CN108168438B - 一种封闭式光栅 - Google Patents

Abstract

本申请公开了封闭式光栅尺，包括：外壳；端盖；固定于外壳内表面的标尺光栅；通过在标尺光栅上表面镀导电材料形成的放电元件；与放电元件搭接，用于导出电荷的导电元件；其中，导电元件包括导电片和设于导电片表面的导电层；导电层为通过具有预设电阻率的导电材料制备的导电层；位于标尺光栅下表面的读数头组件；其中，读数头组件包括滑架及穿过外壳并带动滑架移动的滑架体。可见，本申请将导电元件的导电片的表面设有具有预设电阻率的导电材料制备的导电层，将光栅尺工作过程中产生的电荷慢慢导出；并且，上述导电层能够有效避免由外界产生的大电流或者高电压通过外壳传到光栅尺内部而造成对光栅尺的影响，即不受外界电荷的影响。

Description

一种封闭式光栅

技术领域

本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种封闭式光栅。

背景技术

光栅尺是利用光栅的光学原理进行直线位置测量的装置，因其具有测量精度高，经济可靠等特点，被广泛应用于精密测量与自动控制领域。在现有技术中，光栅尺通常制备成封闭式光栅尺，是一种检测直线位移的装置，主要应用在机床设备上，用于检测机床的工作台或主轴的位置变化等方面的应用。

但是，现有技术中的封闭式光栅尺通常设有一个在长度方向开口的中空铝外壳，两端用端盖密封，再配合使用密封条进行密封，从而保护尺壳结构内部的光栅尺、读数头、扫描单元等不受铁屑、灰尘和喷溅水的污染。为进一步确保光栅尺表面洁净度，端盖上需设置通气孔，通过往尺壳内通一定压强的洁净空气，将尺壳内的灰尘吹出。

但是，光栅尺在工作工程中，玻璃标尺光栅与读数头在往复运动过程中产生的电荷聚集在标尺光栅表面，封闭在尺壳内的标尺光栅需要与外壳或端盖间设置导电元件建立电连接才能将电荷导出。现有技术中提供的封闭式光栅尺的导电元件通常是用金属片制成的，利用金属片制成的导电元件虽然能够将玻璃标尺光栅与读数头在往复运动过程中产生的电荷导出，但是，由于金属片具有优良的导电性，极易受外界电荷的干扰，例如高电压产生的电流传到光栅尺内部而造成对光栅尺测量的干扰或对光栅尺的损害。

因此，如何制造不受外界电荷影响的光栅尺是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种封闭式光栅尺，不受外界电荷的影响。其具体方案如下：

一种封闭式光栅，包括：

外壳；

位于所述外壳两端，并设有定位孔的端盖；

固定于所述外壳内表面的标尺光栅；

通过在所述标尺光栅上表面镀导电材料形成的放电元件；

与所述放电元件搭接，并通过卡扣固定于所述端盖内表面，用于导出电荷的导电元件；其中，所述导电元件包括导电片和设于所述导电片表面的导电层；所述导电层为通过具有预设电阻率的导电材料制备的导电层；

