一種單圈絕對值編碼盤的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單圈絕對值編碼盤，所述碼盤面上包括外圈碼道、內(nèi)圈碼道和介于內(nèi)圈和外圈之間的其他若干碼道，所述外圈碼道和內(nèi)圈碼道的圓心與碼盤的旋轉(zhuǎn)中心不同心，碼盤旋轉(zhuǎn)時，碼道透光部分與光敏傳感器感光部分重疊寬度按照正弦曲線變化；本實用新型采用內(nèi)外兩圈不同心的碼道，不依靠單圈碼道明暗相間的柵線來定位，而是依靠內(nèi)外兩條碼道的旋轉(zhuǎn)位置來決定光敏傳感器光照面積大小，根據(jù)內(nèi)外圈碼道對應(yīng)光敏傳感器感光面積的大小來實現(xiàn)定位，加工簡單、成本便宜，使用中精度高、分辨率高。
【專利說明】一種單圈絕對值編碼盤【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及編碼盤領(lǐng)域，特別是涉及一種單圈絕對值編碼盤，用于物料輸送行業(yè)、傳動電機(jī)、機(jī)械與設(shè)備工程、工程自動化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]碼盤是由光學(xué)玻璃、金屬或者塑料制成，在上面刻有許多同心碼道，每個碼道上都有按一定規(guī)律排列的透光和不透光部分。工作時，光投射在碼盤上，碼盤隨運動物體一起旋轉(zhuǎn)，透過亮區(qū)的光經(jīng)過狹縫后由光敏元件接受，光敏元件的排列與碼道一一對應(yīng)，對于亮區(qū)和暗區(qū)的光敏元件輸出的信號，前者為“1”，后者為“0”，當(dāng)碼盤旋轉(zhuǎn)在不同位置時，光敏元件輸出信號的組合反映出一定規(guī)律的數(shù)字量，代表了碼盤軸的角位移。現(xiàn)有的單圈絕對值編碼器是將代表角度的編碼刻在碼盤上，加工工藝限制了編碼器的分辨率提高，不能滿足控制系統(tǒng)對轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行高精度檢測的需求?，F(xiàn)有的單圈絕對值編碼盤的要求明暗相間的柵線刻在一條碼道上，所以加工技術(shù)要求高?，F(xiàn)有的單圈絕對值編碼盤要求將碼盤角度編碼刻在碼盤上，當(dāng)碼盤分辨率要求較高的時候，必然需要增加碼盤的編碼數(shù)量，分辨率越高，碼盤編碼中“0”和“I”所占的相對面積就越小，對加工工藝要求越高，成本也就越高；現(xiàn)有編碼盤的加工工藝不能滿足控制系統(tǒng)對角度角度分辨率越來越高的需求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目在于解決現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種加工簡單、便宜、高精度、高分辨率的編碼盤。
[0004]本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:一種單圈絕對值編碼盤，所述碼盤面上包括外圈碼道、內(nèi)圈碼道和介于內(nèi)圈和外圈之間的其他若干碼道，所述外圈碼道和內(nèi)圈碼道不同心，且外圈碼道和內(nèi)圈碼道的旋轉(zhuǎn)中心與碼盤的旋轉(zhuǎn)中心不重合。
[0005]在上述技術(shù)方案中，所述外圈碼道是由兩條半徑不同的同心圓曲線組成。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)圈碼道是由兩條半徑不同的同心圓曲線組成。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)圈碼道與外圈碼道的透光部分與光敏傳感器感光部分面的積重疊面積按照正弦曲線變化。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)圈碼道與外圈碼道的正弦曲線相位輸出相差90度。
[0009]本實用新型的工作原理為，整個裝置還需有光敏傳感器和信號處理電路板，光敏傳感器固定在信號處理電路板上，光敏傳感器通過電路設(shè)計與信號處理板上的信號處理單元連接在一起，單圈絕對值編碼盤設(shè)置在光敏傳感器的上方。
[0010]光敏傳感器上包含多個感光區(qū)，編碼盤上的外圈碼道的兩條曲線和內(nèi)圈碼道的兩條曲線分別對應(yīng)不同的感光區(qū)，當(dāng)單圈絕對值編碼盤對應(yīng)光敏傳感器旋轉(zhuǎn)時，由于最外圈碼道圓心與最內(nèi)圈碼道圓心不同心，且最外圈碼道圓心、最內(nèi)圈碼道圓心都與碼盤旋轉(zhuǎn)中心不同心，光敏傳感器的感光區(qū)感光后做差分處理后輸出的信號為正弦信號，且兩組輸出的信號相位相差90度。[0011]在工作中，信號處理板處理來自光敏傳感器接受的信號，如果光敏傳感器只有外圈碼道感光，或者只有內(nèi)圈碼道感光，光敏傳感器處理后的信號并不能確定碼盤的旋轉(zhuǎn)角度。只有信號處理板同時處理內(nèi)圈、外圈碼道的感光區(qū)的正弦信號時，單圈絕對值編碼盤的旋轉(zhuǎn)角度與信號處理電路板識別的信號一一對應(yīng)，這時單圈絕對值編碼盤就能記錄旋轉(zhuǎn)軸的每個角度。
