專(zhuān)利名稱：一種具有十位粗碼道的絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電測(cè)試中的角位移、角速度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種具有十位粗碼道的絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)。
二、技術(shù)背景絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)是絕對(duì)式矩陣編碼器進(jìn)行角位移、角速度測(cè)量的核心元件，是由碼盤(pán)和狹縫盤(pán)匹配構(gòu)成的，碼盤(pán)上刻劃有若干圈同心環(huán)形碼道、狹縫盤(pán)上設(shè)置有與碼道相對(duì)應(yīng)的狹縫，兩者有機(jī)的匹配，可輸出角度信息。通常對(duì)測(cè)角精度要求較高的碼盤(pán)，都是由粗碼道和精碼道構(gòu)成的，碼盤(pán)外圈刻劃精度高，測(cè)量精度較低的粗碼道設(shè)在碼盤(pán)直徑較小的里圈，對(duì)測(cè)角精度要求較高的精碼道排在粗碼道的外圈。碼道的編碼有二進(jìn)制周期編碼，十進(jìn)制編碼，二十進(jìn)制編碼。
近年來(lái)隨著工業(yè)和高科技的發(fā)展和需要，對(duì)絕對(duì)式矩陣編碼器小型化的要求，越來(lái)越迫切，編碼器小型化的要求，必須使碼盤(pán)和其匹配的狹縫盤(pán)的徑向尺寸縮小。碼盤(pán)的徑向尺寸縮小以后，刻劃的圈數(shù)就減少，隨之而來(lái)的是編碼器的輸出位數(shù)也相應(yīng)地減少，為了克服這一缺點(diǎn)，在碼盤(pán)徑向尺寸縮小的情況下，又不降低編碼器的輸出位數(shù)，常常采用對(duì)粗碼道進(jìn)行矩陣排列，粗碼道外圈的高位碼道是全周設(shè)計(jì)的精碼道。矩陣排列的粗碼道經(jīng)過(guò)譯碼校正后，獲得原始非矩陣的二進(jìn)制周期碼以后，可用常規(guī)的成熟的電子技術(shù)處理方法，輸出角度位移信息。
與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)，是中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研制生產(chǎn)的具有八位粗碼道的絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)(2001年申請(qǐng)的實(shí)用新型專(zhuān)利，名稱為“絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)”專(zhuān)利號(hào)為ZL00264312.x，申請(qǐng)日為010926)如圖1和圖2所示。在圖1中，刻劃有兩圈粗碼道，第一圈碼道分為兩個(gè)區(qū)間0°～180°為不通光區(qū)，180°～360°為通光區(qū)。第二圈圈碼道分為0°～90°、90°～180°、180°～270°、270°～360°四個(gè)區(qū)間。在0°～90°的區(qū)間中，按八等份設(shè)計(jì)安排不通光區(qū)和通光區(qū)，每一個(gè)等份是90°/8＝11°15′，靠近0°和90°位置各有一等份即11°15′為不通光區(qū)，和該兩個(gè)不通光區(qū)相鄰的為兩個(gè)通光區(qū)，每個(gè)通光區(qū)各占兩個(gè)等份即各為22°30′，該兩個(gè)通光區(qū)相鄰的為兩個(gè)不通光區(qū)，占有兩個(gè)等份即22°30′，由此可知在0°～90°區(qū)間內(nèi)，0°～15°為不通光區(qū)，11°15′～33°45′為通光區(qū)，33°45′～56°15′為不通光區(qū)，56°15′～78°45′為通光區(qū)，78°45′～90°為不通光區(qū)。
在90°～180°區(qū)間中，按十六等份設(shè)計(jì)安排不通光區(qū)和通光區(qū)，每一個(gè)等份是90°/16＝5°37′30″，靠近90°和180°位置各有一等份即5°37′30″為不通光區(qū)，和該兩個(gè)不通光區(qū)相鄰的為兩個(gè)通光區(qū)，每個(gè)通光區(qū)各占兩個(gè)等份即各為11°15′，和該兩個(gè)通光區(qū)相鄰的為兩個(gè)不通光區(qū)，每個(gè)不通光區(qū)各占有兩個(gè)等份即為11°15′，和該兩個(gè)不通光區(qū)相鄰的為兩個(gè)通光區(qū)，每個(gè)通光區(qū)各占兩個(gè)等份即各為11°15′，和