專利名稱：編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械自動化控制的領(lǐng)域，特別涉及一種自動控制機(jī)構(gòu)的編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
一般帶轉(zhuǎn)軸的自動控制機(jī)構(gòu)在使用過程中需利用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轉(zhuǎn)軸的角度，當(dāng)轉(zhuǎn)軸角度為特殊值時(通常為零位置)自動控制機(jī)構(gòu)某一零件運(yùn)動到某一特殊位置，即機(jī)構(gòu)運(yùn)動到該位置時，與轉(zhuǎn)軸同軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器正好輸出零位信號；自動控制機(jī)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝方式所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸與被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸傳動相連； 旋轉(zhuǎn)編碼器的殼體通過一彈性支架設(shè)于所述被測自動控制機(jī)構(gòu)的安裝板上。為了使旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號與自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸協(xié)同，帶轉(zhuǎn)軸的自動控制機(jī)構(gòu)在工作前一般需要把旋轉(zhuǎn)編碼器先回到零點(diǎn)，作為工作起點(diǎn)。由于旋轉(zhuǎn)編碼器在安裝過程中可能停在圓周方向任意位置，通常為了使旋轉(zhuǎn)編碼器能停靠在零位，一般需要斷開編碼器轉(zhuǎn)軸與機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸的連接(編碼器轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)，而機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸不動)，手工轉(zhuǎn)動編碼器轉(zhuǎn)軸直到輸出零位信號為止，由于同時需要將所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸與被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸固定相連，因此不易控制其精度。即傳統(tǒng)的手工調(diào)整方法很難把編碼器轉(zhuǎn)軸快速、準(zhǔn)確、可靠地停在零位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供安裝和拆卸簡便、調(diào)整精度較高的編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置及其使用方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置，其包括 用于連接一自動控制機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸出端的數(shù)字量輸入模塊、與該數(shù)字量輸入模塊相連的計(jì)算機(jī)、與該計(jì)算機(jī)的控制信號輸出端相連的數(shù)字量輸出模塊、與該數(shù)字量輸出模塊相連的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、與該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相連的步進(jìn)電機(jī)、蝸輪、蝸桿和萬向磁力表座組件。蝸輪用于固定套設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸上，該蝸輪由對稱的下、上半蝸輪彼此連接而成。所述萬向磁力表座組件的表座用于固定在所述被測自動控制機(jī)構(gòu)上，所述蝸桿活動套設(shè)于一軸套中，該軸套的前段部緊配合于所述萬向磁力表座組件的彈性孔夾頭中；彈性孔夾頭通過萬向支撐臂與所述表座固定連接；所述彈性孔夾頭的位置適于使所述蝸桿的前端與蝸輪相嚙合。所述軸套的后段部延伸出所述彈性孔夾頭，且該后段部的直徑大于所述前段部的直徑。為了使上述所述蝸桿在軸套內(nèi)不發(fā)生徑向和軸向竄動，在蝸桿上并于所述彈性孔夾頭的前端外側(cè)設(shè)有第一限位軸承，在所述蝸桿上并于所述第一限位軸承的前側(cè)具有一環(huán)形的限位臺階，該限位臺階的外徑大于第一限位軸承的內(nèi)圈的內(nèi)徑，并小于第一限位軸承的外圈的內(nèi)徑；在所述軸套的后段部內(nèi)的蝸桿上前后設(shè)有第一擋圈和第二限位軸承；在所述軸套上并于第二限位軸承的后側(cè)依次設(shè)有第二擋圈和鎖緊螺母。鎖緊螺母鎖緊時，第一限位軸承的內(nèi)圈與所述限位臺階貼緊，第一限位軸承的外圈與所述彈性孔夾頭的前端面貼緊；第一擋圈的前側(cè)面與所述軸套的前、后段部的連接部貼緊，第二限位軸承的內(nèi)、外圈分別與所述第二、第一擋圈貼緊。所述蝸桿的后端通過一聯(lián)軸器與一步進(jìn)電機(jī)傳動連接，步進(jìn)電機(jī)固定在所述軸套上；