[0012]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:本實用新型采用內(nèi)外兩圈不同心的碼道，不是依靠單圈碼道的明暗相間的柵線來定位，采用兩條碼道來實現(xiàn)光敏傳感器輸出信號相位相差90° ,通過對光敏傳感器輸出的信號進(jìn)行處理便可以唯一確定碼盤的位置。本實用新型具有實現(xiàn)成本低廉、精度高、加工工藝要求低等特點，編碼盤的定位精度不再取決于碼盤上“明”、“暗”相間碼元的多少，而取決于電路處理部分的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]本實用新型將通過實施例并參照附圖的方式說明，其中:
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明中一段碼道的放大示意圖；
[0016]圖3是光敏傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是本發(fā)明實施的示意圖；
[0018]其中:1是編碼盤，2是光敏傳感器，3是信號處理電路板，1.1是外圈碼道，1.2是若干碼道，1.3是內(nèi)圈碼道，2.1,2.2,2.3,2.4是感光區(qū)。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明所述的編碼盤I上設(shè)置有外圈碼道1.1和內(nèi)圈碼道1.3，、以及介于兩則之間的若干碼道1.2 ;外圈碼道1.1由兩條半徑不同的同心圓曲線組成，內(nèi)圈碼道1.3也是由兩條半徑不同的同心圓曲線組成；但外圈碼道1.1、內(nèi)圈碼道1.3都和編碼盤I的旋轉(zhuǎn)圓心不重合。
[0021]如圖3所示，為光敏傳感器2的結(jié)構(gòu)示意圖，光敏傳感器2上設(shè)置有多個感光區(qū)
2.1,2.2,2.3,2.4 ;如圖2所示為圖1中的一段碼道的放大結(jié)構(gòu)示意圖，編碼盤I上的外圈碼道1.1對應(yīng)光敏傳感器2上的感光區(qū)2.1、感光區(qū)2.2，內(nèi)圈碼道1.3對應(yīng)光敏傳感器上的感光區(qū)2.3、感光區(qū)2.4。
[0022]如圖4所示，光敏傳感器2設(shè)置在信號處理電路板3上，而編碼盤I介于光源與光敏傳感器2之間，當(dāng)光源發(fā)光照射在編碼盤I上時，編碼盤I相對于光敏傳感器2旋轉(zhuǎn)時，由于外圈碼道1.1的圓心與內(nèi)圈碼道1.3的圓心不同心，且外圈碼道1.1的圓心、內(nèi)圈碼道
1.3的圓心都與編碼盤I旋轉(zhuǎn)中心不同心，感光區(qū)2.1與感光區(qū)2.2做差分處理后輸出的信號為正弦信號，感光區(qū)2.3與感光區(qū)2.4做差分處理后輸出的信號也成為弦信號，且兩個輸出信號的相位相差90度。當(dāng)由信號處理電路板3只讀取由感光區(qū)2.1、感光區(qū)2.2差分處理后的正弦信號或感光區(qū)2.3、感光區(qū)2.4差分處理后的正弦信號時，并不能使單圈絕對值編碼盤I的旋轉(zhuǎn)角度與信號處理電路板3識別的信號一一對應(yīng)。但當(dāng)信號處理電路板3同時讀取感光區(qū)2.1、感光區(qū)2.2差分處理后的正弦信號和感光區(qū)2.3、感光區(qū)2.4差分處理后的正弦信號時，信號處理電路板3通過同時讀取兩路信號，就能使單圈絕對值編碼盤I的旋轉(zhuǎn)角度與信號處理電路板3識別的信號一一對應(yīng)，這時單圈絕對值編碼盤I就能記錄旋轉(zhuǎn)軸的每個角度。
[0023]本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。
[0024]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種單圈絕對值編碼盤，其特征為所述碼盤面上包括外圈碼道、內(nèi)圈碼道和介于內(nèi)圈和外圈之間的其他碼道，且外圈碼道和內(nèi)圈碼道的旋轉(zhuǎn)中心與碼盤的旋轉(zhuǎn)中心不重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單圈絕對值編碼盤，其特征為所述外圈碼道是由兩條半徑不同的同心圓曲線組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單圈絕對值編碼盤，其特征為所述內(nèi)圈碼道是由兩條半徑不同的同心圓曲線組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種單圈絕對值編碼盤，其特征為所述內(nèi)圈碼道與外圈碼道的透光部分與光敏傳感器感光部分的重疊面積按照正弦曲線變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單圈絕對值編碼盤，其特征為所述內(nèi)圈碼道與外圈碼道的正弦曲線相位輸出相差90度。
【文檔編號】G01D5/347GK203464945SQ201320583748
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】胡天鏈, 吳健, 羅乾又, 田超, 陳剛, 梁艷陽, 唐皇 申請人:綿陽福德機(jī)器人有限責(zé)任公司