一种双编码器结构及伺服一体机的制作方法

1.本技术涉及伺服电机技术领域，特别涉及一种双编码器结构。本技术还涉及一种具有该双编码器结构的伺服一体机。


背景技术：

2.目前，在机器人关节，或者伺服转盘等应用中，为了结构紧凑，需要尽可能的压缩轴向长度，一般将减速机、电机、抱闸、编码器、驱动器等零件集成设计。
3.现有技术中，为了实现全闭环的控制，需要两个编码器，分别为第一编码器和第二编码器，分别测量减速机的输出轴和输入轴(电机侧)位置，编码器分为两部分：码盘和传感单元。第一编码器包括第一码盘和第一传感单元；第二编码器包括第二码盘和第二传感单元。为了压缩轴向尺寸，使得结构更紧凑，第一码盘和第二码盘可以分为两个环状，并在同一个平面嵌套布置。
4.然而，由于编码器的传感单元离码盘的间距很小，因此，pcb(printed circuit board，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板)靠近码盘一侧的所有电子元器件(包括芯片)的高度都要维持和传感单元差不多的高度，否则就可能摩擦到码盘，这样就大大限制了电子元器件的选型和pcb的布板。此外，由于芯片和电机的驱动器集成设计，放置在同一块pcb板上，而驱动器需要用到的元器件，很多超过芯片的高度，因此，将两个码盘在同一个平面内嵌套布置，虽然轴向尺寸很紧凑，但是电子元器件，尤其是轴向尺寸较大的元器件，尽量布置在pcb远离码盘的一侧，导致pcb一侧的元器件过多，导致pcb的面积增大，增大pcb的径向尺寸，从而对电机的径向尺寸要求增大。
5.因此，为了尽可能满足编码器和pcb的布设要求，本领域技术人员有必要适时提供一种能够缩减pcb面积、且pcb上的电子元器件布设更灵活的双编码器结构。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种双编码器结构，能够缩减pcb的面积，并且能够使pcb上的电子元器件布设更灵活。本技术的另一目的是提供一种包括上述双编码器结构的伺服一体机。
7.为实现上述目的，本技术提供一种双编码器结构，包括第一编码器和第二编码器，第一编码器包括第一码盘和第一传感单元，第二编码器包括第二码盘和第二传感单元，第一码盘与第二码盘二者在第一方向和第二方向上均间隔分布；
8.还包括pcb组件，第一传感单元与第二传感单元设于pcb组件，pcb组件的至少部分结构与第一码盘或第二码盘形成预设间距，以容置高于第一传感单元与第二传感单元的电子元器件。
9.在一些实施例中，pcb组件包括第一pcb和第二pcb，第二pcb安装于第一pcb，第一传感单元与第二传感单元二者中的一者设于第一pcb，另一者设于第二pcb，第二pcb的面积小于第一pcb的面积。
10.在一些实施例中，第一码盘与第一pcb的间距大于第二码盘与第一pcb的间距，第一传感单元设于第二pcb，第二传感单元设于第一pcb。
11.在一些实施例中，第二码盘与第一pcb的间距大于第一码盘与第一pcb的间距，第二传感单元设于第二pcb，第一传感单元设于第一pcb。
12.在一些实施例中，第二pcb贴合安装于第一pcb。
13.在一些实施例中，第二pcb通过接插件安装于第一pcb。
14.在一些实施例中，接插件的高度可调。
15.在一些实施例中，接插件为排针。
16.本技术还提供一种伺服一体机，包括上述任一项的双编码器结构。
17.在一些实施例中，还包括减速机，第一码盘固定于减速机的输入轴，第二码盘固定于减速机的输出轴。
18.相对于上述背景技术，本技术实施例所提供的双编码器结构，包括第一编码器和第二编码器，第一编码器包括第一码盘和第一传感单元，第二编码器包括第二码盘和第二传感单元，第一码盘与第二码盘二者在第一方向和第二方向上均间隔分布。进一步地，双编码器结构还包括pcb组件，第一传感单元与第二传感单元设于pcb组件，pcb组件的至少部分结构与第一码盘或第二码盘形成预设间距，以容置高于第一传感单元及第二传感单元的电子元器件。
19.可以理解的是，pcb组件的至少部分结构与第一码盘或第二码盘形成的预设间距，用于容置较高的电子元器件。组装时，由于pcb组件与第一码盘或第二码盘之间始终具有预设间距，可以将较高的电子元器件布设在pcb靠近码盘的一侧，且无需让开码盘的位置，也就是说，可以将较高的电子元器件布设在pcb与码盘之间。