該兩個(gè)通光區(qū)相鄰的為兩個(gè)不通光區(qū)，占有兩個(gè)等份即為11°15′，由此可知在90°～180°區(qū)間內(nèi)，90°～95°37′30″為不通光區(qū)，95°37′30″～106°52′30″為通光區(qū)，106°52′30″～118°7′30″為不通光區(qū)，118°7′30″～129°22′30″為通光區(qū)，129°22′30″～140°37′30″為不通光區(qū)，140°37′30″～151°52′30″為通光區(qū)，151°52′30″～163°7′30″為不通光區(qū)，163°7′30″～174°22′30″為通光區(qū)，174°22′30″～180°為不通光區(qū)。
在180°～270°的區(qū)間中，按三十二等份設(shè)計(jì)安裝不通光區(qū)和通光區(qū)，每一個(gè)等份是90°/32＝2°48′45″，靠近180°和270°位置各有一等份即2°48′45″為不通光區(qū)，按著上述區(qū)間的排列規(guī)律可知180°～182°48′45″為不通光區(qū)，182°48′45″～188°26′15″為通光區(qū)，188°26′15″～194°3′45″為不通光區(qū)，……267°11′15″～270°為不通光區(qū)。
在270°～360°的區(qū)間中，按六十四等份設(shè)計(jì)安裝不通光區(qū)和通光區(qū)，根據(jù)上述區(qū)間是相同的規(guī)律，可知270°～271°24′22.5″為不通光區(qū)，271°24′22.5″～274°13′7.5″為通光區(qū)……358°35′37.5″～360°為不通光區(qū)。
圖2是和圖1所示碼盤(pán)相匹配的狹縫盤(pán)，在狹縫盤(pán)的里圈，與碼盤(pán)的第一圈碼道相匹配，設(shè)置八個(gè)狹縫a1、a2……a8，狹縫的徑向中線對(duì)準(zhǔn)第一圈碼道，a1位于0°位置，a2位于45°位置，a3位于90°位置、a4位于135°位置、a5位于202°30′位置、a6位于247°30′位置、a7位于292°30′位置、a8位于337°30′位置、a8a1＝22°30′。在狹縫盤(pán)的第二圈設(shè)置有四個(gè)狹縫c1、c2、c3、c4，它們的徑向中線對(duì)準(zhǔn)碼盤(pán)的第二圈碼道，c1位于0°位置、c2位于90°位置、c3位于180°位置、c4位于270°位置。碼盤(pán)固定在編碼器的主軸上，并隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，狹縫盤(pán)相對(duì)于主軸固定不動(dòng)，與碼盤(pán)相對(duì)平行放置，碼盤(pán)與狹縫盤(pán)之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出代碼、記錄著主軸的角位移的位置，當(dāng)碼盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，碼盤(pán)的第一圈碼道與狹縫盤(pán)的第一圈狹縫匹配，狹縫a1接收的信息，在0°～180°為低電平狀態(tài)(不通區(qū))，180°～360°為高電平狀態(tài)(通光區(qū))，狹縫a2接收的信息，在0°～135°為低電平狀態(tài)，135°～315°為高電平狀態(tài)，315°～360°為低電平狀態(tài)，狹縫a3接收的信息，在0°～90°為低電平狀態(tài)，90°～270°為高電平狀態(tài)，270°～360°為低電平狀態(tài)；狹縫a4接收的信息，在0°～45°為低電平狀態(tài)，45°～225°為高電平狀態(tài)，225°～360°為低電平狀態(tài)，狹縫a5接收的信息，在0°～157.5°為高電平狀態(tài)，157.5°～337.5°為低電平狀態(tài)，337.5°～360°為高電平狀態(tài)；狹縫a6接收的信息，在0°～112.5°為高電平狀態(tài)，112.5°～292.5°為低電平狀態(tài)，2927.5°～360°為高電平狀態(tài)；狹縫a7接收的信息，在0°～67.5°為高電平狀態(tài)，67.5°～247.5°為低電平狀態(tài)，247.5°～360°為高電平狀態(tài)；狹縫a8接收的信息，在0°～22.5°為高電平狀態(tài)，22.5°～202.5°為低電平狀態(tài)，202.5°～360°為高電平狀態(tài)。
