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本申請(qǐng)要求2014年8月22日提交的標(biāo)題為“self-centeringforencoderdevice”美國(guó)專利申請(qǐng)no.14/466,348的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文中。

本發(fā)明總體上涉及馬達(dá)，更具體地涉及一種用于編碼器的自定心裝置。

背景技術(shù)：

編碼器在馬達(dá)應(yīng)用中用于監(jiān)測(cè)將動(dòng)力傳動(dòng)通過(guò)系統(tǒng)的軸的旋轉(zhuǎn)。如今使用的模塊化編碼器目前利用馬達(dá)(或發(fā)電機(jī))表面上的預(yù)先存在的導(dǎo)向孔來(lái)使編碼器在馬達(dá)軸上的定心，或利用具有內(nèi)部軸承的空心夾持軸和拴系裝置。然而，預(yù)先存在的導(dǎo)向孔可能不存在和/或不在其期望位置，這可能損害安裝精度和可靠性?？招膴A持軸的制造成本昂貴，并且易于出現(xiàn)安裝錯(cuò)誤和支承故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)示例提供了一種用于馬達(dá)的自定心裝置，該馬達(dá)具有基部和軸，該軸延伸穿過(guò)該基部，并且可以沿著一個(gè)軸線相對(duì)于基部旋轉(zhuǎn)，該裝置包括具有凸緣的殼體，該凸緣用于將殼體固定到馬達(dá)基部。一襯套連接到殼體，并且具有用于接納馬達(dá)軸的通道。一旋轉(zhuǎn)編碼器固定到殼體，并且構(gòu)造成測(cè)量馬達(dá)軸的位置或旋轉(zhuǎn)中的至少一者。通過(guò)將馬達(dá)軸定位在襯套的通道中，使得殼體在馬達(dá)軸上定心，以將編碼器放置在期望位置，以用于測(cè)量馬達(dá)軸的位置或旋轉(zhuǎn)中的至少一者。

另一示例提供了一種包括殼體的系統(tǒng)，該殼體具有內(nèi)部空間和凸緣，該凸緣用于將殼體固定到可旋轉(zhuǎn)的軸從中延伸的設(shè)備的基部。保持板可在內(nèi)部空間中固定到殼體，并且包括孔。襯套被定位在殼體和保持板之間，使得襯套的遠(yuǎn)端部分延伸穿過(guò)保持板中的所述孔。襯套在其遠(yuǎn)端部分還包括通道，以用于將軸可滑動(dòng)地接納在其中。編碼器配置成測(cè)量軸的角位置或旋轉(zhuǎn)中的至少一者。編碼器包括連接到殼體的至少一個(gè)傳感器，以用于測(cè)量軸的角位置或旋轉(zhuǎn)中的至少一者。響應(yīng)于軸被接納在襯套的通道中，殼體關(guān)于軸對(duì)齊，以將所述至少一個(gè)傳感器放置在距軸的縱軸線的預(yù)定的徑向距離內(nèi)。

一種用于馬達(dá)的自定心裝置，該馬達(dá)具有基部和軸，該軸延伸穿過(guò)該基部，并且可以沿著一個(gè)軸線相對(duì)于基部旋轉(zhuǎn)，該裝置包括殼體，該殼體具有內(nèi)部空間和用于將殼體固定到馬達(dá)基部的凸緣。具有孔的保持板在內(nèi)部空間中固定到殼體。一襯套延伸穿過(guò)保持板中的孔，并且被定位在殼體和保持板之間。襯套具有用于可滑動(dòng)地接納馬達(dá)軸的通道。用于測(cè)量馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)的編碼器具有固定到馬達(dá)軸的軸部件，和至少一個(gè)連接到殼體的用于測(cè)量軸部件的旋轉(zhuǎn)的傳感器。通過(guò)將馬達(dá)軸定位在襯套的通道中，使得殼體在馬達(dá)軸上定心，以將所述至少一個(gè)傳感器放置成與軸部件連通，以用于測(cè)量馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)。