位于所述标尺光栅下表面的读数头组件；其中，所述读数头组件包括与所述标尺光栅下表面直接接触的滑架及穿过所述外壳并带动所述滑架移动的滑架体。

优选的，所述放电元件包括在所述标尺光栅长度方向，铬材料形成的放电元件。

优选的，所述导电片包括利用金属形成的弹性导电片。

优选的，所述导电层包括利用导电橡胶形成的导电层。

优选的，所述导电橡胶形成的导电层通过硫化的方法位于所述弹性导电片的表面。

优选的，所述卡扣包括弹性卡扣。

优选的，所述封闭式光栅还包括：

用于实现所述导电元件与所述端盖连接的螺钉。

优选的，所述端盖还包括：

设有通气孔，用于引导空气流向的弧形导向凸台。

本发明提供的封闭式光栅尺，包括：外壳；位于外壳两端，并设有定位孔的端盖；固定于外壳内表面的标尺光栅；通过在标尺光栅上表面镀导电材料形成的放电元件；与放电元件搭接，并通过卡扣固定于端盖内表面，用于导出电荷的导电元件；其中，导电元件包括导电片和设于导电片表面的导电层；导电层为通过具有预设电阻率的导电材料制备的导电层；位于标尺光栅下表面的读数头组件；其中，读数头组件包括与标尺光栅下表面直接接触的滑架及穿过外壳并带动滑架移动的滑架体。可见，本发明提供的上述技术方案，将导电元件的导电片的表面设有一层具有预设电阻率的导电材料制备的导电层，将玻璃光栅与读读数头运动过程中产生的电荷慢慢导出；并且，具有预设电阻率的导电层能够有效避免由外界产生的大电流或者高电压通过外壳传到光栅尺内部而造成对光栅尺的干扰或损坏，即不受外界电荷的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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。

图1为本发明实施例提供的一种封闭式光栅尺的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种封闭式光栅尺的标尺光栅仰视图；

图3为本发明实施例提供的一种封闭式光栅尺组装之前的光栅尺结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种封闭式光栅尺的端盖的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种封闭式光栅尺，其结构示意图如图1所示，包括：

外壳1；位于外壳两端，并设有定位孔的端盖2；固定于外壳1内表面的标尺光栅3；通过在标尺光栅3上表面镀导电材料形成的放电元件4；与放电元件4搭接，并通过卡扣5固定于端盖内表面，用于导出电荷的导电元件6；其中，导电元件6包括导电片61和设于导电片表面的导电层62；导电层62为通过具有预设电阻率的导电材料制备的导电层；位于标尺光栅3下表面的读数头组件7；其中，读数头组件7包括与标尺光栅3下表面直接接触的滑架71及穿过外壳并带动滑架移动的滑架体72。

需要说明的是，上述封闭式光栅尺的外壳1通常是用铝材料制成的外壳，当然必要情况下也可以是其他材料制成的外壳。标尺光栅3固定在外壳1上，且与滑架71紧密接触，外壳1两端用端盖2封闭组成尺壳结构，尺壳结构与设备安装面固定。本发明实施例中，通过在标尺光栅3上表面镀导电材料形成的放电元件4，通常是利用铬材料制成的放电元件，具体可见图2所示。

本发明实施例中，滑架71与滑架体72通过弹簧装配组成了读数头组件，整体活动装配于尺壳结构中并使用密封条8实现结构密封，读数头组件利用螺钉与设备移动工作台安装在一起，如图3所示。当设备工作时，移动工作台相对设备安装面的运动，转化为标尺光栅3相对于滑架71上设置的指示光栅的运动，两光栅相对运动形成明暗相间的条纹，经光电装换装置转化为电信号，输出到信号处理单元，从而实现直线位置测量。尺壳结构用密封条密封，形成封闭式结构，保护了其内部的光栅尺3、读数头组件7、扫面单元等不受铁屑、灰尘和喷溅水的污染，确保信号质量，保证了测量的精度和准确性。

由于外电场及相对运动过程中相互摩擦的材料间的导电系数的差异等影响，可能引起标尺光栅3表面存在电势差，导致脉冲式放电，这种放电会干扰扫描信号，导致测量误差。为了将标尺光栅3表面的电荷导出，在标尺光栅3的长度方向上用导电材料镀一层导电层，材料一般为铬，即放电元件4。导电元件6与放电元件4紧密接触，并与端盖1通过螺钉压紧建立电连接，实现电荷导出功能，确保扫描信号不受干扰。