工作時，計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)動作，并通過驅(qū)動蝸桿帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動所述空心轉(zhuǎn)軸，同時計(jì)算機(jī)通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出并判斷該旋轉(zhuǎn)編碼器是否到達(dá)零位；當(dāng)該該旋轉(zhuǎn)編碼器到達(dá)零位時，控制步進(jìn)電機(jī)停止。上述編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置的使用方法，包括以下步驟
(a)、將旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸上的用于連接被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸的緊定螺釘松開，并將下、上半蝸輪對稱緊配合設(shè)于所述空心轉(zhuǎn)軸上；
(b)、將所述萬向磁力表座組件的表座固定在所述被測自動控制機(jī)構(gòu)上，并調(diào)節(jié)萬向支撐臂的方位，使該萬向支撐臂末端的所述彈性孔夾頭與蝸輪相鄰，進(jìn)一步微調(diào)該萬向支撐臂并使所述蝸桿的前端與蝸輪彼此嚙合；
(c)、將所述旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸出端與所述數(shù)字量輸入模塊相連；
(d)、計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動所述蝸桿，直至計(jì)算機(jī)測得該旋轉(zhuǎn)編碼器到達(dá)零位時， 控制步進(jìn)電機(jī)停止；
(e)、擰緊所述空心轉(zhuǎn)軸上的緊定螺釘，以重新連接固定該空心轉(zhuǎn)軸和被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸；然后依次移除所述萬向磁力表座組件和蝸輪，并斷開所述數(shù)字量輸入模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器的連接線。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明所涉及的調(diào)整裝置與使用方法，采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)調(diào)整旋轉(zhuǎn)編碼器到零點(diǎn)并固定旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸，由于蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性較高，因此適于把編碼器轉(zhuǎn)軸快速、準(zhǔn)確、可靠地停在零位，以便于連接固定所述空心轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸。對于不同規(guī)格的旋轉(zhuǎn)編碼器只需根據(jù)其空心轉(zhuǎn)軸外徑提供與之配套的蝸輪即可正常工作，并且調(diào)整過程中可以通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動所述蝸桿傳動裝置，通用性較強(qiáng)；
2、本發(fā)明所涉及的調(diào)整裝置與使用方法，利用了蝸桿傳動系統(tǒng)傳動平穩(wěn)、精度高的優(yōu)點(diǎn)，使調(diào)整過程精度高且易于控制；
3、本發(fā)明所涉及的調(diào)整裝置各部件結(jié)構(gòu)緊湊，并且把易于拆裝的萬向磁力表座組件作為蝸桿位置和姿態(tài)調(diào)整部件使得該裝置安裝簡便，拆卸方便。


圖1為本發(fā)明的編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的B-B剖面圖，具體涉及蝸輪、蝸桿的裝配結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明涉及的蝸輪主視圖； 圖4為圖1的A-A剖面圖，具體涉及旋轉(zhuǎn)編碼器的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖3的C-C剖面圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易的被理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
實(shí)施例1
自動控制機(jī)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝方式所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸4-1與被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸1傳動相連；旋轉(zhuǎn)編碼器4的殼體4-3通過一彈性支架4-2設(shè)于所述被測自動控制機(jī)構(gòu)的安裝板2上。如圖1-5，本發(fā)明編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置包括編用于連接一自動控制機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器4的信號輸出端的數(shù)字量輸入模塊、與該數(shù)字量輸入模塊相連的計(jì)算機(jī)、 與該計(jì)算機(jī)的控制信號輸出端相連的數(shù)字量輸出模塊、與該數(shù)字量輸出模塊相連的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、與該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相連的步進(jìn)電機(jī)、蝸輪5、蝸桿6和萬向磁力表座組件11。