另一示例提供了一種方法，該方法包括提供具有內(nèi)部空間的裝置殼體。該殼體包括安裝在殼體的內(nèi)部空間中的襯套和編碼器電子電路。襯套包括通道，該通道構(gòu)造成接納從旋轉(zhuǎn)設(shè)備的基部軸向延伸的可旋轉(zhuǎn)的軸。編碼器電子電路與襯套隔開(kāi)。殼體還包括凸緣，該凸緣從殼體的端部向外延伸。該方法還包括將馬達(dá)軸接納在襯套的通道中，以使編碼器電子電路定位在關(guān)于軸的軸線的預(yù)定距離內(nèi)，以使得編碼器電子電路能夠測(cè)量可旋轉(zhuǎn)的軸的運(yùn)動(dòng)或位置中的至少一者。殼體的凸緣可固定到旋轉(zhuǎn)設(shè)備的基部。

附圖說(shuō)明

圖1是固定在馬達(dá)上的自定心裝置的一個(gè)示例的示意性圖示。

圖2是圖1的分解組件視圖。

圖3a是圖1的自定心裝置的殼體的軸側(cè)圖。

圖3b是圖3a的殼體的底視圖。

圖4a是圖1的自定心裝置的定心軸承的軸側(cè)圖。

圖4b是圖4a的定心軸承沿著直線4b-4b的剖視圖。

圖5a是圖1的自定心裝置的空心軸部件的軸側(cè)圖。

圖5b是圖5a的空心軸部件沿著直線5b-5b的剖視圖。

圖5c是圖5a的空心軸部件的頂視圖。

圖6是圖1的自定心裝置的編碼器的示意性圖示。

圖7是圖1的自定心裝置和馬達(dá)沿著直線7-7的剖視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明總體上涉及編碼器，更具體地涉及一種用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的角位置和/或旋轉(zhuǎn)的自定心裝置。該裝置包括殼體(例如定子殼體)，該殼體包括襯套和編碼器。該襯套可以安裝在預(yù)先確定的位置，并且可以包括通道，該通道構(gòu)造成將(例如馬達(dá)或發(fā)電機(jī)的)可旋轉(zhuǎn)的軸接納在其中。襯套的通道具有中心軸線，該中心軸線與編碼器的傳感器具有預(yù)先確定的空間關(guān)系。編碼器可實(shí)現(xiàn)為絕對(duì)或增量旋轉(zhuǎn)編碼器。當(dāng)軸被接納在殼體的襯套116中時(shí)，襯套用作機(jī)械模板，以使殼體關(guān)于軸對(duì)齊，使得編碼器就位在期望的位置和取向，以測(cè)量軸的位置和/或旋轉(zhuǎn)。例如，編碼器可包括傳感器，該傳感器構(gòu)造成感知轉(zhuǎn)子上的標(biāo)記，該轉(zhuǎn)子固定在軸上并且被接納在殼體中以便由傳感器感知。襯套由此用于使轉(zhuǎn)子的中心軸線(例如中心線)與編碼器傳感器的相應(yīng)的軸線(例如中心線)自對(duì)齊，以使得傳感器能夠測(cè)量固定在軸上的轉(zhuǎn)子的位置和/或運(yùn)動(dòng)。因此，一旦軸被接納在襯套中，則殼體可以固定到軸從其延伸(例如通過(guò)螺栓或其它緊固件裝置)的表面。一旦殼體被固定在該表面上，則襯套允許軸大體上以互不干擾的方式自由旋轉(zhuǎn)，使得它能夠在不會(huì)影響編碼器的操作的情況下被移走。

圖1和2示出自定心裝置70的示例。裝置70可以用于關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸(例如馬達(dá)或發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸)精確定位編碼器裝置，以有助于精確跟蹤該軸的角位置和/或旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)示例中，裝置70包括殼體80，襯套116就位在殼體中，并且構(gòu)造成為該裝置提供關(guān)于設(shè)備20的軸40的自定心，該軸40例如用于馬達(dá)、發(fā)電機(jī)或其它旋轉(zhuǎn)軸承載設(shè)備。該裝置還可包括編碼器150，該編碼器150安裝在殼體中，并且構(gòu)造成測(cè)量軸的角位置和/或旋轉(zhuǎn)。