由圖3可知，狹縫a1接收的信息為第一位代碼A1，狹縫a3接收的信息為第二位代碼A2，狹縫a2和a4接收的信息經(jīng)電路異或處理得第三位代碼A3，即A3＝a2a4，狹縫a5、a6接收的信息經(jīng)電路異或處理得b1信號(hào)，即b1＝a5a6，狹縫a7、a8接收的信息經(jīng)電路異或處理得b2信號(hào)，即b2＝a7a8，第四位代碼A4＝b1b2＝a5a6a7a8，碼盤(pán)的第二圈碼道與狹縫盤(pán)的第二圈狹縫c1、c2、c3、c4相匹配，當(dāng)碼盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出代碼如圖4所示狹縫c1接收的信息，在0°～90°為第五位代碼A5、90°～180°為第六位代碼A6、180°～270°為第七位代碼A7、270°～360°為第八位代碼A8；狹縫c2接收的信息，0°～90°為第六位代碼A6、90°～180°為第七位代碼A7、180°～270°為第八位代碼A8、270°～360°為第五位代碼A5；狹縫c3接收的信息，0°～90°為第七位代碼A7、90°～180°為第八位代碼A8、180°～270°為第五位代碼A5、270°～360°為第六位代碼A6；狹縫c4接收的信息，0°～90°為第八位代碼A8、90°～180°為第五位代碼A5、180°～270°為第六位代碼A6、270°～360°為第七位代碼A7。
由上可知A5在0°～90°由c1輸出，90°～180°由c4輸出，180°～270°由c3輸出，270°～360°由c2輸出，A6在0°～90°由c2輸出，90°～180°由c1輸出，180°～270°由c4輸出，270°～360°由c3輸出；A7在0°～90°由c3輸出，90°～180°由c2輸出，180°～270°由c1輸出，270°～360°由c4輸出；A8在0°～90°由c4輸出，90°～180°由c3輸出，180°～270°由c2輸出，270°～360°由c1輸出；借助代碼A1和A2可將其處理成傳統(tǒng)的二進(jìn)制周期碼邏輯方程式如下A5＝C1A1A2+C4A1A2+C3A1A2+C2A1A2A6＝C2A1A2+C1A1A2+C4A1A2+C3A1A3A7＝C3A1A2+C2A1A2+C1A1A2+C4A1A2A8＝C4A1A2+C3A1A2+C2A1A2+C1A1A2以上A1～A8就是圖1和圖2所示編碼盤(pán)輸出的常規(guī)八位代碼。
該編碼盤(pán)存在的主要問(wèn)題是圖2所示的狹縫盤(pán)上的狹縫a8、a1之間的弧距夾角僅為22°30′，在半徑較小的情況下，兩者距離太近，常規(guī)的接收器件體積放不進(jìn)去，使a1和a8處的讀數(shù)頭難以同時(shí)獲得準(zhǔn)確的角位移信息，影響編碼器輸出角位移的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響使用，這種編碼器粗碼道只能輸出八位代碼，影響后續(xù)碼道測(cè)量精度的提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于，在不增加碼盤(pán)刻劃直徑的情況下，改變第一圈和第二圈粗碼道在不同的圓周區(qū)段的刻劃位置，同時(shí)在不增加狹縫盤(pán)直徑的情況下，改變與碼盤(pán)第一圈和第二圈粗碼道相匹配的狹縫分布位置，使狹縫盤(pán)第一圈兩相鄰的狹縫之間能正常順利地安裝常規(guī)的電子接收器件，同時(shí)又能使編碼盤(pán)的兩圈粗碼道，輸出十位代碼，特設(shè)計(jì)一種具有十位粗碼道的絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有十位粗碼道的絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)，并保證狹縫盤(pán)第一圈兩相鄰的狹縫之間能正常順利地安裝常規(guī)的光電接收器。解決問(wèn)題的技術(shù)方案如圖5和圖6所示，包括碼盤(pán)和狹縫盤(pán)，兩者同軸平行，中間留有一定的空隙裝配，碼盤(pán)如圖5所示，在碼盤(pán)上刻劃有兩圈粗碼道，第一圈粗碼道分為兩個(gè)區(qū)段，即0°～180°為不透光區(qū)段，180°～360°為透光區(qū)段；第二圈粗碼道分為0°～45°、45°～90°、90°～135°、135°～180°、180°～225°、225°～270°、270°～360°七個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的透光區(qū)段和不透光區(qū)段的設(shè)置是不同的。