蝸輪5用于固定套設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)編碼器4的空心轉(zhuǎn)軸4-1上，該蝸輪5由對稱的下、上半蝸輪5-1、5-2彼此連接而成。所述萬向磁力表座組件11的表座11-1用于固定在所述被測自動控制機(jī)構(gòu)上，所述蝸桿6活動套設(shè)于一軸套7中，該軸套7的前段部緊配合于所述萬向磁力表座組件11的彈性孔夾頭11-8中；彈性孔夾頭11-8通過萬向支撐臂11-3與所述表座11-1固定連接；所述彈性孔夾頭11-8的位置適于使所述蝸桿6的前端6-1與蝸輪5相嚙合。所述軸套7的后段部延伸出所述彈性孔夾頭11-8，且該后段部的直徑大于所述前段部的直徑。在蝸桿6上并于所述彈性孔夾頭11-8的前端外側(cè)設(shè)有第一限位軸承12，在所述蝸桿6上并于所述第一限位軸承12的前側(cè)具有一環(huán)形的限位臺階6-2，該限位臺階6-2的外徑大于第一限位軸承12的內(nèi)圈的內(nèi)徑，并小于第一限位軸承12的外圈的內(nèi)徑。在所述軸套7的后段部內(nèi)的蝸桿6上前后設(shè)有第一擋圈8-1和第二限位軸承8 ； 在所述軸套7上并于第二限位軸承8的后側(cè)依次設(shè)有第二擋圈8-2和鎖緊螺母10。鎖緊螺母10鎖緊時，第一限位軸承12的內(nèi)圈與所述限位臺階6-2貼緊，第一限位軸承12的外圈與所述彈性孔夾頭11-8的前端面貼緊；第一擋圈8-1的前側(cè)面與所述軸套7 的前、后段部的連接部7-1貼緊，第二限位軸承8的內(nèi)、外圈分別與所述第二、第一擋圈8-2、 8-1貼緊。所述蝸桿6的后端通過一聯(lián)軸器9與一步進(jìn)電機(jī)3傳動連接，步進(jìn)電機(jī)3固定在所述軸套7上。工作時，計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)3動作，并通過驅(qū)動蝸桿6帶動蝸輪5旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動所述空心轉(zhuǎn)軸4-1，同時計(jì)算機(jī)通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器4的輸出并判斷該旋轉(zhuǎn)編碼器4是否到達(dá)零位；當(dāng)該旋轉(zhuǎn)編碼器4到達(dá)零位時，控制步進(jìn)電機(jī)3停止。具體實(shí)施時，下、上半蝸輪5-1、5_2上設(shè)有彼此對稱的凸臺，該凸臺上設(shè)有一對螺栓孔，以使下、上半蝸輪5-1、5-2通過一對螺栓5-3連接固定。在其他實(shí)施方式中，下、上半蝸輪5-1、5-2彼此適于通過磁性連接或通過夾具固定連接。
實(shí)施例2
上述實(shí)施例1中的編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置的使用方法，包括 將旋轉(zhuǎn)編碼器4的空心轉(zhuǎn)軸4-1上的用于連接被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸1的緊定螺釘 4-4松開，并將下、上半蝸輪5-1、5-2對稱緊配合設(shè)于所述空心轉(zhuǎn)軸4-1上，使所述空心轉(zhuǎn)軸 4-1可以與所述蝸輪5同步旋轉(zhuǎn)。擰緊旋鈕11-9，將所述軸套7緊配合于所述萬向磁力表座組件11的彈性孔夾頭 11-8中；轉(zhuǎn)動手柄11-2至“0N”，使萬向磁力表座組件11的表座11-1固定在所述被測自動控制機(jī)構(gòu)上；
調(diào)節(jié)磁力表座組件11的萬向支撐臂11-3的方位，使該萬向支撐臂11-3末端的所述彈性孔夾頭11-8與蝸輪5相鄰，進(jìn)一步微調(diào)該萬向支撐臂11-3并使所述蝸桿6的前端6-1 與蝸輪5彼此嚙合；
將所述旋轉(zhuǎn)編碼器4的信號輸出端與所述數(shù)字量輸入模塊相連； 計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動所述蝸桿6，直至計(jì)算機(jī)測得該旋轉(zhuǎn)編碼器4到達(dá)零位時，控制步進(jìn)電機(jī)3停止；
擰緊所述空心轉(zhuǎn)軸4-1上的緊定螺釘4-4，以重新連接固定該空心轉(zhuǎn)軸4-1和被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸1 ；然后依次移除所述萬向磁力表座組件11和蝸輪5，并斷開所述數(shù)字量輸入模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器4的連接線。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置，其特征在于包括用于連接一自動控制機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的信號輸出端的數(shù)字量輸入模塊、與該數(shù)字量輸入模塊相連的計(jì)算機(jī)、與該計(jì)算機(jī)的控制信號輸出端相連的數(shù)字量輸出模塊、與該數(shù)字量輸出模塊相連的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、與該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相連的步進(jìn)電機(jī)、蝸輪(5)、蝸桿(6)和萬向磁力表座組件(11)；蝸輪(5)用于固定套設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的空心轉(zhuǎn)軸(4-1)上，該蝸輪(5)由對稱的下、上半蝸輪(5-1、5-2)彼此連接而成；所述萬向磁力表座組件(11)的表座(11-1)用于固定在所述被測自動控制機(jī)構(gòu)上，所述蝸桿(6)活動套設(shè)于一軸套(7)中，該軸套(7)的前段部緊配合于所述萬向磁力表座組件(11)的彈性孔夾頭(11-8)中；彈性孔夾頭(11-8)通過萬向支撐臂(11-3)與所述表座 (11-1)固定連接；所述彈性孔夾頭(11-8)的位置適于使所述蝸桿(6)的前端(6-1)與蝸輪 (5)相嚙合;所述軸套(7)的后段部延伸出所述彈性孔夾頭(11-8)，且該后段部的直徑大于所述前段部的直徑；在蝸桿(6)上并于所述彈性孔夾頭(11-8)的前端外側(cè)設(shè)有第一限位軸承(12)，在所述蝸桿(6)上并于所述第一限位軸承(12)的前側(cè)具有一環(huán)形的限位臺階(6-2)，該限位臺階 (6-2)的外徑大于第一限位軸承(12)的內(nèi)圈的內(nèi)徑，并小于第一限位軸承(12)的外圈的內(nèi)徑；在所述軸套(7)的后段部內(nèi)的蝸桿(6)上前后設(shè)有第一擋圈(8-1)和第二限位軸承 (8)；在所述軸套(7)上并于第二限位軸承(8)的后側(cè)依次設(shè)有第二擋圈(8-2)和鎖緊螺母 (10)；鎖緊螺母(10)鎖緊時，第一限位軸承(12)的內(nèi)圈與所述限位臺階(6-2)貼緊，第一限位軸承(12)的外圈與所述彈性孔夾頭(11-8)的前端面貼緊；第一擋圈(8-1)的前側(cè)面與所述軸套(7)的前、后段部的連接部(7-1)貼緊，第二限位軸承(8)的內(nèi)、外圈分別與所述第二、第一擋圈(8-2、8-1)貼緊；所述蝸桿(6 )的后端通過一聯(lián)軸器(9 )與一步進(jìn)電機(jī)(3 )傳動連接，步進(jìn)電機(jī)(3 )固定在所述軸套(7)上；工作時，計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)(3)動作，并通過驅(qū)動蝸桿(6)帶動蝸輪(5)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動所述空心轉(zhuǎn)軸(4-1)，同時計(jì)算機(jī)通過所述數(shù)字量輸入模塊讀取所述旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的輸出并判斷該旋轉(zhuǎn)編碼器(4)是否到達(dá)零位；當(dāng)該該旋轉(zhuǎn)編碼器(4)到達(dá)零位時，控制步進(jìn)電機(jī)(3)停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟(a)、將旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的空心轉(zhuǎn)軸(4-1)上的用于連接被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸(1) 的緊定螺釘(4-4)松開，并將下、上半蝸輪(5-1、5-2)對稱緊配合設(shè)于所述空心轉(zhuǎn)軸(4-1) 上；(b)、將所述萬向磁力表座組件(11)的表座(11-1)固定在所述被測自動控制機(jī)構(gòu)上， 并調(diào)節(jié)萬向支撐臂(11-3)的方位，使該萬向支撐臂(11-3)末端的所述彈性孔夾頭(11-8) 與蝸輪(5)相鄰，進(jìn)一步微調(diào)該萬向支撐臂(11-3)并使所述蝸桿(6)的前端(6-1)與蝸輪 (5)彼此嚙合；(C)、將所述旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的信號輸出端與所述數(shù)字量輸入模塊相連；(d)、計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動所述蝸桿(6)，直至計(jì)算機(jī)測得該旋轉(zhuǎn)編碼器(4)到達(dá)零位時，控制步進(jìn)電機(jī)(3 )停止；(e)、擰緊所述空心轉(zhuǎn)軸(4-1)上的緊定螺釘(4-4)，以重新連接固定該空心轉(zhuǎn)軸(4-1) 和被測自動控制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸(1);然后依次移除所述萬向磁力表座組件(11)和蝸輪(5)，并斷開所述數(shù)字量輸入模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器(4)的連接線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種編碼器安裝零位自動調(diào)整裝置及其使用方法。該裝置包括:用于連接一自動控制機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字量輸入模塊、計(jì)算機(jī)、數(shù)字量輸出模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)、蝸輪、蝸桿和萬向磁力表座組件；蝸輪設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)編碼器的空心轉(zhuǎn)軸上，該蝸輪由對稱的下、上半蝸輪彼此連接而成；萬向磁力表座組件的表座用于固定在所述被測自動控制機(jī)構(gòu)上，蝸桿活動套設(shè)于一軸套中，該軸套緊配合于所述萬向磁力表座組件的彈性孔夾頭中；彈性孔夾頭通過萬向支撐臂與所述表座固定連接；所述彈性孔夾頭的位置適于使所述蝸桿的前端與蝸輪相嚙合，以控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動蝸桿轉(zhuǎn)動，直至計(jì)算機(jī)判斷所述旋轉(zhuǎn)編碼器到達(dá)零位時停止。
文檔編號G01D11/00GK102519506SQ20111043301
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者丁仕燕, 劉祖朋, 唐國興, 干為民, 金祥曙, 黃志榮 申請人:常州工學(xué)院