作為一個(gè)示例，設(shè)備20構(gòu)成用于在系統(tǒng)中產(chǎn)生和傳遞扭矩的典型電動(dòng)馬達(dá)。設(shè)備20包括基部22，該基部22具有大體上圓柱形的形狀，其定義了一對(duì)相對(duì)的端面或端表面24、26。圓柱形通道28在端表面24、26之間延伸穿過(guò)基部22。圓柱形轉(zhuǎn)子軸40沿著軸線42延伸穿過(guò)通道28。軸40可以圍繞軸線42沿著大體上由箭頭r表示的方向相對(duì)于基部22旋轉(zhuǎn)。通道28可以包含運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)可以根據(jù)設(shè)備20的類型和構(gòu)型而改變。

參考圖3a-3b，殼體80包括第一部分84和第二部分86，該第一部分84和第二部分86相配合以定義內(nèi)部空間82。第一部分84可以具有以軸線88為中心的大體上圓形的形狀。第二部分86沿著從軸線88徑向向外延伸的方向從第一部分84延伸出。第二部分86例如可以具有正方形或矩形的形狀。側(cè)孔83穿過(guò)第一部分84延伸到內(nèi)部空間82。側(cè)孔83可以由固定到第一部分84的可移走的門或板81(見(jiàn)圖1)封閉。以虛線115示出的附加孔可以穿過(guò)第一部分84的頂部延伸到內(nèi)部空間82中?？?17穿過(guò)第二部分86的頂部延伸到內(nèi)部空間82中。一對(duì)側(cè)孔77、87穿過(guò)第二部分86的側(cè)面延伸到內(nèi)部空間82。側(cè)孔87由可移走的門或板85封閉，該門或板85經(jīng)由緊固件89固定到第二部分86(見(jiàn)圖1)。殼體80可以由諸如金屬(例如不銹鋼、鋁或類似材料)的基本剛性的材料制成，或者它可以由諸如聚合物或塑料的非金屬材料制成。

參考圖2和7，殼體包括凸緣90，該凸緣90可以連接到第一部分84和第二部分86，以部分地封閉裝置70的內(nèi)部空間82。凸緣90可以是經(jīng)由緊固件91固定到殼體80的單獨(dú)部件(如圖所示)，或者在其它示例中，可以與殼體一體構(gòu)成。因此，凸緣90可以由與殼體80相同的材料或由與殼體不同的材料制成，例如金屬或塑料。在任何情況下，凸緣90都從殼體80的第一部分84徑向向外延伸。如圖所示，凸緣90可以是連續(xù)的環(huán)形凸緣，并且可以與第一部分大體上同心。在其它示例中，該凸緣可以構(gòu)造為一個(gè)或多個(gè)徑向向外延伸的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)構(gòu)造成在殼體中的襯套116使感測(cè)電路關(guān)于軸對(duì)齊時(shí)，將殼體固定到設(shè)備20的表面。在圖2和7的示例中，中心孔92延伸穿過(guò)凸緣90，并且圍繞第一部分84的軸線88定心，以便可以接近裝置70的內(nèi)部容納物(例如容納襯套和編碼器感測(cè)電路)。任選地，一個(gè)或多個(gè)外孔94延伸穿過(guò)凸緣90，并且圍繞中心孔92沿圓周定位?？?4可以被預(yù)先構(gòu)造或定制以用于特定的安裝目的，例如與設(shè)備20中的螺紋鉆孔軸向?qū)R，以經(jīng)由這些鉆孔中的螺紋緊固件96將凸緣固定到設(shè)備上。在一些示例中，螺紋鉆孔可以在將裝置70安裝到設(shè)備20期間在設(shè)備20的表面上形成。