20.相较于传统，较高的电子元器件基本都布置在pcb远离码盘的一侧，本技术实施例提供的双编码器结构，第一码盘与第二码盘二者不在一个平面内，而是错开高度分布，这样可以将其中一个码盘与pcb组件拉开间距，从而便于放置一部分较高的电子元器件，且无需让开码盘的位置，可以节约pcb组件的面积，降低径向尺寸要求，与此同时，上述设置方式提供了除布置在pcb远离码盘的一侧以外的方式，pcb组件的两面放置电子元器件的方式更加灵活。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本技术实施例中伺服一体机的外部结构示意图；
23.图2为图1所示伺服一体机的内部结构示意图；
24.图3为图1所示伺服一体机的剖面结构示意图；
25.图4为本技术实施例中第一种双编码器结构的示意图；
26.图5为本技术实施例中第二种双编码器结构的示意图；
27.图6为本技术实施例中第三种双编码器结构的示意图；
28.图7为本技术实施例中第四种双编码器结构的示意图。
29.其中：
30.10-伺服一体机；
31.100-双编码器结构、200-输入轴、300-输出轴；
32.101-第一编码器、102-第二编码器、103-pcb组件、104-高电子元器件；
33.1011-第一码盘、1012-第一传感单元；
34.1021-第二码盘、1022-第二传感单元；
35.1031-第一pcb、1032-第二pcb、1033-接插件。
具体实施方式
36.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
37.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
38.需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。
39.请参考图1至图7，图1为本技术实施例中伺服一体机的外部结构示意图；图2为图1所示伺服一体机的内部结构示意图；图3为图1所示伺服一体机的剖面结构示意图；图4为本技术实施例中第一种双编码器结构的示意图；图5为本技术实施例中第二种双编码器结构的示意图；图6为本技术实施例中第三种双编码器结构的示意图；图7为本技术实施例中第四种双编码器结构的示意图。
40.本技术实施例所提供的双编码器结构100，包括第一编码器101和第二编码器102，第一编码器101包括第一码盘1011和第一传感单元1012，第二编码器102包括第二码盘1021和第二传感单元1022，第一码盘1011与第二码盘1021二者在第一方向和第二方向上均间隔分布。其中，第一码盘1011位于第二码盘1021的外侧，第一传感单元1012设于第二传感单元1022的外侧，第一传感单元1012和第二传感单元1022均为测量芯片。
41.作为优选的，第一方向和第二方向可分别为如图3所示的x轴方向和y轴方向。
42.进一步地，双编码器结构100还包括pcb组件103，第一传感单元1012与第二传感单元1022设于pcb组件103，pcb组件103的至少部分结构与第一码盘1011或第二码盘1021形成预设间距，以容置高于第一传感单元1012及第二传感单元1022的电子元器件。
43.这样一来，第一码盘1011与第二码盘1021不放置在一个平面，而是错开一定的高度，第一传感单元1012和第二传感单元1022分别放在pcb组件103沿x轴方向的不同位置上。
44.可以理解的是，pcb组件103的至少部分结构与第一码盘1011或第二码盘1021形成的预设间距，用于容置高电子元器件104(所谓高电子元器件104是指电子元器件沿y轴方向的尺寸较大)。组装时，由于pcb组件103与第一码盘1011或第二码盘1021之间始终具有预设间距，可以将高电子元器件104布设在pcb靠近码盘的一侧，且无需让开码盘的位置，也就是说，可以将高电子元器件104布设在pcb与码盘之间。
