專利名稱：絕對位置檢測裝置的制作方法
絕對位置檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位置檢測裝置，尤其是涉及一種絕對位置檢測裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的用于檢測絕對位置檢測裝置一般采用絕對式編碼器。如圖1所示，絕對式 編碼器的碼盤被分為2的零次方到2的n-l次方并分別對應(yīng)輸出信號的n位字節(jié)。比如絕 對編碼器轉(zhuǎn)到圖1中3的位置時(shí)，由里往外對應(yīng)的扇區(qū)狀態(tài)為011，也就是3，輸出信號011 就表示當(dāng)前絕對式編碼器的位置。 若絕對式編碼器采用絕對式光電編碼器或絕對式光柵尺，其識別的絕對位置越 多，需要的光電單元越多，從而無法實(shí)現(xiàn)長距離、較高精度的位置識別，且所需的信號線較 多，安裝復(fù)雜。例如圖1中所示，采用四個(gè)光電單元只能確定0-15總共16個(gè)位置。
而相對于絕對式編碼器所使用的增量式編碼器，通常采用三路信號輸出A、 B、 Z， 若A脈沖在前，則B脈沖在后且與A脈沖相差90。，碼盤每轉(zhuǎn)一圈或碼尺(或光柵尺)相隔 一定距離發(fā)出一個(gè)Z脈沖，作為基準(zhǔn)點(diǎn)(零點(diǎn))定位。增量式編碼器無法測得絕對位置，只 能使用尋找零點(diǎn)的方式間接檢測得到絕對位置。增量式編碼器輸出脈沖，通過計(jì)數(shù)設(shè)備計(jì) 算其位置，當(dāng)增量式編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶體或記憶程序記錄其 位置。 雖然增量式編碼器構(gòu)造簡單、機(jī)械壽命長、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高，且適合于長 距離傳輸，但增量式編碼器無法輸出所檢測的運(yùn)動(dòng)部件的絕對位置信息，且工作時(shí)，增量式 編碼器輸出脈沖的過程中不能因干擾而丟失脈沖，不然計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會偏移，且 斷電后，增量式編碼器也不能有任何移動(dòng)，不然計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)也會發(fā)生偏移。且若機(jī) 器不允許啟動(dòng)后尋找零點(diǎn)動(dòng)作或設(shè)備經(jīng)常處于斷電的應(yīng)用環(huán)境下，則增量式編碼器無法尋 找零點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種操作使用簡單方便的絕對位置檢測裝置。 —種絕對位置檢測裝置，包括第一編碼器、第二編碼器及與第一編碼器、第二編
碼器連接通訊的控制器，所述第一編碼器、第二編碼器為增量式編碼器，所述第一編碼器包
括第一編碼，所述第二編碼器包括第二編碼，所述第一編碼與第二編碼根據(jù)不同的位置分
為不同的識別區(qū)，所述控制器根據(jù)不同識別區(qū)識別為不同數(shù)值編碼并根據(jù)不同的數(shù)值編碼
確定絕對位置。 優(yōu)選的，所述識別區(qū)為第一編碼及第二編碼上的連續(xù)編碼區(qū)域，所述識別區(qū)包括
設(shè)于第一編碼上的對照區(qū)及設(shè)于第二編碼上并與對照區(qū)對應(yīng)設(shè)置的區(qū)分區(qū)，所述識別區(qū)包
括至少一個(gè)子識別區(qū)，所述子識別區(qū)包括子對照區(qū)與子區(qū)分區(qū)，所有子對照區(qū)組成對照區(qū)，
所有子區(qū)分區(qū)組成區(qū)分區(qū)，所述子區(qū)分區(qū)與子對照區(qū)區(qū)分設(shè)置并等長度設(shè)置。 優(yōu)選的，所述第一編碼上設(shè)有均勻分布的透光區(qū)和不透光區(qū)，所述第一編碼上的透光區(qū)和不透光區(qū)相互交錯(cuò)分布，第一編碼上的一個(gè)以上連續(xù)設(shè)置的透光區(qū)和不透光區(qū)組 成一個(gè)子對照區(qū)。 優(yōu)選的，所述第二編碼上設(shè)有非均勻分布的透光區(qū)和不透光區(qū)，所述第二編碼上 的每個(gè)子區(qū)分區(qū)所包含的不透光區(qū)的位置或數(shù)量設(shè)置不同，每個(gè)子識別區(qū)的長度設(shè)置相 同，所述第二編碼上的單個(gè)不透光區(qū)與第一編碼上的單個(gè)不透光區(qū)的寬度設(shè)置相同。