參考圖2，保持板100設(shè)置為在內(nèi)部空間82中連接到殼體80的第一部分84。保持板100可以是矩形或其它形狀，并且包括中心孔102和多個(gè)外孔104，該外孔104從中心孔沿徑向向外定位?？?04被確定尺寸和構(gòu)造成接納緊固件106，該緊固件106用于將保持板100固定到殼體80的第一部分84。保持板100可以由金屬或塑料制成。中心孔被確定尺寸和構(gòu)造成：在保持板將襯套夾持在保持板和殼體84的第一部分之間的預(yù)先確定的位置處時(shí)，為襯套116的遠(yuǎn)端從中穿過(guò)提供通道。通過(guò)以這種方式將襯套116夾持在保持板和殼體之間，可以認(rèn)為襯套通過(guò)弱摩擦配合被保持，該弱摩擦配合足以執(zhí)行其自對(duì)齊功能，同時(shí)襯套還在殼體中是自由的或可浮動(dòng)的。

參考圖4a和4b的示例，定心襯套116是環(huán)形的，并且沿著軸線126從第一端118延伸到第二端121。襯套116包括內(nèi)表面122，該內(nèi)表面122定義了圓柱形通道124，該通道124沿著軸線126完全延伸穿過(guò)襯套116。通道124的內(nèi)徑的尺寸被確定成比軸40的直徑略小(例如大1-10微米)，以保證襯套116和軸之間的精確配合。在一個(gè)示例中，通道124和軸40彼此構(gòu)成緊密的滑動(dòng)配合，以使得軸能夠相對(duì)于襯套旋轉(zhuǎn)(例如由于構(gòu)成通道的側(cè)壁的材料的耐磨性和/或所浸漬的潤(rùn)滑劑)。

襯套116包括圍繞軸線126周向延伸的外圍表面130。凹部132在外圍表面130中形成，并且從第二端121向第一端118延伸，在第一和第二端之間的端表面134處結(jié)束。凹部132與內(nèi)表面122同心。凹部132可以提供凸肩，該凸肩與保持板100的相鄰的表面接合(例如提供與該表面的抵接)，以在端部121穿過(guò)保持板中的孔突出以接納軸40時(shí)，相對(duì)于殼體夾持襯套。

襯套116可以由耐磨材料制成，例如金屬、塑料或聚合物，該材料可以是有潤(rùn)滑的或無(wú)潤(rùn)滑的。在一個(gè)示例中，襯套116由青銅制成，例如sae841油浸燒結(jié)青銅。在另一示例中，襯套116可以由浸漬油或其它潤(rùn)滑劑的塑料或聚合物制成。襯套116可以被模塑和/或機(jī)加工成適應(yīng)各種不同的軸直徑。

再返回參考圖2，編碼器150構(gòu)成與空心軸部件(例如轉(zhuǎn)子)138配合以測(cè)量軸40的角位置和/或旋轉(zhuǎn)的編碼器150。將理解，軸部件138也可以構(gòu)成編碼器150的一部分。在任何情況下，編碼器150可以構(gòu)成多種已知的編碼器類型中的任一種。例如，編碼器150可以是機(jī)械式、光學(xué)式、磁式、電感式或電容式。

參考圖5a-5c所示的示例，軸部件138被設(shè)置為轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子用于固定到設(shè)備20的軸40，并且繼而與軸一起旋轉(zhuǎn)。軸部件138包括環(huán)形的基部140和夾持件143，該夾持件143從基部沿徑向向外延伸。標(biāo)記180可以布置在基部周圍，以被編碼器150感測(cè)。在此示例中，標(biāo)記180被圖示為包括圍繞基部的外圍延伸的一個(gè)或多個(gè)帶狀件。標(biāo)記180可以由一系列離散的標(biāo)志或其它可檢測(cè)的物體構(gòu)成，它可以根據(jù)所實(shí)施的編碼器技術(shù)的類型(例如機(jī)械式、光學(xué)式、電感式、電容式等)而改變。標(biāo)記180可以沿著圓周變化，以對(duì)軸40編碼角位置和/或旋轉(zhuǎn)信息。在一些示例中，標(biāo)記180可以由與基部140的其余部分不同的一個(gè)或多個(gè)材料條構(gòu)成。

