專利名稱:一種具有十位粗碼道的絕對式矩陣編碼盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于光電測試中的角位移、角速度測量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種具有十位粗碼道的絕對式矩陣編碼盤。
二、技術(shù)背景絕對式矩陣編碼盤是絕對式矩陣編碼器進(jìn)行角位移、角速度測量的核心元件,是由碼盤和狹縫盤匹配構(gòu)成的,碼盤上刻劃有若干圈同心環(huán)形碼道、狹縫盤上設(shè)置有與碼道相對應(yīng)的狹縫,兩者有機(jī)的匹配,可輸出角度信息。通常對測角精度要求較高的碼盤,都是由粗碼道和精碼道構(gòu)成的,碼盤外圈刻劃精度高,測量精度較低的粗碼道設(shè)在碼盤直徑較小的里圈,對測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。
近年來隨著工業(yè)和高科技的發(fā)展和需要,對絕對式矩陣編碼器小型化的要求,越來越迫切,編碼器小型化的要求,必須使碼盤和其匹配的狹縫盤的徑向尺寸縮小。碼盤的徑向尺寸縮小以后,刻劃的圈數(shù)就減少,隨之而來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)計的精碼道。矩陣排列的粗碼道經(jīng)過譯碼校正后,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),是中國科學(xué)院長春光學(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式矩陣編碼盤(2001年申請的實(shí)用新型專利,名稱為“絕對式矩陣編碼盤”專利號為ZL00264312.x,申請日為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°四個區(qū)間。在0°~90°的區(qū)間中,按八等份設(shè)計安排不通光區(qū)和通光區(qū),每一個等份是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),和該兩個不通光區(qū)相鄰的為兩個通光區(qū),每個通光區(qū)各占兩個等份即各為22°30′,該兩個通光區(qū)相鄰的為兩個不通光區(qū),占有兩個等份即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)計安排不通光區(qū)和通光區(qū),每一個等份是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),和該兩個不通光區(qū)相鄰的為兩個通光區(qū),每個通光區(qū)各占兩個等份即各為11°15′,和該兩個通光區(qū)相鄰的為兩個不通光區(qū),每個不通光區(qū)各占有兩個等份即為11°15′,和該兩個不通光區(qū)相鄰的為兩個通光區(qū),每個通光區(qū)各占兩個等份即各為11°15′,和該兩個通光區(qū)相鄰的為兩個不通光區(qū),占有兩個等份即為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)計安裝不通光區(qū)和通光區(qū),每一個等份是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所示碼盤相匹配的狹縫盤,在狹縫盤的里圈,與碼盤的第一圈碼道相匹配,設(shè)置八個狹縫a1、a2……a8,狹縫的徑向中線對準(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′。在狹縫盤的第二圈設(shè)置有四個狹縫c1、c2、c3、c4,它們的徑向中線對準(zhǔn)碼盤的第二圈碼道,c1位于0°位置、c2位于90°位置、c3位于180°位置、c4位于270°位置。碼盤固定在編碼器的主軸上,并隨主軸一起轉(zhuǎn)動,狹縫盤相對于主軸固定不動,與碼盤相對平行放置,碼盤與狹縫盤之間相對轉(zhuǎn)動,輸出代碼、記錄著主軸的角位移的位置,當(dāng)碼盤順時針轉(zhuǎn)動時,碼盤的第一圈碼道與狹縫盤的第一圈狹縫匹配,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=a2a4,狹縫a5、a6接收的信息經(jīng)電路異或處理得b1信號,即b1=a5a6,狹縫a7、a8接收的信息經(jīng)電路異或處理得b2信號,即b2=a7a8,第四位代碼A4=b1b2=a5a6a7a8,碼盤的第二圈碼道與狹縫盤的第二圈狹縫c1、c2、c3、c4相匹配,當(dāng)碼盤順時針轉(zhuǎn)動時,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所示編碼盤輸出的常規(guī)八位代碼。
該編碼盤存在的主要問題是圖2所示的狹縫盤上的狹縫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,同時在不增加狹縫盤直徑的情況下,改變與碼盤第一圈和第二圈粗碼道相匹配的狹縫分布位置,使狹縫盤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,同時又能使編碼盤的兩圈粗碼道,輸出十位代碼,特設(shè)計一種具有十位粗碼道的絕對式矩陣編碼盤。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有十位粗碼道的絕對式矩陣編碼盤,并保證狹縫盤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。