優(yōu)選的，所述第一編碼器與第二編碼器各自運(yùn)行一個(gè)相鄰的不透光區(qū)與透光區(qū)各 自分別發(fā)出一個(gè)脈沖信號，所述控制器識別到第一編碼器與第二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈沖信 號則確定為數(shù)值編碼O，所述控制器只識別到第一編碼器發(fā)出的脈沖信號則確定為數(shù)值編 碼l，控制器識別第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的脈沖信號并根據(jù) 識別數(shù)值確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置。 優(yōu)選的，所述第二編碼上相鄰子區(qū)分區(qū)之間的至少相錯(cuò)一個(gè)不透光區(qū)的位置設(shè)置。 優(yōu)選的，所述每個(gè)子對照區(qū)包括對照數(shù)據(jù)頭、對照數(shù)據(jù)區(qū)、對照校驗(yàn)位，所述每個(gè) 子對照區(qū)設(shè)置相同，所述每個(gè)子區(qū)分區(qū)上與子對照區(qū)相對應(yīng)的位置上分別設(shè)置有區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù) 頭、區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)、區(qū)分校驗(yàn)位，所述每個(gè)子區(qū)分的數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)置不同，所述對照數(shù)據(jù)頭與區(qū)分 數(shù)據(jù)頭組成子識別區(qū)的數(shù)據(jù)頭，所述對照數(shù)據(jù)區(qū)與區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)組成子識別區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)、所 述對照校驗(yàn)位與區(qū)分校驗(yàn)位組成子識別區(qū)的校驗(yàn)位，所述每個(gè)區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)頭設(shè)置相同且與對 照數(shù)據(jù)頭區(qū)分設(shè)置，所述每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)區(qū)分設(shè)置。 優(yōu)選的，所述第二編碼上設(shè)有非均勻分布的透光區(qū)和不透光區(qū)，所述第一編碼器 與第二編碼器各自運(yùn)行一個(gè)相鄰的不透光區(qū)與透光區(qū)各自分別發(fā)出一個(gè)脈沖信號，所述單 個(gè)脈沖信號以信號的躍變點(diǎn)為分界點(diǎn)劃分為前段信號及后段信號；控制器接收到第二編碼 器的躍變點(diǎn)的躍變信號開始識別，控制器接收第一編碼器發(fā)出的n個(gè)脈沖信號同時(shí)接收到 第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段信號并接收到前段信號或后段信號 分別與后段信號或前段信號之間的躍變信號，則控制器識別為n-l ;控制器識別第一編碼 器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的脈沖信號并根據(jù)識別數(shù)值確定運(yùn)動(dòng)的絕對 位置。 優(yōu)選的，所述透光區(qū)或不透光區(qū)為一個(gè)單位區(qū)，所述每個(gè)子識別區(qū)包括相同的單 位區(qū)個(gè)數(shù)；所述第二編碼上相鄰子區(qū)分區(qū)之間的至少相錯(cuò)一個(gè)單位區(qū)的位置進(jìn)行設(shè)置。
優(yōu)選的，所述控制器包括檢測單元、與檢測單元連接的控制單元及與控制單元連 接的存儲單元， 所述存儲單元存儲有每個(gè)識別區(qū)的絕對位置， 所述檢測單元檢測第一、二編碼器發(fā)出的脈沖信號并傳輸給控制單元， 所述控制單元接收到第一編碼器與第二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)
值編碼O，控制單元只接收到第一編碼器發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼l，控制單元對
所接收的第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的所有脈沖信號進(jìn)行識別
并根據(jù)所識別的數(shù)值調(diào)用存儲單元的數(shù)據(jù)確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置；或控制單元接收第一編碼
器發(fā)出的n個(gè)脈沖信號同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段