作為另一示例，通道141沿著軸線142完全延伸穿過(guò)軸部件138。通道141具有圓形的橫截面，該橫截面的尺寸被確定成可滑動(dòng)地接納設(shè)備20的軸40。通道141具有在基部140中的第一直徑φ1和在夾持件143中的第二直徑φ2。夾持件143包括外圍表面147。槽或通道144從外表面147延伸穿過(guò)夾持件143，并且延伸到通道141中。因此，夾持件143具有c形的軸向截面。環(huán)形槽或通道145從通道144延伸出，并且圍繞軸線142周向延伸。環(huán)形通道145完全延伸穿過(guò)夾持件143，使得夾持件和基部140沿著環(huán)形通道145彼此隔開(kāi)。由于通道144、145，夾持件143的一部分可以相對(duì)于基部140移動(dòng)，以及相對(duì)于夾持件的其余部分移動(dòng)。換句話說(shuō)，夾持件143的沿著環(huán)形通道145并且與基部140隔開(kāi)的部分可以相對(duì)于基部以及夾持件的直接固定到基部的部分移動(dòng)。

側(cè)向通道146穿過(guò)夾持件143的外表面147延伸到環(huán)形通道145。緊固件148延伸穿過(guò)側(cè)向通道146和環(huán)形通道145。緊固件148旋擰到夾持件143中，使得緊固件和夾持件之間的旋擰接合程度能夠調(diào)節(jié)環(huán)形通道144的圓周寬度。換句話說(shuō)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)緊固件148，使得夾持件143的沿著環(huán)形通道145的部分相對(duì)于夾持件的直接固定到基部140的部分以及基部移動(dòng)。因此，可以將通道141在夾持件143中的直徑φ2減小到等于或小于直徑φ1的尺寸，以將軸部件138固定到設(shè)備20的軸40。

如圖6所示，編碼器150包括一個(gè)或多個(gè)電路板154，該電路板154通過(guò)緊固件158固定在一起。各電路板154均包括用于檢測(cè)、測(cè)量和傳輸關(guān)于軸40的旋轉(zhuǎn)的信息的電子部件。各電路板156可包括弓形凹部156，該弓形凹部156模擬軸部件138的基部140的外部輪廓。一個(gè)或多個(gè)傳感器168可設(shè)置在各電路板156上，以檢測(cè)軸部件138上的帶狀件180的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。傳感器168可以是光學(xué)傳感器、磁性傳感器等，這可以取決于所實(shí)施的編碼器技術(shù)的類型。編程口(programmingport)170可電連接到電路板154，該編程口170允許使用者編程、校正、測(cè)試或調(diào)整被編程到電路板和/或傳感器168中的感測(cè)變量。在其它示例中，數(shù)據(jù)可以無(wú)線傳輸(例如經(jīng)由藍(lán)牙、wifi或其它短距離無(wú)線技術(shù))。門或面板171可釋放地固定到殼體80的第一部分84并延伸穿過(guò)殼體中的孔117(見(jiàn)圖3a)，并且使得在裝置70安裝好時(shí)可以接近編程口170。

參考圖1和2，適配器160構(gòu)造成固定到殼體80的第二部分86，并且穿過(guò)第二部分中的側(cè)孔77延伸到內(nèi)部空間82中。適配器160包括緊固件162和通道164，該通道164延伸穿過(guò)該緊固件以接納用于從編碼器150向控制器(未示出)傳輸數(shù)據(jù)的導(dǎo)線(未示出)。適配器160可以電連接到控制器(未示出)，并且向控制器轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)于軸40的旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)。

參考圖2和7，當(dāng)裝置70裝配好時(shí)，襯套116的第二端121延伸穿過(guò)保持板100中的中心孔102。這使端表面134抵靠保持板100。盡管保持板100和襯套116被圖示為單獨(dú)的部件，但是將意識(shí)到，保持環(huán)和襯套可以構(gòu)成單個(gè)的一體式部件(未示出)。無(wú)論如何構(gòu)造，在此構(gòu)型中，保持板100中的中心孔102都可以使襯套116的軸線126以預(yù)先確定的取向和位置定心。緊固件106延伸穿過(guò)保持板100中的外孔104，并且在內(nèi)部空間82中將保持板緊固到殼體80的第一部分84。這使襯套116在內(nèi)部空間82中定位在殼體80的第一部分84和保持板100之間，并且襯套的軸線在預(yù)先確定的位置。在一個(gè)示例中，襯套116既沒(méi)有緊固到保持板100也沒(méi)有緊固到殼體80。相反地，襯套116被夾持或保持在保持板100和殼體80之間，以防止襯套和保持板或殼體之間的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)?？商娲?，保持板100和殼體80可以彼此充分地隔開(kāi)，以便例如在殼體已經(jīng)固定到設(shè)備20之后，允許襯套116沿著軸線126在保持板和殼體之間的一些運(yùn)動(dòng)(未示出)。換句話說(shuō)，在另一示例中，襯套116可以在凹部132的深度的一部分或全部上相對(duì)于保持板100軸向移動(dòng)。