在0°～45°區(qū)域內(nèi)，等分為四個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為11°15′，靠近0°的區(qū)段和靠近45°的區(qū)段為不透光區(qū)，中間的兩個(gè)區(qū)段是22°30′為透光區(qū)；在45°～90°區(qū)域內(nèi)，等分為八個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為5°37′30″，靠近45°的區(qū)段和靠近90°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是11°15′為透光區(qū)，中間的兩個(gè)區(qū)段是11°15′為不透光區(qū)；在90°～135°區(qū)域內(nèi)，等分為十六個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為2°48′45″，靠近90°的區(qū)段和靠近135°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是5°37′30″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是5°37′30″為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)段相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是5°37′30″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)段相鄰的中間的兩個(gè)區(qū)段，是5°37′30″為不透光區(qū)；在135°～180°區(qū)域內(nèi)，等分為三十二個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為1°24′22.5″，靠近135°的區(qū)段和靠近180°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為不透光區(qū)；和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的中間的兩個(gè)區(qū)段是2°48′45″為不透光區(qū)。
在180°～225°區(qū)域內(nèi)，等分為六十四個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為42°11′25″，刻劃碼道的排列規(guī)律與上述區(qū)域碼道排列規(guī)律相同，靠近180°和225°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該不透光區(qū)相鄰的兩個(gè)區(qū)段都是1°24′22.5″為透光區(qū)，和該透光區(qū)相鄰的兩個(gè)區(qū)段都是1°24′22.5″為不透光區(qū)，兩個(gè)區(qū)段的透光區(qū)和兩個(gè)區(qū)段的不透光區(qū)相同排列，直到中間的兩個(gè)區(qū)段是1°24′22.5″為透光區(qū)。
同理，在225°～270°區(qū)域，等分為一百二十八個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為21′5.63″，靠近225°和270°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段都是42′11.25″為透光區(qū)，兩個(gè)區(qū)段的不透光區(qū)和兩個(gè)區(qū)段的透光區(qū)相間排列，直至中間的兩個(gè)區(qū)段42′11.25″為不透光區(qū)。
270°～360°區(qū)域，等分為四個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為22°30′，靠近270°和360°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該不透光區(qū)相鄰的中間的兩個(gè)區(qū)段是45°為透光區(qū)。
狹縫盤(pán)上的狹縫分布布局如圖6所示，狹縫的布局分為兩圈，第一圈狹縫與碼盤(pán)上的第一圈粗碼道直徑相等且相匹配，第二圈狹縫與碼盤(pán)上的第二圈粗碼道直徑相等且相匹配，第一圈狹縫有四個(gè)，它們是a1、a2a3和a4，a1位于0°位置，a2位于45°位置，a3位于90°位置，a4位于135°位置；第二圈狹縫有八個(gè)c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8，c1位于0°位置，c2位于45°位置，c3位于90°位置，c4位于135°位置，c5位于180°位置，c6位于225°位置，c7位于270°位置，c8位于315°位置。