解決問題的技術(shù)方案如圖5和圖6所示,包括碼盤和狹縫盤,兩者同軸平行,中間留有一定的空隙裝配,碼盤如圖5所示,在碼盤上刻劃有兩圈粗碼道,第一圈粗碼道分為兩個區(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°七個區(qū)域,每個區(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),等分為四個區(qū)段,每個區(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),中間的兩個區(qū)段是22°30′為透光區(qū);在45°~90°區(qū)域內(nèi),等分為八個區(qū)段,每個區(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),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是11°15′為透光區(qū),中間的兩個區(qū)段是11°15′為不透光區(qū);在90°~135°區(qū)域內(nèi),等分為十六個區(qū)段,每個區(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),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是5°37′30″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是5°37′30″為不透光區(qū),和該兩個不透光區(qū)段相鄰的各有兩個區(qū)段,都是5°37′30″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)段相鄰的中間的兩個區(qū)段,是5°37′30″為不透光區(qū);在135°~180°區(qū)域內(nèi),等分為三十二個區(qū)段,每個區(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),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為不透光區(qū),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各兩個區(qū)段,都是2°48′45″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為不透光區(qū);和該兩個不透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為不透光區(qū),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各兩個區(qū)段,都是2°48′45″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的中間的兩個區(qū)段是2°48′45″為不透光區(qū)。
在180°~225°區(qū)域內(nèi),等分為六十四個區(qū)段,每個區(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)相鄰的兩個區(qū)段都是1°24′22.5″為不透光區(qū),兩個區(qū)段的透光區(qū)和兩個區(qū)段的不透光區(qū)相同排列,直到中間的兩個區(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區(qū)段,每個區(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)相鄰的各有兩個區(qū)段都是42′11.25″為透光區(qū),兩個區(qū)段的不透光區(qū)和兩個區(qū)段的透光區(qū)相間排列,直至中間的兩個區(qū)段42′11.25″為不透光區(qū)。
270°~360°區(qū)域,等分為四個區(qū)段,每個區(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)相鄰的中間的兩個區(qū)段是45°為透光區(qū)。
狹縫盤上的狹縫分布布局如圖6所示,狹縫的布局分為兩圈,第一圈狹縫與碼盤上的第一圈粗碼道直徑相等且相匹配,第二圈狹縫與碼盤上的第二圈粗碼道直徑相等且相匹配,第一圈狹縫有四個,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。
工作原理說明碼盤與狹縫盤同軸安裝在編碼器的主軸與基座上,碼盤固定在編碼器主軸上,并隨主軸一起轉(zhuǎn)動,狹縫盤相對于編碼器主軸固定不動,與碼盤相對平行放置,兩者之間保持一定的距離,碼盤與狹縫盤之間相對轉(zhuǎn)動。輸出代碼,記錄著主軸的角位移位置。碼盤的第一圈碼道與狹縫盤的第一圈狹縫相匹配,碼盤的第二圈碼道與狹縫盤的第二圈狹縫相匹配,當(dāng)碼盤順時針轉(zhuǎn)動時,第一圈狹縫和第二圈狹縫,在遇到碼道的透光區(qū)時,都會有信號輸出。
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=a2a4。
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所示編碼盤輸出的常規(guī)十位代碼。
本發(fā)明的積極效果在碼盤和狹縫盤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,為高位編碼盤奠定了一定的基礎(chǔ),同時第二圈狹縫的布局合理,在圓周上均布八個狹縫,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)編碼盤中碼盤的粗碼道結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是已有技術(shù)中與圖1所示的碼盤碼道相匹配的狹縫盤的狹縫布局結(jié)構(gòu)示意圖,圖3是已有技術(shù)編碼盤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)明的編碼盤中碼盤的粗碼道結(jié)構(gòu)示意圖,圖6是本發(fā)明中與圖5所示碼盤碼道相匹配的狹縫盤狹縫布局的結(jié)構(gòu)示意圖,圖7是本發(fā)明的編碼盤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)明的編碼盤按圖5和圖6所示的碼盤碼道結(jié)構(gòu)和狹縫上狹縫的布局來實(shí)施,碼盤和狹縫盤的材質(zhì)均采用K9光學(xué)玻璃。