在一些示例中，殼體80的第一部分84可以構(gòu)造為：一旦緊固件106被固定，則防止襯套116從保持板100和殼體之間移走。在其它示例中，第一部分84可包括可移走的門或其它結(jié)構(gòu)，例如圖3a中的虛線的門115，其允許在裝置已經(jīng)以期望的位置和取向被固定到設(shè)備20之后，將襯套116從保持板100和殼體80之間移走。

編碼器150在殼體80的內(nèi)部空間82中經(jīng)由緊固件158固定到保持板100。這使編碼器150從保持板100懸掛下來(lái)。在這方面，在使緊固件緊固之前可以使用卡盤(pán)或其它對(duì)齊工具(未示出)，以保證襯套116相對(duì)于殼體80和傳感器168適當(dāng)定位，即襯套的軸線與殼體80的軸線88適當(dāng)對(duì)齊?？ūP(pán)可以是圓柱形的，并且可以定位成抵接電路板中的弓形凹部156，同時(shí)抵接保持板100且圍繞襯套116。這使得襯套116沿著殼體80的軸線88定心，并且使襯套相對(duì)于電路板154上的傳感器168精確定位。緊固件106、158然后被緊緊固定，并且卡盤(pán)被移走。

適配器160可以穿過(guò)殼體80的第二部分86中的孔77插入內(nèi)部空間82中。這使得緊固件162的通道164定位成與內(nèi)部空間82流體連通。緊固件162將適配器160固定到第二部分86。門171定位在殼體80中的孔117中。導(dǎo)線可以電連接到電路板154，并且穿過(guò)適配器160中的通道164，以電連接到控制器(未示出)。可替代地，適配器160可以被省略，來(lái)自于電路板154的數(shù)據(jù)被無(wú)線地發(fā)送到控制器或其它遠(yuǎn)程電路(未示出)。

軸部件138被定位在設(shè)備20的軸40上方，使得軸延伸穿過(guò)通道，并且?jiàn)A持件143與馬達(dá)的端表面24軸向隔開(kāi)。軸40首先延伸穿過(guò)夾持件143，然后穿過(guò)基部140。緊固件148被緊固，以將夾持件143的各部分拉到一起，以減小直徑φ2，直到夾持件圍繞軸40實(shí)現(xiàn)夾持，由此將軸部件138固定到所述軸。軸40隨后沿著方向r的旋轉(zhuǎn)由此使軸部件138沿著方向r旋轉(zhuǎn)?？商娲兀S部件138可以被完全省略，標(biāo)記(例如帶狀件)180直接形成或設(shè)置在軸40上(未示出)。

此時(shí)，如果在基部22的端表面24中具有預(yù)先存在的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(pilot，例如在馬達(dá)基部的表面中的環(huán)形凹部)，則一個(gè)或多個(gè)像凸緣90那樣的環(huán)形的蓋件(未示出)可以放置在端表面上，以覆蓋或填充該導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。軸40和軸部件138穿過(guò)所述蓋件，并且可相對(duì)于所述蓋件自由旋轉(zhuǎn)。因此，在將殼體附裝到設(shè)備20的基部的表面24之前，蓋件可以定位在凸緣90和該表面24之間。由此可以利用該蓋件來(lái)有效地消除對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的凹入部分，從而去除導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的最初預(yù)期的對(duì)齊功能。在其它示例中，凸緣自身可以構(gòu)造成具有一定外直徑，該外直徑的尺寸被確定成適配在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中，從而可以消除由現(xiàn)有的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)提供的對(duì)齊或不對(duì)齊。