工作原理說(shuō)明碼盤(pán)與狹縫盤(pán)同軸安裝在編碼器的主軸與基座上，碼盤(pán)固定在編碼器主軸上，并隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，狹縫盤(pán)相對(duì)于編碼器主軸固定不動(dòng)，與碼盤(pán)相對(duì)平行放置，兩者之間保持一定的距離，碼盤(pán)與狹縫盤(pán)之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出代碼，記錄著主軸的角位移位置。碼盤(pán)的第一圈碼道與狹縫盤(pán)的第一圈狹縫相匹配，碼盤(pán)的第二圈碼道與狹縫盤(pán)的第二圈狹縫相匹配，當(dāng)碼盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一圈狹縫和第二圈狹縫，在遇到碼道的透光區(qū)時(shí)，都會(huì)有信號(hào)輸出。
第一圈碼道與第二圈狹縫匹配，透光區(qū)為高電平，不透光區(qū)為低電平，狹縫a1接收到的信息在0°～180°為低電平狀態(tài)，在180°～360°為高電平狀態(tài)；狹縫a2接收到的信息，在0°～135°為低電平狀態(tài)，在135°～315°為高電平狀態(tài)；315°～360°為低電平狀態(tài)；狹縫a3接收到的信息，在0°～90°為低電平狀態(tài)，90°～270°為高電平狀態(tài)；在270°～360°為低電平狀態(tài)；狹縫a4接收到的信息，在0°～45°為低電平狀態(tài)，45°～225°為高電平狀態(tài)，225°～360°為低電平狀態(tài)。
從圖7可知，狹縫a1接收到的信息為第一位代碼A1即A1＝a1；狹縫a3接收到的信息為第二位代碼A2即A2＝a3；狹縫a2和a4接收到的信息經(jīng)電路異或處理得第三位代碼A3即A3＝a2a4。
第二圈碼道與第二圈狹縫c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8匹配，透光區(qū)為高電平，不透光區(qū)為高電平，所接收到的信息如圖8所示，狹縫c1接收到的信息，0°～45°為第五位代碼A5、45°～90°為第六位代碼A6、90°～135°為第七位代碼A7、135°～180°為第八位代碼A8、180°～225°為第九位代碼A9、225°～270°為第十位代碼A10、270°～360°為第四位代碼A4；狹縫c2接收到的信息，0°～45°為第六位代碼A6、45°～90°為第七位代碼A6、90°～135°為第八位代碼A8、135°～180°為第九位代碼A9、180°～225°為第十位代碼A10、225°～315°為第四位代碼A4、315°～360°為第五位代碼A5；狹縫c3接收到的信息，0°～45°為第七位代碼A7、45°～90°為第八位代碼A8、90°～135°為第九位代碼A9、135°～180°為第十位代碼A10、180°～270°為第四位代碼A4、270°～315°為第五位代碼A5、315°～360°為第六位代碼A6；狹縫c4接收到的信息，0°～45°為第八位代碼A8、45°～90。為第九位代碼A9、90?！?35。為第十位代碼A10、135?！?25°為第四位代碼A4、225°～270°為第五位代碼A5、270°～315°為第六位代碼A6、315°～360°為第七位代碼A7；狹縫c5接收到的信息，0°～45°為第九位代碼A9、45°～90°為第十位代碼A10、90°～180°為第四位代碼A4、180°～225°為第五位代碼A5、225°～270°為第六位代碼A6、270～315°為第七位代碼A7、315°～360°為第八位代碼A8；狹縫c6接收到的信息，0°～45°為第十位代碼A10、45°～135°為第四位代碼A4、135°～180°為第五位代碼A5、180°～225°為第六位代碼A6、225°～270°為第七位代碼A7、270°～315°為第八位代碼A8、315°～360°為第九位代碼A9；狹縫c7接收到的信息，0°～90°為第四位代碼A4、90°～135°為第五位代碼A5、135°～180°為第六位代碼A6、180°～225°為第七位代碼A7、225°～270°為第八位代碼A8、270°～315°為第九位代碼A9、315°～360°為第十位代碼A10、狹縫c8接收到的信息，0°～45°為第四位代碼A4、45°～90°為第五位代碼A5、90°～135°為第六位代碼A6、135°～180°為第七位代碼A7、180°～225°為第八位代碼A8、225°～315°為第九位代碼A9、270°～315°為第五位代碼A10；315°～360°為第四位代碼A4。
