一种分体式编码器安装结构及机器人的制作方法

1.本发明涉及编码器技术领域，尤其涉及一种分体式编码器安装结构及机器人，尤其是协作机器人。


背景技术：

2.编码器是将信号或者数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。按照编码器的机械安装方式，其类型可分为一体式编码器和分体式编码器。一体式编码器是编码器厂家在编码器出厂前已经将编码器相关安装位置安装完成，用户拿到一体式编码器就可以进行安装使用，不用再对编码器相应的位置距离进行调试。其缺点是造成一体式编码器普遍体积比较大，不利于小型化，结构紧凑的设备安装。而分体式编码器是编码器厂家在出厂前未将编码器相关的安装位置安装好。其编码器的动盘和编码器静盘是分开，需要用户在现场进行安装，但是很多时候用户对于分体式的编码器安装会遇到经常需要重复不断的对分体式编码器进行位置调试，且调试后的一致性不好。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种分体式编码器安装结构及机器人，以解决现有技术中一体式编码器普遍体积比较大，不利于小型化，结构紧凑的设备安装，而分体式的编码器安装会遇到经常需要重复不断的对分体式编码器进行位置调试，且调试后的一致性不好的问题。
4.本发明采用的技术方案是：公开了一种分体式编码器安装结构，包括同轴心安装的编码器静盘、编码器动盘、编码器静盘法兰、编码器动盘法兰、滚动连接件；
5.所述编码器静盘与所述编码器静盘法兰可拆卸连接；所述编码器动盘与所述编码器动盘法兰可拆卸连接；
6.所述编码器静盘法兰和编码器动盘法兰之间设置有滚动连接件，所述编码器动盘法兰相对所述编码器静盘法兰平行转动；
7.所述编码器静盘法兰预留有与外部固定装置连接的第一安装结构；所述编码器动盘法兰预留有与外部转动装置连接的第二安装结构。
8.可选的，所述可拆卸连接选自螺钉连接或过盈配合连接；
9.所述过盈配合连接指的是所述编码器静盘呈中心镂空状，编码器静盘的中心圆环内壁与编码器静盘法兰过盈配合连接；和/或所述编码器动盘呈中心镂空状，编码器动盘的中心圆环内壁与编码器动盘法兰过盈配合连接。
10.可选的，所述编码器动盘连接有安装定位环，所述安装定位环与所述编码器动盘法兰通过螺钉连接或过盈配合连接。
11.可选的，所述第一安装结构选自螺纹孔、或安装钣金件；所述第二安装结构选自螺纹孔。
12.可选的，所述安装钣金件与所述编码器静盘法兰可拆卸连接或一体成型。
13.可选的，所述编码器静盘法兰与编码器动盘法兰分别设置有凹槽，所述滚动连接
件设于凹槽内；
14.所述编码器动盘法兰3上设置有第二定位台阶302和内圈固定法兰6，所述第二定位台阶302和内圈固定法兰6形成所述凹槽，所述第二定位台阶302和内圈固定法兰6分别与所述编码器动盘法兰可拆卸连接或一体成型设计；
15.所述编码器静盘法兰4上设置有第四定位台阶301和外圈固定法兰8，所述第四定位台阶301和外圈固定法兰8形成所述凹槽，所述第四定位台阶301和外圈固定法兰8分别与所述编码器静盘法兰可拆卸连接或一体成型设计。
16.可选的，所述滚动连接件为轴承；所述轴承外圈与编码器静盘法兰固定连接，所述轴承内圈与编码器动盘法兰固定连接。
17.可选的，所述轴承外圈与编码器静盘法兰的内环过盈配合连接，所述轴承内圈与编码器动盘法兰的外环过盈配合连接。
18.可选的，所述滚动连接件选自滚珠或滚轴，所述编码器静盘法兰和编码器动盘法兰分别设有与所述滚动连接件配合的对称设计的凹槽；所述编码器静盘法兰、编码器动盘法兰和滚动连接件三者配合形成一轴承结构。对称设计的凹槽才能保证其整体形成如轴承一样的内外环保持平行和稳定。
19.本发明还公开一种机器人，其采用了如上述的分体式编码器安装结构。
20.本发明的有益效果是：本发明的分体式编码器用内、外两个平行且转动的端面结构来进行定位，解决安装时间隙不均匀、间隙调整困难的问题。利用轴承结构的内圈和外圈高精度的同轴性，确保分体式编码器安装的同轴度能保证满足要求。在安装时，多个定位台阶大大降低了安装难度。
附图说明
21.图1为本发明实施例公开的分体式编码器安装结构的剖视图。
