本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器及其安裝方法。

背景技術(shù)：

目前，旋轉(zhuǎn)編碼器從原理上可分為光電式、磁電式以及電容式，而從機(jī)械機(jī)構(gòu)上可分為內(nèi)置軸承和無內(nèi)置軸承兩種結(jié)構(gòu)。相對于有內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器，無內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器的優(yōu)勢在于：節(jié)省空間、允許高速軸、無附加啟動扭矩以及使用壽命不受軸承壽命限制等。但是，無內(nèi)置軸承旋轉(zhuǎn)編碼器也存在不足的地方：其受電機(jī)軸竄動干擾和安裝困難。而電容式編碼器采用的是全圓周掃描檢測的原理，容許較高的軸向和徑向誤差，恰好能彌補(bǔ)無內(nèi)置軸承結(jié)構(gòu)的不足。因此，出現(xiàn)了無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器，其在結(jié)構(gòu)上主要分為轉(zhuǎn)子部分和定子部分，轉(zhuǎn)子部分與電機(jī)軸或者其他旋轉(zhuǎn)件固定，定子部分與電機(jī)法蘭或其他非旋轉(zhuǎn)件固定，其安裝需要滿足兩個(gè)條件。其一，轉(zhuǎn)子部分與定子部分在誤差允許的范圍內(nèi)同心；其二，轉(zhuǎn)子部分與定子部分的軸向相對距離為固定值且該固定值不為零。而無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器自身的轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)和定子機(jī)構(gòu)之間并沒有直接固定連接，轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)在定子機(jī)構(gòu)上存在自由浮動的空間，導(dǎo)致目前的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器普遍存在安裝困難的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明提供一種安裝簡便的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器。

一種無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器，包括：轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)、套設(shè)在轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)上的定子機(jī)構(gòu)、以及套設(shè)在定子機(jī)構(gòu)上的安裝輔件；轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)包括：主軸、套設(shè)在主軸頂端的固定環(huán)、以及連接在主軸底端的轉(zhuǎn)盤；主軸設(shè)有沿主軸的軸向方向貫穿主軸的內(nèi)孔；定子機(jī)構(gòu)包括：殼體，以及分別收容于殼體中的上電路板和下電路板；殼體的底部設(shè)有若干凸點(diǎn)；殼體設(shè)有收容轉(zhuǎn)盤的容置腔；上電路板、轉(zhuǎn)盤以及下電路板以由上至下的方向分布于容置腔中；上電路板與轉(zhuǎn)盤的上表面存在第一間隙；下電路板與轉(zhuǎn)盤的下表面存在第二間隙；第二間隙的高度與凸點(diǎn)的高度相等；安裝輔件為環(huán)狀結(jié)構(gòu)設(shè)置；安裝輔件套設(shè)于殼體的外側(cè)且底端設(shè)有凸伸部。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，固定環(huán)包括：環(huán)體和連接在環(huán)體一側(cè)的鎖定件；環(huán)體套設(shè)在主軸的頂端；環(huán)體開設(shè)有可調(diào)間隙；鎖定件穿設(shè)在可調(diào)間隙的兩端。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，主軸設(shè)有若干沿主軸的軸向方向的收緊槽。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，上電路板與下電路板之間設(shè)有電連接件；電連接件位于轉(zhuǎn)盤的外側(cè)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，殼體設(shè)有貫孔和穿設(shè)在貫孔的固定件；貫孔位于轉(zhuǎn)盤的外側(cè)；固定件為螺栓。

相應(yīng)地，提供一種無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝方法，包括步驟：

提供一種無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器，包括：轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)、套設(shè)在轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)上的定子機(jī)構(gòu)、以及套設(shè)在定子機(jī)構(gòu)上的安裝輔件；轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)包括：主軸、套設(shè)在主軸頂端的固定環(huán)、以及連接在主軸底端的轉(zhuǎn)盤；主軸設(shè)有沿主軸的軸向方向貫穿主軸的內(nèi)孔；定子機(jī)構(gòu)包括：殼體，以及分別收容于殼體中的上電路板和下電路板；殼體的底部設(shè)有若干凸點(diǎn)；殼體設(shè)有收容轉(zhuǎn)盤的容置腔；上電路板、轉(zhuǎn)盤以及下電路板以由上至下的方向分布于容置腔中；上電路板與轉(zhuǎn)盤的上表面存在第一間隙；下電路板與轉(zhuǎn)盤的下表面存在第二間隙；第二間隙的高度與凸點(diǎn)的高度相等；安裝輔件為環(huán)狀結(jié)構(gòu)設(shè)置；安裝輔件套設(shè)于殼體的外側(cè)且底端設(shè)有凸伸部；