由上述可知，第四位代碼A4，在0°～90°由狹縫C7輸出，在90°～180°由狹縫C5輸出，在180°～270°由狹縫C3輸出，在270°～360°由狹縫C1輸出；第五位代碼A5，在0°～45°由狹縫C1輸出，在45°～90°由狹縫C8輸出，在90°～135°由狹縫C7輸出，在135°～180°由狹縫C6輸出；在180°～225°由狹縫C5輸出，在225°～270°由狹縫C4輸出，在270°～315°由狹縫C3輸出；在315°～360°由狹縫C2輸出；第六位代碼A6，在0°～45°由狹縫C2輸出，在45°～90°由狹縫C1輸出，在90°～135°由狹縫C8輸出，在135°～180°由狹縫C7輸出；在180°～225°由狹縫C6輸出，在225°～270°由狹縫C5輸出，在270°～315°由狹縫C4輸出；在315°～360°由狹縫C3輸出；第七位代碼A7，在0°～45°由狹縫C3輸出，在45°～90°由狹縫C2輸出，在90°～135°由狹縫C1輸出，在135°～180°由狹縫C8輸出；在180°～225°由狹縫C7輸出，在225°～270°由狹縫C6輸出，在270°～315°由狹縫C5輸出；在315°～360°由狹縫C4輸出；第八位代碼A8，在0°～45°由狹縫C4輸出，在45°～90°由狹縫C3輸出，在90°～135°由狹縫C2輸出，在135°～180°由狹縫C1輸出；在180°～225°由狹縫C8輸出，在225°～270°由狹縫C7輸出，在270°～315°由狹縫C6輸出；在315°～360°由狹縫C5輸出；第九位代碼A9，在0°～45°由狹縫C5輸出，在45°～90°由狹縫C4輸出，在90°～135°由狹縫C3輸出，在135°～180°由狹縫C2輸出；在180°～225°由狹縫C1輸出，在225°～270°由狹縫C8輸出，在270°～315°由狹縫C7輸出；在315°～360°由狹縫C6輸出；第十位代碼A10，在0°～45°由狹縫C6輸出，在45°～90°由狹縫C5輸出，在90°～135°由狹縫C4輸出，在135°～180°由狹縫C3輸出；在180°～225°由狹縫C2輸出，在225°～270°由狹縫C1輸出，在270°～315°由狹縫C8輸出；在315°～360°由狹縫C7輸出；借助代碼A1、A2、A3，處理成傳統(tǒng)的二進(jìn)制周期碼的邏輯方程式如下A4＝C7A1A2+C5A1A2+C3A1A2+C2A1A2A5＝C1A1A2A3+C8A1A2A3+C7A1A2A3+C6A1A2A3+C5A1A2A3+C4A1A2A3+C3A1A2A3+C2A1A2AA6＝C2A1A2A3+C1A1A2A3+C8A1A2A3+C7A1A2A3+C6A1A2A3+C5A1A2A3+C4A1A2A3+C3A1A2A3A7＝C3A1A2A3+C2A1A2A3+C1A1A2A3+C8A1A2A3+C7A1A2A3+C6A1A2A3+C5A1A2A3+C4A1A2A3A8＝C4A1A2A3+C3A1A2A3+C2A1A2A3+C1A1A2A3+C8A1A2A3+C7A1A2A3+C6A1A2A3+C5A1A2A3A9＝C5A1A2A3+C4A1A2A3+C3A1A2A3+C2A1A2A3+C1A1A2A3+C8A1A2A3+C7A1A2A3+C6A1A2A3A10＝C6A1A2A3+C5A1A2A3+C4A1A2A3+C3A1A2A3+C2A1A2A3+C1A1A2A3+C8A1A2A3+C7A1A2A3以上A1、A2……A10是圖5和圖6所示編碼盤(pán)輸出的常規(guī)十位代碼。
本發(fā)明的積極效果在碼盤(pán)和狹縫盤(pán)不增大刻劃直徑的情況下，只有兩圈粗碼道和兩圈狹縫相匹配，就能輸出較高的十位代碼，為高位編碼盤(pán)奠定了一定的基礎(chǔ)，同時(shí)第二圈狹縫的布局合理，在圓周上均布八個(gè)狹縫，兩兩相鄰的狹縫之間，弧距較大，可順利裝配光電接收器件，改善了接收條件，保證了編碼器感角位移的數(shù)值準(zhǔn)確性。
四

圖1是已有技術(shù)編碼盤(pán)中碼盤(pán)的粗碼道結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是已有技術(shù)中與圖1所示的碼盤(pán)碼道相匹配的狹縫盤(pán)的狹縫布局結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是已有技術(shù)編碼盤(pán)第一圈碼道與第一圈狹縫相匹配輸出代碼A1、A2、A3、A4的顯示示意圖。圖4是已有技術(shù)編碼盤(pán)第二圈碼道與第二圈狹縫相匹配，輸出代碼A5、A6、A7、A8的顯示表格，圖5是本發(fā)明的編碼盤(pán)中碼盤(pán)的粗碼道結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是本發(fā)明中與圖5所示碼盤(pán)碼道相匹配的狹縫盤(pán)狹縫布局的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是本發(fā)明的編碼盤(pán)第一圈碼道與第一圈狹縫相匹配輸出代碼A1、A2、A3的顯示示意圖，圖8是本發(fā)明的編碼盤(pán)第二圈碼道與第二圈狹縫相匹配輸出代碼A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10顯示表格。