45.相较于传统，高电子元器件尽量布置在pcb远离码盘的一侧，要么布置在pcb靠近码盘的一侧、且必须让开码盘的位置的双编码器结构100，本技术实施例提供的双编码器结构100，第一码盘1011与第二码盘1021二者不在一个平面内，而是错开高度分布，这样可以将其中一个码盘与pcb组件103拉开间距，从而便于放置一部分高电子元器件104，且无需让开码盘的位置，可以节约pcb组件103的面积，降低径向尺寸要求与此同时，上述设置方式提供了除布置在pcb远离码盘的一侧以外的方式，pcb组件103的两面放置电子元器件的方式更加灵活。
46.在一些实施例中，pcb组件103可以包括两块pcb，两块pcb可以根据码盘的不同高度分开放置。两块pcb中的其中一块pcb与码盘的间距可以拉开，这样可以放置一部分高电子元器件104。
47.具体地，pcb组件103包括第一pcb1031和第二pcb1032，第二pcb1032安装于第一pcb1031靠近码盘的一面，第一传感单元1012与第二传感单元1022二者中的一者设于第一pcb1031，另一者设于第二pcb1032，其中，第二pcb1032的面积小于第一pcb1031的面积。
48.需要说明的是，在本实施例中，第一pcb1031在x轴方向上的尺寸大于第二pcb1032在x轴方向上的尺寸，且第二pcb1032在x轴方向上的尺寸很小(仅用于安装一个传感单元)，使得第一pcb1031能够预留足够的空间用于安装其他电子元器件。
49.在其中一些实施例中，第一码盘1011与第一pcb1031的间距大于第二码盘1021与第一pcb1031的间距，第一传感单元1012设于第二pcb1032，第二传感单元1022设于第一pcb1031。
50.在另一些实施例中，第二码盘1021与第一pcb1031的间距大于第一码盘1011与第一pcb1031的间距，第二传感单元1022设于第二pcb1032，第一传感单元1012设于第一pcb1031。
51.在一些实施例中，第二pcb1032与第一pcb1031的连接方式可以有多种，比如第二pcb1032可以贴合连接于第一pcb1031，当然，根据实际需要，第二pcb1032也可以通过接插件1033安装于第一pcb1031。
52.在一些实施例中，接插件1033的高度可调。
53.作为优选的，接插件1033为排针。这样一来，第二pcb1032可以通过排针安装于第一pcb1031。
54.请参阅图4，第一码盘1011与第一pcb1031的间距大于第二码盘1021与第一pcb1031的间距，第一传感单元1012设于第二pcb1032，第二传感单元1022设于第一pcb1031，第二pcb1032贴合连接于第一pcb1031。
55.请参阅图5，第二码盘1021与第一pcb1031的间距大于第一码盘1011与第一pcb1031的间距，第二传感单元1022设于第二pcb1032，第一传感单元1012设于第一pcb1031，第二pcb1032贴合连接于第一pcb1031。
56.请参阅图6，第二码盘1021与第一pcb1031的间距大于第一码盘1011与第一pcb1031的间距，第二传感单元1022设于第二pcb1032，第一传感单元1012设于第一pcb1031，第二pcb1032通过排针连接于第一pcb1031，排针的高度可以根据需要进行调整，以便于在第一pcb1031上安装更高的电子元器件。
57.请参阅图7，第一码盘1011与第一pcb1031的间距大于第二码盘1021与第一
pcb1031的间距，第一传感单元1012设于第二pcb1032，第二传感单元1022设于第一pcb1031，第二pcb1032通过排针连接于第一pcb1031，排针的高度可以根据需要进行调整，以便于在第一pcb1031上安装更高的电子元器件。
58.请一并参阅图1、图2和图3，本技术所提供的一种伺服一体机10，包括上述具体实施例所描述的双编码器结构100，伺服一体机10还包括减速机，第一码盘1011固定于减速机的输入轴200，第二码盘1021固定于减速机的输出轴300。
59.本技术实施例提供的双编码器结构100，第一码盘1011与第二码盘1021二者不在一个平面内，而是错开高度分布，这样可以将其中一个码盘与pcb组件103拉开间距，从而便于放置一部分较高的电子元器件，且无需让开码盘的位置，可以节约pcb组件103的面积，降低径向尺寸要求，与此同时，上述设置方式提供了除布置在pcb远离码盘的一侧以外的方式，pcb组件103的两面放置电子元器件的方式更加灵活。