需要进行具体说明的是，导电元件6包括导电片61和设于导电片表面的导电层62；导电层62为通过具有预设电阻率的导电材料制备的导电层。其中，金属片作为导电元件6的骨架，导电层61通常选用具有一定的电阻率的合成导电橡胶硫化在金属的表面。金属片作为导电元件6的骨架用以保证其具有一定刚度，与放电元件4接触时保有一定压力，确保运动过程中两者始终紧密搭接，导电橡胶制成的导电层62则与放电元件4相连，负责将积累的电荷慢慢的导出，通过光栅尺的外壳接地进行电荷释放。同时，带有一定电阻率的导电橡胶结构有效避免了由外界产生的大电流或高电压通过外壳传到光栅尺内部而造成的损害。上述用于固定导电元件6的卡扣5可以是弹性卡扣。

为了及时清理进入光栅尺的灰尘等杂物，本发明实施例提供的封闭式光栅尺还包括：设有通气孔，用于引导空气流向的弧形导向凸台。通过两端端盖2往尺壳内通一定压强的洁净空气，通过密封条的闭合将尺壳内的灰尘带出。具体结构如图4所示，图中的箭头表示空气的流向。如图4所示：端盖2的一端有一弧形导向凸台，弧形结构设计保证了密封条自然地与之贴合，密封效果更好；导向凸台内设置通气孔，通气孔的末端时导流片，洁净空气通过导流片时往两侧分流，垂直吹到密封条表面，清洁效果更佳。端盖2的另一端带有弹性卡扣，可与外壳1上的卡槽实现定位，同时，将导电元件6安装在弹性卡扣中，在用螺钉压紧固定端盖的同时也实现了导电元件6与端盖2间的电连接，方便快捷。

可见，本发明提供的上述技术方案，将导电元件的导电片的表面设有一层具有预设电阻率的导电材料制备的导电层，将玻璃光栅与读数头运动过程中产生的电荷慢慢导出；并且，具有预设电阻率的导电层能够有效避免由外界产生的大电流或者高电压通过外壳传到光栅尺内部而造成对光栅尺的干扰或损坏，即不受外界电荷的影响。

此外，将端盖上的导向凸台结构设计为弧形，这样的设计对密封条的安装起到了定位作用，同时保证了其与密封条紧密贴合，密封效果更佳。并且，通气孔末端设置导流孔，对通过通气孔的洁净空气进行分流导向，使之垂直吹到密封条表面，清洁效果更好。端盖上的弹性卡扣结构与螺钉连接配合，实现了端盖与外壳间的定位导向，同时建立了导电元件与端盖间的电连接，使封闭式光栅尺的结构简单可靠。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的封闭式光栅尺进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种封闭式光栅，其特征在于，包括：

外壳；

位于所述外壳两端，并设有定位孔的端盖；

固定于所述外壳内表面的标尺光栅；

通过在所述标尺光栅上表面镀导电材料形成的放电元件；

与所述放电元件搭接，并通过卡扣固定于所述端盖内表面，用于导出电荷的导电元件；其中，所述导电元件包括导电片和设于所述导电片表面的导电层；所述导电层为通过具有预设电阻率的导电材料制备的导电层；

位于所述标尺光栅下表面的读数头组件；其中，所述读数头组件包括与所述标尺光栅下表面直接接触的滑架及穿过所述外壳并带动所述滑架移动的滑架体。

2.根据权利要求1所述的封闭式光栅，其特征在于，所述放电元件包括在所述标尺光栅长度方向，利用铬材料形成的放电元件。

3.根据权利要求1所述的封闭式光栅，其特征在于，所述导电片包括利用金属形成的弹性导电片。

4.根据权利要求3所述的封闭式光栅，其特征在于，所述导电层包括利用导电橡胶形成的导电层。

5.根据权利要求4所述的封闭式光栅，其特征在于，所述导电橡胶形成的导电层通过硫化的方法位于所述弹性导电片的表面。

6.根据权利要求1所述的封闭式光栅，其特征在于，所述卡扣包括弹性卡扣。

7.根据权利要求1所述的封闭式光栅，其特征在于，还包括：

用于实现所述导电元件与所述端盖连接的螺钉。

8.根据权利要求1至7任一项所述的封闭式光栅，其特征在于，所述端盖还包括：

设有通气孔，用于引导空气流向的弧形导向凸台。

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