五具體實(shí)施例方式本發(fā)明的編碼盤(pán)按圖5和圖6所示的碼盤(pán)碼道結(jié)構(gòu)和狹縫上狹縫的布局來(lái)實(shí)施，碼盤(pán)和狹縫盤(pán)的材質(zhì)均采用K9光學(xué)玻璃。
碼盤(pán)與狹縫盤(pán)同軸安裝在編碼器的主軸與基座上，碼盤(pán)固定在編碼器主軸上，并隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，狹縫盤(pán)相對(duì)于編碼器主軸固定不動(dòng)，與碼盤(pán)相對(duì)平行放置，兩者之間保持一定的距離，碼盤(pán)與狹縫盤(pán)之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出代碼，記錄著主軸的角位移位置。
權(quán)利要求
1.一種具有十位粗碼道的絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)，包括碼盤(pán)和狹縫盤(pán)，其特征在于在碼盤(pán)上刻劃有兩圈粗碼道，第一圈粗碼道分為兩個(gè)區(qū)段，即0°～180°為不透光區(qū)段，180°～360°為透光區(qū)段；第二圈粗碼道分為0°～45°、45°～90°、90°～135°、135°～180°、180°～225°、225°～270°、270°～360°七個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的透光區(qū)段和不透光區(qū)段的設(shè)置是不同的。在0°～45°區(qū)域內(nèi)，等分為四個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為11°15′，靠近0°的區(qū)段和靠近45°的區(qū)段為不透光區(qū)，中間的兩個(gè)區(qū)段是22°30′為透光區(qū)；在45°～90°區(qū)域內(nèi)，等分為八個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為5°37′30″，靠近45°的區(qū)段和靠近90°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是11°15′為透光區(qū)，中間的兩個(gè)區(qū)段是11°15′為不透光區(qū)；在90°～135°區(qū)域內(nèi)，等分為十六個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為2°48′45″，靠近90°的區(qū)段和靠近135°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是5°37′30″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是5°37′30″為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)段相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是5°37′30″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)段相鄰的中間兩個(gè)區(qū)段，是5°37′30″為不透光區(qū)；在135°～180°區(qū)域內(nèi)，等分為三十二個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為1°24′22.5″，靠近135°的區(qū)段和靠近180°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為不透光區(qū)；和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為不透光區(qū)，和該兩個(gè)不透光區(qū)相鄰的各兩個(gè)區(qū)段，都是2°48′45″為透光區(qū)，和該兩個(gè)透光區(qū)相鄰的中間的兩個(gè)區(qū)段是2°48′45″為不透光區(qū)；在180°～225°區(qū)域內(nèi)，等分為六十四個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為42°11′25″，刻劃碼道的排列規(guī)