22.图2为本发明实施例公开的分体式编码器安装结构的结构示意图。
23.图3为本发明实施例公开的编码器动盘法兰的剖视图。
24.图4为本发明实施例公开的分体式编码器安装结构的另一剖视图。
25.图5为本发明实施例公开的分体式编码器安装结构的另一结构示意图。
26.图6为本发明实施例公开的编码器动盘法兰的另一剖视图。
27.附图标记：1、编码器静盘；2、编码器动盘；3、编码器动盘法兰；301、第一定位台阶；302、第二定位台阶；303、安装孔；4、编码器静盘法兰；401、安装支耳；5、安装钣金件；6、内圈固定法兰；7、轴承；8、外圈固定法兰；9、安装定位环。
具体实施方式
28.为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
29.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具
有一般技能的人士所理解的通常意义，本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件，“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
30.以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。
31.实施例1：
32.参见图1-6，本实施例提供一种分体式编码器安装结构，包括同轴心安装的编码器静盘1、编码器动盘2、编码器动盘法兰3、编码器静盘法兰4、滚动连接件；滚动连接件为轴承7，可选择深沟球轴承在内适用的轴承；
33.所述编码器静盘1与所述编码器静盘法兰4可拆卸连接；所述编码器动盘2与所述编码器动盘法兰3可拆卸连接；
34.所述轴承7外圈与编码器静盘法兰4固定连接，所述轴承内圈与编码器动盘法兰3固定连接；
35.所述编码器静盘法兰4预留有与外部固定装置连接的第一安装结构；所述编码器动盘法兰3预留有与外部转定装置连接的第二安装结构。
36.一种实施方式，所述可拆卸连接选自螺钉连接，编码器静盘1安装在编码器静盘法兰4上，具体的，参见图2，编码器静盘法兰4侧壁固定设置有多个安装支耳401，编码器静盘1上设置有多个与安装支耳401相对应的螺纹孔，多个螺钉将编码器静盘1安装在编码器静盘法兰4侧壁的安装支耳401上；同理，编码器动盘2与编码器动盘法兰3均设置螺纹孔，也通过螺钉和螺纹孔配合来可拆卸连接；和/或，一种实施方式，所述编码器静盘1和/或编码器动盘2呈中心镂空状，编码器静盘1的中心圆环内壁与编码器静盘法兰4过盈配合连接和/或编码器动盘2的中心圆环内壁与编码器动盘法兰3过盈配合连接。也即将其中心打孔，形成中心圆环，利用各板材的自身厚度来过盈接触，该厚度方向即为接触面。各个部件的结构和形状根据采用方案适当的调整，并不局限于图中给的示例，图中仅是其中一种具体实施方式的示意图。铜柱作为pcb板常用的连接固定器件，本技术可灵活的任意使用。
37.一种实施方式，参见图3，所述编码器动盘法兰3上设置有第一定位台阶301，所述编码器动盘2安装于所述编码器动盘法兰3的第一定位台阶301。具体的，多颗平行于轴心的螺钉将编码器动盘2固定于编码器动盘法兰3的第一定位台阶301上，即螺钉为轴向安装，当然也可根据需要选择非轴向安装；并且也可以参照上述过盈配合的方式组合安装。
38.一种实施方式，参见图4-5，所述编码器动盘2连接有安装定位环9，所述安装定位环9与所述编码器动盘法兰3过盈配合连接，该方式也可与本技术其它方式所述的方案联合起来。所述安装定位环9为空心环，内部用于容纳编码器动盘2的零部件，比如突出的集成模块等，该安装定位环9不仅可以起到保护的作用，防止或减少灰尘的影响，也能起到定位的作用，安装定位环9套设编码器动盘法兰3。
39.一种实施方式，所述第一安装结构选自螺纹孔、外圈固定法兰8或安装钣金件5中一种或多种的组合；所述第二安装结构选自螺纹孔和/或内圈固定法兰6。