在任何情況下，隨后都使裝配好的裝置70靠近設(shè)備20，該裝置取向成使得凸緣90中的中心孔92朝向馬達(dá)的端表面24和(當(dāng)存在時(shí))環(huán)形的蓋件。使用者然后使軸40的軸線42與襯套116中的通道124的軸線126對(duì)齊，并且將襯套——?dú)んw80和編碼器150固定到該襯套——移動(dòng)到軸上。在此運(yùn)動(dòng)期間，軸40和軸部件138經(jīng)過(guò)凸緣90中的中心孔92和保持板100中的中心孔102，直到軸延伸到襯套116中的通道124中。軸40可以移動(dòng)到通道124中并穿過(guò)通道124，直到凸緣90抵接基部22的端表面24。在此構(gòu)型中，裝置70基本上沿著方向r相對(duì)于基部22圍繞軸40自由旋轉(zhuǎn)，這允許將裝置70移動(dòng)到圍繞軸線42的期望的圓周位置，例如以使編碼器150的適配器160的通道164與連接導(dǎo)線對(duì)齊，和/或使殼體80的第二部分86定位成不阻擋其它結(jié)構(gòu)。無(wú)論裝置70的取向如何，編碼器150都定位成使得電路板154中的弓形凹部156鄰近軸部件138的基部140的外周并且大體上與該外周同心。在此取向中，傳感器168定位成鄰近軸部件138中的帶狀件180并且與該帶狀件180徑向?qū)R。

由于保持板100被牢固地緊固到殼體80，因此保持板中的中心孔102有助于使布置在其中的襯套116的通道124與殼體的軸線88保持同軸。另外，襯套116中的凹部132與保持板100配合，以防止軸線88、126不對(duì)齊。因此，當(dāng)軸40被定位在襯套116的通道124中時(shí)，襯套使軸的軸線42與殼體80的軸線88精確地且可重復(fù)地對(duì)齊。結(jié)果是，無(wú)論裝置70相對(duì)于設(shè)備20的旋轉(zhuǎn)取向如何，同樣被牢固地緊固到殼體80上的編碼器150的電路板154上的傳感器168都與軸部件138上的標(biāo)記180徑向?qū)R。電路板154相對(duì)于軸部件138的精確定位允許傳感器168檢測(cè)帶狀件180的旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于緊固到該帶狀件180的軸40的旋轉(zhuǎn)。襯套116可以有助于和使得殼體80的軸線88能夠與軸40的軸線42精確對(duì)齊，由此將編碼器150的感測(cè)電路定位和固定在距旋轉(zhuǎn)軸預(yù)先確定的距離處，以保證編碼器將精確地檢測(cè)和測(cè)量軸的旋轉(zhuǎn)。

一旦到達(dá)裝置70相對(duì)于軸40的期望的旋轉(zhuǎn)位置，則使用者將凸緣90固定到基部22上。更具體地，緊固件96可以插入孔94中并旋擰到基部22中，以將裝置70固定到設(shè)備20。為此，使用者可以在基部22上鉆孔或以其它方式形成孔，以在凸緣90抵接端表面24時(shí)接納緊固件96。換句話說(shuō)，基部22中用于接納緊固件96的孔可以是基部中預(yù)先存在的孔，或者可以在裝置70的安裝期間新形成。因此，裝置70不依賴于設(shè)備20中預(yù)先存在的孔或?qū)蚪Y(jié)構(gòu)用來(lái)固定到馬達(dá)。更具體地，由于襯套在附裝到軸時(shí)關(guān)于殼體被緊固在預(yù)先確定的位置，因此襯套執(zhí)行殼體關(guān)于軸的自對(duì)齊功能。因此，模塊化的編碼器不需要依賴于可能存在于基部22中的任何預(yù)先形成的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的軸向和徑向位置。盡管凸緣90圖示為包括孔94，但是將意識(shí)到，這些孔可以最初被省略，隨后在裝置70就位在設(shè)備20上時(shí)在凸緣中形成。