律與上述區(qū)域碼道排列規(guī)律相同，靠近180°和225°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該不透光區(qū)相鄰的兩個(gè)區(qū)段都是1°24′22.5″為透光區(qū)，和該透光區(qū)相鄰的兩個(gè)區(qū)段都是1°24′22.5″為不透光區(qū)，兩個(gè)區(qū)段的透光區(qū)和兩個(gè)區(qū)段的不透光區(qū)相同排列，直到中間的兩個(gè)區(qū)段是1°24′22.5″為透光區(qū)；同理，在225°～270°區(qū)域，等分為一百二十八個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為21′5.63″，靠近225°和270°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該不透光區(qū)相鄰的各有兩個(gè)區(qū)段都是42′11.25″為透光區(qū)，兩個(gè)區(qū)段的不透光區(qū)和兩個(gè)區(qū)段的透光區(qū)相間排列，直至中間的兩個(gè)區(qū)段42′11.25″為不透光區(qū)；270°～360°區(qū)域，等分為四個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為22°30′，靠近270°和360°的區(qū)段為不透光區(qū)，和該不透光區(qū)相鄰的中間的兩個(gè)區(qū)段是45°為透光區(qū)；狹縫盤(pán)上的狹縫布局分為兩圈，第一圈狹縫與碼盤(pán)上的第一圈粗碼道直徑相等且相匹配，第二圈狹縫與碼盤(pán)上的第二圈粗碼道直徑相等且相匹配，第一圈狹縫有四個(gè)，它們是a1、a2、a3和a4，a1位于0°位置，a2位于45°位置，a3位于90°位置，a4位于135°位置；第二圈狹縫有八個(gè)c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8，c1位于0°位置，c2位于45°位置，c3位于90°位置，c4位于135°位置，c5位于180°位置，c6位于225°位置，c7位于270°位置，c8位于315°位置；碼盤(pán)與狹縫盤(pán)同軸安裝在編碼器的主軸與基座上，碼盤(pán)固定在編碼器主軸上，并隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，狹縫盤(pán)相對(duì)于編碼器主軸固定不動(dòng)，與碼盤(pán)相對(duì)平行安裝，兩者之間保持一定的間隙，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
一種具有十位粗碼道的絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)，屬于光電測(cè)試中的角位移、角速度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種編碼盤(pán)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有十位粗碼道的絕對(duì)式矩陣編碼盤(pán)。技術(shù)方案是該編碼盤(pán)包括碼盤(pán)和狹縫盤(pán)。碼盤(pán)上按一定規(guī)律刻劃兩圈粗碼道，狹縫盤(pán)上與碼盤(pán)碼道相匹配，設(shè)有兩圈狹縫，兩者同軸安裝在編碼器的主軸上，碼盤(pán)固定在編碼器的主軸上，并隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，狹縫盤(pán)相對(duì)于編碼器主軸固定不動(dòng)，與碼盤(pán)相對(duì)平行安裝，兩者保持一定間隙相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在碼盤(pán)與狹縫盤(pán)不增大刻劃直徑的情況下，只有兩圈粗碼道與兩圈狹縫相匹配，就能輸出較高的十位代碼，同時(shí)可順利裝配光電接收器件，保證了編碼器傳遞角位移數(shù)值的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01B21/22GK1538232SQ0311149
公開(kāi)日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者趙志巍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所, 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研