40.使用本技术所述的分体式编码器时，将分体式编码器固定于电机末端，具体的，如图2，编码器动盘法兰3上设置有安装孔303，电机的转子轴抵在编码器动盘2内的止口处，将螺栓穿过安装孔303后固定在转子轴上，安装钣金件5固定整个分体式编码器，当然也可以电机的转子轴抵接内圈固定法兰6，通过可适用的方式进行固定。当电机转动时，转子轴带动编码器动盘法兰3转动，带动编码器动盘2转动，而编码器静盘1不动，通过两个码盘的差值，可以实时反馈电机的转速和位置等相关信息。
41.一种实施方式，所述安装钣金件5或外圈固定法兰8与所述编码器静盘法兰4可拆卸连接；所述安装钣金件5或外圈固定法兰8与外部固定装置连接。引上所述，也可以通过外圈固定法兰8来实现与外部固定结构的连接实现编码器静盘1不动。
42.一种实施方式，所述编码器动盘法兰3上还设置有第二定位台阶302，所述内圈固定法兰6上设置有第三定位台阶(即向图1或图4中中心延伸出去部分)，所述编码器动盘法兰3和所述内圈固定法兰6可拆卸连接，如均设置螺纹孔，通过螺钉来实现固定，第二定位台阶302和第三定位台阶分别与轴承内圈相应侧抵接；第二定位台阶302和第三定位台阶的高度之和等于轴承7的内圈宽度，或者略小于该宽度；和/或，一种实施方式所述编码器静盘法兰4上部设置有第四定位台阶(如图1中与第二定位台阶302水平面对应的一凸起结构)，所述外圈固定法兰8上设置有第五定位台阶，所述编码器静盘法兰4和所述外圈固定法兰8可拆卸连接，第四定位台阶和第五定位台阶分别与轴承7外圈相应侧抵接。第三定位台阶和第五定位台阶并非一定是台阶状，可以是一直板状，而与轴承内、外圈接触处视为台阶，如图1或图4中内圈固定法兰6有台阶示意，外圈固定法兰8即为直板示意。
43.一种实施方式，所述轴承7外圈与编码器静盘法兰4的内环过盈配合连接，所述轴承内圈与编码器动盘法兰3的外环过盈配合连接。可单独通过过盈配合来将轴承的内外圈分别对应的固定起来，也可以再组合上述台阶状的组合结构来实现固定。本技术一种常规的连接装配方式是均可采用设置螺纹孔再通过螺钉来将两个部件连接起来，若无特殊说明可默认该连接方式。同时本技术可以将任何不冲突技术特征组合起来行程新的技术方案。本实施例的分体式编码器用轴承内圈外圈两个平行端面来进行定位，解决安装时间隙不均匀，间隙调整困难的问题。且利用轴承内圈和外圈高精度的同轴性，确保分体式编码器安装的同轴度能保证满足要求。在安装时，多个定位台阶大大降低了安装难度。
44.实施例2：
45.本实施例提供一种分体式编码器安装结构，包括同轴心安装的编码器静盘1、编码器动盘2、编码器动盘法兰3、编码器静盘法兰4；
46.所述编码器静盘1与所述编码器静盘法兰4可拆卸连接；所述编码器动盘2与所述编码器动盘法兰3可拆卸连接；
47.本实施例中，将图1或4中所示编号7替换为滚动连接件，选自滚珠或滚轴，在编码器静盘法兰和编码器动盘法兰上分别设有与所述滚动连接件配合的凹槽，即编码器静盘法兰和编码器动盘法兰分别对应为轴承的外圈和内圈；编码器静盘法兰、编码器动盘法兰和滚动连接件三者配合形成一轴承结构；本实施例未单独制图，与现有附图相似，仅需要将附图中对应的编号所指代的名称着重说明即可。如图中方向所示，编码器动盘法兰设置的凹槽通过现有附图说明中的第二台阶和内圈固定法兰来配合形成，同理，编码器静盘法兰设置的凹槽通过现有说明中的第四台阶和外圈固定法兰8来配合形成，滚珠或滚轴放置于该
凹槽内；在本实施例中，内圈固定法兰视为编码器动盘法兰的一部分，即图中所示的下部；外圈固定法兰8视为编码器静盘法兰的一部分，即图中所示的下部。当然这里可以采用分体式结构，如通过螺钉的方式将其组合起来形成凹槽，由于是非标轴承，分体式结构也便于非专业人士安装滚轴或滚珠。
48.所述编码器静盘法兰4预留有与外部固定装置连接的第一安装结构；所述编码器动盘法兰3预留有与外部转定装置连接的第二安装结构。
49.其余技术方案或技术特征与实施例1中相同。
50.本技术可直接采用标准的外购轴承来安装，如实施例1；也可以采用轴承结构的设计原理来设置成一特殊结构的非标准轴承。其中外部需要固定编码器静盘法兰，可通过螺钉直接与外部固定，也可以通过再连接安装钣金件来固定，还可以通过编码器静盘法兰该本体延伸出或与该本体配合可实现其他作用的组件(如外圈固定法兰8)延伸出的部分与外部连接起来。图中所示的外圈固定法兰8若向图中外侧延伸出也可形成实现如安装钣金件安装的效果。具体需要根据实际需要来选择其中一种或多种的配合。