碼盤與狹縫盤同軸安裝在編碼器的主軸與基座上,碼盤固定在編碼器主軸上,并隨主軸一起轉(zhuǎn)動,狹縫盤相對于編碼器主軸固定不動,與碼盤相對平行放置,兩者之間保持一定的距離,碼盤與狹縫盤之間相對轉(zhuǎn)動。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式矩陣編碼盤,包括碼盤和狹縫盤,其特征在于在碼盤上刻劃有兩圈粗碼道,第一圈粗碼道分為兩個區(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°七個區(qū)域,每個區(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),等分為四個區(qū)段,每個區(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),中間的兩個區(qū)段是22°30′為透光區(qū);在45°~90°區(qū)域內(nèi),等分為八個區(qū)段,每個區(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),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是11°15′為透光區(qū),中間的兩個區(qū)段是11°15′為不透光區(qū);在90°~135°區(qū)域內(nèi),等分為十六個區(qū)段,每個區(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),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是5°37′30″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是5°37′30″為不透光區(qū),和該兩個不透光區(qū)段相鄰的各有兩個區(qū)段,都是5°37′30″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)段相鄰的中間兩個區(qū)段,是5°37′30″為不透光區(qū);在135°~180°區(qū)域內(nèi),等分為三十二個區(qū)段,每個區(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),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為不透光區(qū),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各兩個區(qū)段,都是2°48′45″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為不透光區(qū);和該兩個不透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的各有兩個區(qū)段,都是2°48′45″為不透光區(qū),和該兩個不透光區(qū)相鄰的各兩個區(qū)段,都是2°48′45″為透光區(qū),和該兩個透光區(qū)相鄰的中間的兩個區(qū)段是2°48′45″為不透光區(qū);在180°~225°區(qū)域內(nèi),等分為六十四個區(qū)段,每個區(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)相鄰的兩個區(qū)段都是1°24′22.5″為不透光區(qū),兩個區(qū)段的透光區(qū)和兩個區(qū)段的不透光區(qū)相同排列,直到中間的兩個區(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區(qū)段,每個區(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)相鄰的各有兩個區(qū)段都是42′11.25″為透光區(qū),兩個區(qū)段的不透光區(qū)和兩個區(qū)段的透光區(qū)相間排列,直至中間的兩個區(qū)段42′11.25″為不透光區(qū);270°~360°區(qū)域,等分為四個區(qū)段,每個區(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)相鄰的中間的兩個區(qū)段是45°為透光區(qū);狹縫盤上的狹縫布局分為兩圈,第一圈狹縫與碼盤上的第一圈粗碼道直徑相等且相匹配,第二圈狹縫與碼盤上的第二圈粗碼道直徑相等且相匹配,第一圈狹縫有四個,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;碼盤與狹縫盤同軸安裝在編碼器的主軸與基座上,碼盤固定在編碼器主軸上,并隨主軸一起轉(zhuǎn)動,狹縫盤相對于編碼器主軸固定不動,與碼盤相對平行安裝,兩者之間保持一定的間隙,相對轉(zhuǎn)動。
全文摘要
一種具有十位粗碼道的絕對式矩陣編碼盤,屬于光電測試中的角位移、角速度測量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種編碼盤。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有十位粗碼道的絕對式矩陣編碼盤。技術(shù)方案是該編碼盤包括碼盤和狹縫盤。碼盤上按一定規(guī)律刻劃兩圈粗碼道,狹縫盤上與碼盤碼道相匹配,設(shè)有兩圈狹縫,兩者同軸安裝在編碼器的主軸上,碼盤固定在編碼器的主軸上,并隨主軸一起轉(zhuǎn)動,狹縫盤相對于編碼器主軸固定不動,與碼盤相對平行安裝,兩者保持一定間隙相對轉(zhuǎn)動。在碼盤與狹縫盤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G01B21/22GK1538232SQ0311149
公開日2004年10月20日 申請日期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 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所, 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研