將安裝輔件取下，然后將被測軸穿設(shè)在內(nèi)孔上；

轉(zhuǎn)動定子機(jī)構(gòu)直至凸點(diǎn)抵接在法蘭端面上；

將主軸沿著主軸的軸向方向往法蘭端面推，直至轉(zhuǎn)盤的下表面與下電路板抵接，此時(shí)，第一間隙增大，第二間隙減少至零，然后通過固定環(huán)將主軸鎖緊在被測軸當(dāng)前的位置上；

轉(zhuǎn)動殼體，迫使凸點(diǎn)陷入到法蘭端面上的安裝孔中，使得殼體的底部端面與法蘭端面抵接，此時(shí)，第一間隙和第二間隙恢復(fù)至原狀；

將安裝輔件套在殼體外，調(diào)整殼體的位置，使得安裝輔件同時(shí)與法蘭、殼體配合；

沿著主軸的軸向方向?qū)惭b輔件壓緊在法蘭上，將殼體與法蘭鎖緊后，將安裝輔件撤走，安裝完成。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，固定環(huán)包括：環(huán)體和連接在環(huán)體一側(cè)的鎖定件；環(huán)體套設(shè)在主軸的頂端；環(huán)體開設(shè)有可調(diào)間隙；鎖定件穿設(shè)在可調(diào)間隙的兩端。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，主軸設(shè)有若干沿主軸的軸向方向的收緊槽。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，上電路板與下電路板之間設(shè)有電連接件；電連接件位于轉(zhuǎn)盤的外側(cè)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，殼體設(shè)有貫孔和穿設(shè)在貫孔的固定件；貫孔位于轉(zhuǎn)盤的外側(cè)；固定件為螺栓。

本發(fā)明的有益效果為：采用無內(nèi)置軸承電容式結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省安裝空間，而且安裝輔件的尺寸可以隨安裝端的尺寸而定，降低對安裝端的結(jié)構(gòu)要求，提高安裝的通用性。而無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器在安裝時(shí)的軸向間隙的精度通過凸點(diǎn)輔助實(shí)現(xiàn)，而徑向的同心度則通過安裝輔件實(shí)現(xiàn)，降低對安裝端的結(jié)構(gòu)要求，而且安裝十分簡便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器的示意圖；

圖2為圖1所示的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器的另一視角的示意圖；

圖3為圖1所示的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器的爆炸示意圖；

圖4為圖1所示的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器(不含安裝輔件)的剖視圖；

圖5為圖4所示的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器的簡化版剖視圖；

圖6為圖5所示的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝狀態(tài)一；

圖7為圖6所示的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝狀態(tài)二；

圖8為圖7所示的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝狀態(tài)三；

附圖中各標(biāo)號的含義為：

10-無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器；

20-轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，21-主軸，22-固定環(huán)，23-轉(zhuǎn)盤，24-內(nèi)孔，25-收緊槽，26-環(huán)體，27-鎖定件，28-可調(diào)間隙；

30-定子機(jī)構(gòu)，31-殼體，32-上電路板，33-下電路板，34-凸點(diǎn)，35-容置腔，36-貫孔，37-固定件，38-第一間隙，39-第二間隙，310-電連接件；

40-安裝輔件，41-凸伸部；

50-被測軸；

60-法蘭，61-安裝孔。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明的詳述得到進(jìn)一步的了解。

參見圖1至圖4，其為本發(fā)明一實(shí)施例的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10。

該無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10，包括：轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20、套設(shè)在轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20上的定子機(jī)構(gòu)30、以及套設(shè)在定子機(jī)構(gòu)30上的安裝輔件40。其中，轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20用于連接在被測軸50上，而定子機(jī)構(gòu)30用于固定在法蘭60上并且配合轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20以實(shí)現(xiàn)測速功能。各結(jié)構(gòu)的具體說明如下：

該轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20包括：主軸21、套設(shè)在主軸21頂端的固定環(huán)22、以及連接在主軸21底端的轉(zhuǎn)盤23。主軸21設(shè)有沿主軸21的軸向方向貫穿主軸21的內(nèi)孔24。主軸21設(shè)有若干沿主軸21的軸向方向的收緊槽25，當(dāng)主軸21外側(cè)遭受壓力時(shí)，收緊槽25形變，使得主軸21的內(nèi)徑縮小。固定環(huán)22包括：環(huán)體26和連接在環(huán)體26一側(cè)的鎖定件27。環(huán)體26套設(shè)在主軸21的頂端，且開設(shè)有可調(diào)間隙28。鎖定件27為螺栓(在其他實(shí)施例中，該鎖定件27也可以選用卡扣或者其他鎖定用的元件)，且穿設(shè)在可調(diào)間隙28的兩端。使用時(shí)，旋動鎖定件27調(diào)節(jié)該可調(diào)間隙28，使得環(huán)體26的內(nèi)徑收縮，進(jìn)而施加壓力給主軸21的外側(cè)，迫使收緊槽25形變，主軸21的內(nèi)徑縮小，從而將主軸21與被測軸50的連接位置固定。

該定子機(jī)構(gòu)30包括：殼體31，以及分別收容于殼體31中的上電路板32和下電路板33。殼體31的底部設(shè)有若干凸點(diǎn)34。殼體31設(shè)有收容轉(zhuǎn)盤23的容置腔35。同時(shí)，殼體31設(shè)有貫孔36和穿設(shè)在貫孔36的固定件37。該貫孔36位于轉(zhuǎn)盤23的外側(cè)，而該固定件37為螺栓。上電路板32和下電路板33上下相對設(shè)置，而且上電路板32、轉(zhuǎn)盤23以及下電路板33以由上至下的方向分布于容置腔35中。上電路板32與轉(zhuǎn)盤23的上表面存在第一間隙38。下電路板33與轉(zhuǎn)盤23的下表面存在第二間隙39。其中，第一間隙38和第二間隙39均不為零，且第二間隙39的高度與凸點(diǎn)34的高度相等。在本實(shí)施例中，上電路板32與下電路板33之間設(shè)有用于連接兩者并且與殼體31固定的電連接件310，該電連接件310位于轉(zhuǎn)盤23的外側(cè)。

該安裝輔件40為環(huán)狀結(jié)構(gòu)設(shè)置，安裝輔件40套設(shè)于殼體31的外側(cè)且底端設(shè)有凸伸部41。使用時(shí)，安裝輔件40的主體部分套設(shè)在殼體31外側(cè)，而凸伸部41則套設(shè)在法蘭60上。

上述無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10的有益效果為：采用無內(nèi)置軸承電容式結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省安裝空間，而且安裝輔件40的尺寸可以隨安裝端的尺寸而定，降低對安裝端的結(jié)構(gòu)要求，提高安裝的通用性。而無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10在安裝時(shí)的軸向間隙的精度通過凸點(diǎn)34輔助實(shí)現(xiàn)，而徑向的同心度則通過安裝輔件40實(shí)現(xiàn)，降低對安裝端的結(jié)構(gòu)要求，而且安裝十分簡便。

參見圖5至圖7，其為本發(fā)明一實(shí)施例的無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10的安裝方法。其中，圖5為圖4的簡化版視圖，其便于著重呈現(xiàn)出安裝時(shí)，第一間隙38和第二間隙39的變化。