一旦裝置70被緊固到設(shè)備20，則軸40圍繞軸線42沿著方向r的旋轉(zhuǎn)同樣使軸部件138沿著方向r旋轉(zhuǎn)。當(dāng)軸部件138旋轉(zhuǎn)時(shí)，編碼器150的傳感器168跟蹤從其旁邊經(jīng)過(guò)的帶狀件180的運(yùn)動(dòng)，并且將該運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)經(jīng)由通過(guò)適配器160的導(dǎo)線(未示出)傳輸?shù)娇刂破?未示出)以進(jìn)行處理。由于裝置70牢固地緊固到設(shè)備20上，并且通過(guò)襯套116相對(duì)于軸40的軸線42適當(dāng)對(duì)齊，因此編碼器150可以容易地且可重復(fù)地跟蹤軸的旋轉(zhuǎn)。

如果襯套116經(jīng)過(guò)一段時(shí)間由于軸40的晃動(dòng)或不對(duì)齊而磨損，則不論襯套的任何這種磨損情況如何，編碼器150將仍然正確地起作用。即，襯套116可以用于提供對(duì)基部22的初始對(duì)齊和附裝，之后的功能很小。例如，在殼體80已經(jīng)根據(jù)襯套116提供的對(duì)齊固定到基部22之后，在一些示例中，裝置70的襯套可以被移走。如果需要，襯套116可以更換；然而，在裝置70已經(jīng)附裝到設(shè)備20之后，該裝置70不需要繼續(xù)工作。這是由于編碼器150的電子電路感測(cè)帶狀件180的功能不取決于襯套116。因此，只要編碼器150正確地起作用，即使襯套116已經(jīng)磨損，該襯套116也可以被移到不同的或甚至相同的設(shè)備中并且仍然提供自對(duì)齊功能以使編碼器能夠進(jìn)行操作。在任何情況下，裝置70都構(gòu)造成保證在襯套116已經(jīng)用于該裝置相對(duì)設(shè)備20的精確定心和固定之后，襯套116的磨損不會(huì)損害編碼功能。

如上所述，裝置70簡(jiǎn)化了殼體80和設(shè)備20的固定，因?yàn)榫徑饬藢?duì)定位和/或依賴于馬達(dá)上的導(dǎo)向孔或在裝置和馬達(dá)之間固定系繩的需求。相反地，一旦凸緣90抵接基部22的端表面24，則使用者可以簡(jiǎn)單地在凸緣上的任何位置在端表面24中鉆孔或打孔，以允許緊固件96將裝置固定到馬達(dá)。因此，襯套116自身——而非導(dǎo)向孔或其它預(yù)先存在的設(shè)備結(jié)構(gòu)——用于使裝置70在軸40上對(duì)齊，由此使編碼器150相對(duì)于軸精確定位，以感測(cè)軸的角位置和/或運(yùn)動(dòng)。

襯套116的自對(duì)齊結(jié)構(gòu)還簡(jiǎn)化了裝置70在設(shè)備20上的裝配和編碼器150相對(duì)于軸部件138的定位。僅通過(guò)將馬達(dá)軸40插入自對(duì)齊/自定心的襯套116中，就使得編碼器150的傳感器168與固定到軸40的軸部件138上的帶狀件180自動(dòng)對(duì)齊，這保證了對(duì)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)的精確和可重復(fù)測(cè)量。本文公開(kāi)的自定心裝置由此降低了成本，改進(jìn)了在安裝位置的精確度和通用性，并且通過(guò)減少否則可能彼此超出公差的部件上的磨損而提高了產(chǎn)品的總體壽命預(yù)期。

上文已經(jīng)描述的是示例。當(dāng)然，不可能描述部件或方法的每種可能的組合，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到，多種其它組合和變換是可能的。因此，本發(fā)明意在包含落入本申請(qǐng)(包括所附權(quán)利要求)的范圍的所有這種替代、修改和變型。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“包括”意味著包含但不限于。術(shù)語(yǔ)“基于”意味著至少部分地基于。另外，當(dāng)本公開(kāi)或權(quán)利要求闡述“一”、“一個(gè)”、“第一”或“另一”元件或其等同物時(shí)，其應(yīng)被理解成包括一個(gè)或不止一個(gè)這種元件，既不要求也不排除兩個(gè)或更多這種元件。