡槽114所示的結(jié)構(gòu)，卡槽114為具有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)的凹槽。相應的，在編碼器殼體101與端蓋115相連接的邊緣處，具有與卡槽114相匹配的突出部，編碼器殼體101的突出部能夠插入卡槽114的凹槽中，與卡槽114實現(xiàn)過渡或過盈配合，從而進一步的提高雙碼盤編碼器的防護等級。

可選的，在本發(fā)明實施例提供的雙碼盤編碼器中，第一光電編碼盤105集成有換向控制器，當?shù)谝粋鲃虞S105與無刷直流電機的輸出軸固定連接時，換向控制器用于根據(jù)第一光電編碼盤105所測量得到的第一傳動軸103的旋轉(zhuǎn)角度的光電編碼信號，確定出無刷直流電機的輸出軸的轉(zhuǎn)動角度，根據(jù)所述轉(zhuǎn)動角度對無刷直流電機進行換向控制。

無刷直流電機一般通過內(nèi)置的霍爾傳感器，檢測電機內(nèi)部磁場的變化，從而實現(xiàn)無刷直流電機的換向。然而在無刷直流電機內(nèi)部安裝霍爾傳感器，使得無刷直流電機結(jié)構(gòu)較大，并且成本較高。所以，在本發(fā)明實施例中，可以通過在第一光電編碼盤105上集成換向控制器的方式，實現(xiàn)無刷直流電機的換向，從而不需要再無刷直流電機內(nèi)部內(nèi)置霍爾傳感器，使得無刷直流電機結(jié)構(gòu)更加緊湊，并且降低了成本。

當?shù)谝粋鲃虞S103與無刷直流電機的輸出軸固定連接時，固定安裝于第一傳動軸103上的第一光電編碼盤105上可以直接測量出第一傳動軸103的旋轉(zhuǎn)角度的光電編碼信號，該光電編碼信號可以直接反映出無刷直流電機的輸出軸的轉(zhuǎn)動角度。第一光電編碼盤105上集成的換向控制器，可以判斷該轉(zhuǎn)動角度是否為預設(shè)的轉(zhuǎn)動角度，當測量出的轉(zhuǎn)動角度為預設(shè)的轉(zhuǎn)動角度，換向控制器可以向無刷直流電機內(nèi)部的換向電路發(fā)出換向信號，從而實現(xiàn)無刷直流電機的換向。其中，預設(shè)的轉(zhuǎn)動角度為提前測量出的，無刷直流電機內(nèi)部磁場位于極值點時的轉(zhuǎn)動角度，當無刷直流電機處于該轉(zhuǎn)動角度時，需要改變無刷直流電機內(nèi)部的電流流向，實現(xiàn)無刷直流電機的換向。

當然，容易理解的是，在第二光電編碼盤106上，也可以集成有換向控制器，當?shù)诙鲃虞S104與無刷直流電機的輸出軸固定連接時，同樣可以實現(xiàn)上述功能。

可選的，在本發(fā)明實施例提供的雙碼盤編碼器中，雙碼盤編碼器包括：

第一連接柱110、第二連接柱111和第一擴展電路板116。

第一連接柱110為階梯軸結(jié)構(gòu)，具有小軸端和大軸端，第一連接柱110的小軸端的外表面具有外螺紋，第一連接柱110的大軸端的端面具有螺紋孔。

第一連接柱110通過小軸端的外螺紋與編碼器殼體101上的螺紋孔固定連接；同時，第一連接柱110的小軸端穿過支持板102的安裝孔，利用軸肩將支持板102與編碼器殼體101固定連接。

第一連接柱110的大軸端可以為四棱柱或六棱柱的結(jié)構(gòu)，或者當?shù)谝贿B接柱110的大軸端為圓柱面結(jié)構(gòu)時，其圓柱面可以有兩個相對的加工平面，從而方便使用安裝工具進行安裝。

如圖1所示，本發(fā)明實施例中可以通過一個或多個第一連接柱110實現(xiàn)對支持板102與所述編碼器殼體101固定連接，并且可以使第一連接柱110穿過計算板109上的通孔，從而使第一連接柱110在安裝時不與計算板109產(chǎn)生干涉，并且能夠限制計算板109繞自己軸心轉(zhuǎn)動的自由度，實現(xiàn)對計算板109的定位。

第二連接柱111為階梯軸結(jié)構(gòu)，具有小軸端和大軸端，第二連接柱111的小軸端的外表面具有外螺紋，第二連接柱111的大軸端的端面具有螺紋孔；

第二連接柱111通過小軸端的外螺紋與第一連接柱110的螺紋孔連接，同時，第二連接柱111的小軸端穿過第一擴展電路板116的安裝孔，利用軸肩將第一擴展電路板116固定安裝于第一連接柱110與第二連接柱111之間。其中，第一擴展電路板116預設(shè)有傳感器或控制電路，用于擴展雙碼盤編碼器的功能。

第二連接柱111的結(jié)構(gòu)與第一連接柱110相似，但軸向尺寸比第一連接柱110短，第二連接柱111主要用于與第一連接柱110配合，在第二腔體122中安裝用于擴展雙碼盤編碼器功能的第一擴展電路板116。