該無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10的安裝方法，包括步驟：

步驟一：提供一種無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10，包括：轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20、套設(shè)在轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20上的定子機(jī)構(gòu)30、以及套設(shè)在定子機(jī)構(gòu)30上的安裝輔件40。轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20包括：主軸21、套設(shè)在主軸21頂端的固定環(huán)22、以及連接在主軸21底端的轉(zhuǎn)盤23。主軸21設(shè)有沿主軸21的軸向方向貫穿主軸21的內(nèi)孔24。主軸21設(shè)有若干沿主軸21的軸向方向的收緊槽25。定子機(jī)構(gòu)30包括：殼體31，以及分別收容于殼體31中的上電路板32和下電路板33。殼體31的底部設(shè)有若干凸點(diǎn)34。殼體31設(shè)有收容轉(zhuǎn)盤23機(jī)構(gòu)的容置腔35。上電路板32、轉(zhuǎn)盤23以及下電路板33以由上至下的方向分布于容置腔35中。上電路板32與轉(zhuǎn)盤23的上表面存在第一間隙38。下電路板33與轉(zhuǎn)盤23的下表面存在第二間隙39。第二間隙39的高度與凸點(diǎn)34的高度相等。安裝輔件40為環(huán)狀結(jié)構(gòu)設(shè)置。安裝輔件40套設(shè)于殼體31的外側(cè)且底端設(shè)有凸伸部41。在本實(shí)施例中，固定環(huán)22包括：環(huán)體26和連接在環(huán)體26一側(cè)的鎖定件27。環(huán)體26套設(shè)在主軸21的頂端。環(huán)體26開設(shè)有可調(diào)間隙28。鎖定件27穿設(shè)在可調(diào)間隙28的兩端。鎖定件27為螺栓。上電路板32與下電路板33之間設(shè)有電連接件310。電連接件310位于轉(zhuǎn)盤23的外側(cè)。殼體31設(shè)有貫孔36和穿設(shè)在貫孔36的固定件37。貫孔36位于轉(zhuǎn)盤23的外側(cè)。固定件37為螺栓。

步驟二：將安裝輔件40取下，然后將被測軸50穿設(shè)在內(nèi)孔24上。

步驟三：轉(zhuǎn)動定子機(jī)構(gòu)30直至凸點(diǎn)34抵接在法蘭60端面上。

步驟四：將主軸21沿著主軸21的軸向方向往法蘭60端面推，直至轉(zhuǎn)盤23的下表面與下電路板33抵接，此時(shí)，第一間隙38增大，第二間隙39減少至零，然后通過固定環(huán)22將主軸21鎖緊在被測軸50當(dāng)前的位置上(可參見附圖6)。在本實(shí)施例中，固定環(huán)22的鎖緊方式為，旋動鎖緊件，可調(diào)間隙28收窄，使得固定環(huán)22壓迫主軸21的外側(cè)，迫使主軸21的內(nèi)徑變小。

步驟五：轉(zhuǎn)動殼體31，迫使凸點(diǎn)34陷入到法蘭60端面上的安裝孔61中，使得殼體31的底部端面與法蘭60端面抵接，此時(shí)，第一間隙38和第二間隙39恢復(fù)至原狀。到此，轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)20與定子機(jī)構(gòu)30的轉(zhuǎn)向間隙調(diào)整完畢。

步驟六：將安裝輔件40套在殼體31外，調(diào)整殼體31的位置，使得安裝輔件40同時(shí)與法蘭60、殼體31配合(可參見附圖7)。

步驟七：沿著主軸21的軸向方向?qū)惭b輔件40壓緊在法蘭60上，將殼體31與法蘭60鎖緊后(將固定件37穿入到貫孔36并且鎖緊在法蘭60上)，此時(shí)，安裝輔件40與法蘭60同心，定子機(jī)構(gòu)30與安裝輔件40同心，從而實(shí)現(xiàn)了定子機(jī)構(gòu)30與法蘭60的同心。接著，將安裝輔件40撤走，安裝完成(可參見附圖8)。

上述無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10的安裝方法的有益效果為：采用無內(nèi)置軸承電容式結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省安裝空間，而且安裝輔件40的尺寸可以隨安裝端的尺寸而定，降低對安裝端的結(jié)構(gòu)要求，提高安裝的通用性。而無內(nèi)置軸承電容式旋轉(zhuǎn)編碼器10在安裝時(shí)的軸向間隙的精度通過凸點(diǎn)34輔助實(shí)現(xiàn)，而徑向的同心度則通過安裝輔件40實(shí)現(xiàn)，降低對安裝端的結(jié)構(gòu)要求，而且安裝十分簡便。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。