51.实施例3：
52.本实施例提供一种机器人，该机器人采用了本技术任意方案组合的分体式编码器。机器人包括工业机器人、协作机器人、医疗机器人等。
53.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，还包括各技术特征在不冲突的情况下任意组合形成的新方案；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种分体式编码器安装结构，其特征在于，包括同轴心安装的编码器静盘、编码器动盘、编码器静盘法兰、编码器动盘法兰、滚动连接件；所述编码器静盘与所述编码器静盘法兰可拆卸连接；所述编码器动盘与所述编码器动盘法兰可拆卸连接；所述编码器静盘法兰和编码器动盘法兰之间设置有滚动连接件，所述编码器动盘法兰相对所述编码器静盘法兰平行转动；所述编码器静盘法兰预留有与外部固定装置连接的第一安装结构；所述编码器动盘法兰预留有与外部转动装置连接的第二安装结构。2.根据权利要求1所述的分体式编码器安装结构，其特征在于，所述可拆卸连接选自螺钉连接或过盈配合连接；所述过盈配合连接指的是所述编码器静盘呈中心镂空状，编码器静盘的中心圆环内壁与编码器静盘法兰过盈配合连接；和/或所述编码器动盘呈中心镂空状，编码器动盘的中心圆环内壁与编码器动盘法兰过盈配合连接。3.根据权利要求1所述的分体式编码器安装结构，其特征在于，所述编码器动盘连接有安装定位环，所述安装定位环与所述编码器动盘法兰通过螺钉连接或过盈配合连接。4.根据权利要求1所述的分体式编码器安装结构，其特征在于，所述第一安装结构选自螺纹孔或安装钣金件；所述第二安装结构选自螺纹孔。5.根据权利要求4所述的分体式编码器安装结构，其特征在于，所述安装钣金件与所述编码器静盘法兰可拆卸连接或一体成型。6.根据权利要求1所述的分体式编码器安装结构，其特征在于，所述编码器静盘法兰与编码器动盘法兰分别设置有凹槽，所述滚动连接件设于凹槽内；所述编码器动盘法兰上设置有第二定位台阶和内圈固定法兰，所述第二定位台阶和内圈固定法兰形成所述凹槽，所述第二定位台阶和内圈固定法兰分别与所述编码器动盘法兰可拆卸连接或一体成型设计；所述编码器静盘法兰上设置有第四定位台阶和外圈固定法兰，所述第四定位台阶和外圈固定法兰形成所述凹槽，所述第四定位台阶和外圈固定法兰分别与所述编码器静盘法兰可拆卸连接或一体成型设计。7.根据权利要求1-6任一所述的分体式编码器安装结构，其特征在于，所述滚动连接件为轴承；所述轴承外圈与编码器静盘法兰固定连接，所述轴承内圈与编码器动盘法兰固定连接。8.根据权利要求7所述的分体式编码器安装结构，其特征在于，所述轴承外圈与编码器静盘法兰的内环过盈配合连接，所述轴承内圈与编码器动盘法兰的外环过盈配合连接。9.根据权利要求1-6任一所述的分体式编码器安装结构，其特征在于，所述滚动连接件选自滚珠或滚轴，所述编码器静盘法兰和编码器动盘法兰分别设有与所述滚动连接件配合的对称设计的凹槽；所述编码器静盘法兰、编码器动盘法兰和滚动连接件三者配合形成一轴承结构。10.一种机器人，其特征在于，采用了如权利要求1-9中任意一项所述的分体式编码器安装结构。

技术总结
本发明公开了一种分体式编码器安装结构及机器人，包括同轴心安装的编码器静盘、编码器动盘、编码器静盘法兰、编码器动盘法兰、滚动连接件；所述编码器静盘与所述编码器静盘法兰可拆卸连接；所述编码器动盘与所述编码器动盘法兰可拆卸连接；所述编码器静盘法兰和编码器动盘法兰之间设置有滚动连接件，所述编码器动盘法兰相对所述编码器静盘法兰平行转动；所述编码器静盘法兰预留有与外部固定装置连接的第一安装结构；所述编码器动盘法兰预留有与外部转动装置连接的第二安装结构。本发明解决安装时间隙不均匀、间隙调整困难的问题。间隙调整困难的问题。间隙调整困难的问题。


技术研发人员：申鹏林 王鸿森 杨海斌
受保护的技术使用者：成都卡诺普机器人技术股份有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/3/8