60.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
61.以上对本技术所提供的伺服一体机及其双编码器结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种双编码器结构(100)，其特征在于，包括第一编码器(101)和第二编码器(102)，所述第一编码器(101)包括第一码盘(1011)和第一传感单元(1012)，所述第二编码器(102)包括第二码盘(1021)和第二传感单元(1022)，所述第一码盘(1011)与所述第二码盘(1021)二者在第一方向和第二方向上均间隔分布；还包括pcb组件(103)，所述第一传感单元(1012)与所述第二传感单元(1022)设于所述pcb组件(103)，所述pcb组件(103)的至少部分结构与所述第一码盘(1011)或所述第二码盘(1021)形成预设间距，以容置高于所述第一传感单元(1012)及所述第二传感单元(1022)的电子元器件。2.如权利要求1所述的双编码器结构(100)，其特征在于，所述pcb组件(103)包括第一pcb(1031)和第二pcb(1032)，所述第二pcb(1032)安装于所述第一pcb(1031)，所述第一传感单元(1012)与所述第二传感单元(1022)二者中的一者设于所述第一pcb(1031)，另一者设于所述第二pcb(1032)，所述第二pcb(1032)的面积小于所述第一pcb(1031)的面积。3.如权利要求2所述的双编码器结构(100)，其特征在于，所述第一码盘(1011)与所述第一pcb(1031)的间距大于所述第二码盘(1021)与所述第一pcb(1031)的间距，所述第一传感单元(1012)设于所述第二pcb(1032)，所述第二传感单元(1022)设于所述第一pcb(1031)。4.如权利要求2所述的双编码器结构(100)，其特征在于，所述第二码盘(1021)与所述第一pcb(1031)的间距大于所述第一码盘(1011)与所述第一pcb(1031)的间距，所述第二传感单元(1022)设于所述第二pcb(1032)，所述第一传感单元(1012)设于所述第一pcb(1031)。5.如权利要求2-4任意一项所述的双编码器结构(100)，其特征在于，所述第二pcb(1032)贴合安装于所述第一pcb(1031)。6.如权利要求2-4任意一项所述的双编码器结构(100)，其特征在于，所述第二pcb(1032)通过接插件(1033)安装于所述第一pcb(1031)。7.如权利要求6所述的双编码器结构(100)，其特征在于，所述接插件(1033)的高度可调。8.如权利要求6所述的双编码器结构(100)，其特征在于，所述接插件(1033)为排针。9.一种伺服一体机(10)，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的双编码器结构(100)。10.如权利要求9所述的伺服一体机(10)，其特征在于，还包括减速机，所述第一码盘(1011)固定于所述减速机的输入轴(200)，所述第二码盘(1021)固定于所述减速机的输出轴(300)。

技术总结
本申请公开了一种双编码器结构及伺服一体机，双编码器结构包括第一编码器和第二编码器，第一编码器包括第一码盘和第一传感单元，第二编码器包括第二码盘和第二传感单元，第一码盘与第二码盘在第一方向和第二方向上均间隔分布，还包括PCB组件，第一传感单元与第二传感单元设于PCB组件，PCB组件的至少部分结构与第一码盘或第二码盘形成预设间距，以容置电子元器件。上述双编码器结构的第一码盘与第二码盘不在一个平面内，而是错开分布，这样可将码盘与PCB组件拉开间距，从而便于放置较高的电子元器件，且无需让开码盘的位置，可节约PCB组件的面积，使得整体结构更紧凑，同时，PCB组件的两面放置电子元器件的方式更加灵活。的两面放置电子元器件的方式更加灵活。的两面放置电子元器件的方式更加灵活。


技术研发人员：陈杨钟
受保护的技术使用者：深圳市雷赛智能控制股份有限公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/7/27