第一擴展電路板116是安裝有有各類傳感器或控制電路的安裝板。通過傳感器或控制電路，從而可以根據(jù)需要雙碼盤編碼器的功能進行擴展。例如，第一擴展電路板116可以安裝有溫濕度傳感器，從而使得在雙碼盤編碼器工作時，能夠?qū)崟r監(jiān)控雙碼盤編碼器工作環(huán)境的溫濕度；或者可以安裝有與第一光電編碼盤105或第二光電編碼盤106通過can總線等方式連接的控制電路，該控制電路可以根據(jù)一光電編碼盤105或第二光電編碼盤106所測量到的傳動軸的轉(zhuǎn)動角度以及轉(zhuǎn)速的參數(shù)，產(chǎn)生相應的控制信號，對與雙碼盤編碼器連接的待檢測部件進行控制，如，當雙碼盤編碼器與無刷直流電機連接時，可以針對該無刷直流電機進行無極調(diào)速等控制。

第一擴展電路板116上所安裝的傳感器或控制電路可以根據(jù)具體的需要進行配置，從而實現(xiàn)不同的功能。具體的，傳感器或控制電路的實現(xiàn)方式及原理，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在很多成熟的技術(shù)，可以根據(jù)需要進行選擇及應用，在此不再贅述。

從圖1中可以看出，雙碼盤編碼器中的擴展電路板可以有一個或多個，例如，圖1所示的雙碼盤編碼器中還安裝有第二擴展電路板117。第二擴展電路板117可以通過與第二連接柱111的結(jié)構(gòu)相同的第三連接柱112安裝在第二連接柱111與第三連接柱112之間。

本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，可以通過類似的形式在雙碼盤編碼器中安裝多個擴展電路板，從而能夠使得雙碼盤編碼器具有更多的擴展功能。

在本發(fā)明實施例中，還可以包括如圖1中所示的第四連接柱113。第四連接柱113的結(jié)構(gòu)與第一連接柱110結(jié)構(gòu)類似，并且同樣可以通過小軸端的外螺紋及軸肩將支持板102與編碼器殼體101固定連接，同時第四連接柱113的大軸端的端面面可以與螺釘或連接柱配合，固定計算板109，從而使計算板109能夠與編碼器殼體101固定連接。在本發(fā)明實施例中可以將第四連接柱113與第一連接柱110共同配合使用，完成對計算板109的安裝。

參見圖2，本發(fā)明實施還提供了一種機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)，該機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)應用上述的雙碼盤編碼器。

該機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)可以包括：

無刷直流電機203，無刷直流電機203的輸出軸206的一端與雙碼盤編碼器208的第一傳動軸209固定連接。

無刷直流電機203為空心軸電機，電機轉(zhuǎn)子即作為空心的輸出軸，輸出軸的一端通過第一花鍵207與雙碼盤編碼器208的第一傳動軸209固定連接。當然，其連接方式并不限定于花鍵連接一種，在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，可以通過聯(lián)軸器、平鍵等各種連接方式進行連接。

無刷直流電機203可以通過螺釘固定連接于殼體202內(nèi)部，為了該機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，雙碼盤編碼器208的編碼器殼體，可以通過連接件205代替，連接件205可以為階梯軸結(jié)構(gòu)，連接件205的小軸外表面具有外螺紋，可以連接至殼體202的螺紋孔內(nèi)，連接件205大軸的端面具有螺紋孔，可以與雙碼盤編碼器208的第一連接柱連接，通過連接件205的過渡連接，將雙碼盤編碼器208與殼體202固定連接。由于雙碼盤編碼器208的編碼器殼體通過連接件205代替，所以雙碼盤編碼器208的端蓋可以直接與殼體202相連接，從而將第一光電編碼盤和第二光電編碼盤等部件封裝于殼體202內(nèi)部。

減速裝置201，無刷直流電機203的輸出軸206的另一端與雙碼盤編碼器208的第二傳動軸211通過減速裝置201實現(xiàn)傳動連接，減速裝置201用于將無刷直流電機203的輸出軸206的轉(zhuǎn)動傳遞至第二傳動軸211。

減速裝置201可以為諧波減速器，諧波減速器可以實現(xiàn)大傳動比的同軸傳動輸出。減速裝置201可以通過螺釘?shù)确绞?，與殼體202固定連接。

無刷直流電機203的輸出軸206的另一端可以通過第二花鍵210與減速裝置201相連接。減速裝置201的減速輸出可以通過法蘭212輸出，法蘭212與第二傳動軸211可以通過花鍵或螺釘?shù)墓潭ㄟB接方式實現(xiàn)固定連接，從而將無刷直流電機203的輸出軸206的高速轉(zhuǎn)動經(jīng)過減速后傳遞至第二傳動軸211。具體的，諧波減速器的具體結(jié)構(gòu)及原理屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

在本發(fā)明實施例的一種實施方式中，雙碼盤編碼器208的第二傳動軸211可以直接與減速裝置201相連接。并且第二傳動軸211可以與機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)所控制的運動部件連接，進行動力輸出。

在本發(fā)明實施例的另一種實施方式中第二傳動軸211可以與中間傳動軸連接，再由該中間傳動軸與減速裝置201連接，并由中間傳動軸與機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)所控制的運動部件連接，進行動力輸出。

機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)還可以包括斷電保護器204，當機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)突然斷電時，斷電保護器204可以對無刷直流電機203的輸出軸206進行快速的制動。例如，斷電保護器204可以為常閉式電磁制動器等等。斷電保護器204，具體的連接方式及工作原理屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

可選的，在本發(fā)明實施例提供的機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)中，無刷直流電機203的輸出軸206為可以直接作為雙碼盤編碼器208的第一傳動軸209，從而可以不需要將無刷直流電機203的輸出軸206與第一傳動軸209進行連接。減少了機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的零部件數(shù)量，并使機器人關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實施例均采用相關(guān)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。