信號并接收前段信號或后段信號分別與后段信號或前段信號的躍變信號，則控制器識別為 n-l，控制單元對所接收的第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的所有脈沖信號進(jìn)行識別并根據(jù)所識別的數(shù)值調(diào)用存儲單元的數(shù)據(jù)確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置。
優(yōu)選的，其絕對位置檢測方法為接收到第一編碼器與第二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈 沖信號則識別為數(shù)值編碼0，只接收到第一編碼器發(fā)出的脈沖信號而未接收到第二編碼器 發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼1， 識別第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)后發(fā)出的脈沖信號，根據(jù)識別 的數(shù)值編碼確定絕對位置。 優(yōu)選的，其絕對位置檢測方法為接收第一編碼器發(fā)出的n個(gè)脈沖信號并接收第 一編碼器的n+1脈沖信號的開始信號，同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前 段信號或后段信號并接收所述前段信號或后段信號分別與后段信號或前段信號的躍變信 號，則識別為n-1 ;識別第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)后發(fā)出的脈沖信號， 根據(jù)識別的數(shù)值編碼確定絕對位置。 上述的絕對位置檢測裝置采用兩路增量式編碼器，在兩路增量式編碼器的不同的 位置設(shè)置不同的識別區(qū)，控制器根據(jù)不同識別區(qū)識別為不同數(shù)值編碼并根據(jù)不同的數(shù)值編 碼確定運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)位置的絕對位置，由于采用的增量式編碼器，具有增量式編碼器的一 些特定的優(yōu)點(diǎn)如構(gòu)造簡單、機(jī)械壽命長、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、適合于長距離傳輸，且使 用增量式編碼器檢測運(yùn)動(dòng)部件的絕對位置，省去了絕對式編碼器中設(shè)置過多的信號線，且 安裝及使用簡單方便，能實(shí)現(xiàn)長距離、較高精度的位置識別。


圖1為背景技術(shù)的絕對式編碼器的碼盤或碼尺的示意圖； 圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例的第一遮光條及第二遮光條的示意圖； 圖3為本發(fā)明的另一實(shí)施例的第一遮光條及第二遮光條的示意圖 圖4為本發(fā)明的第二實(shí)施例的第一遮光條及第二遮光條的示意圖 圖5為本發(fā)明的第三實(shí)施例的第一遮光條及第二遮光條的示意圖 圖6為本發(fā)明的第四實(shí)施例的第一遮光條及第二遮光條的示意圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的說明。 如圖2所示，本實(shí)施例的絕對位置檢測裝置，包括第一編碼器、第二編碼器及與 第一 、二編碼器連接通訊的控制器。 第一編碼器與第二編碼器相對設(shè)置。第一編碼器為對照編碼器，第二編碼器為區(qū) 分編碼器。第一編碼器、第二編碼器均采用增量式編碼器。第二編碼器所設(shè)置的增量式編 碼器可以采用一個(gè)，也可采用兩個(gè)或兩個(gè)以上。本實(shí)施例中第二編碼器采用一個(gè)增量式編 碼器進(jìn)行說明。第一編碼器與第二編碼器的編碼方式可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼 等。本實(shí)施例中第一編碼器與第二編碼器的編碼方式采用二進(jìn)制碼進(jìn)行說明。
第一編碼器包括第一檢測元件及第一編碼。第二編碼器包括第二檢測元件及第二 編碼。第一編碼、第二編碼設(shè)置在各自的碼盤或碼尺上。第一編碼與第二編碼上的位置反 應(yīng)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)位置。第一編碼與第二編碼根據(jù)不同的位置分為不同的識別區(qū)。識別區(qū) 為第一編碼及第二編碼上的連續(xù)編碼區(qū)域。識別區(qū)包括設(shè)于第一編碼上的對照區(qū)及設(shè)于與第二編碼上并與對照區(qū)對應(yīng)設(shè)置的區(qū)分區(qū)。 根據(jù)檢測原理，增量式編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。本實(shí)施例中
的編碼器均采用增量式光電編碼器進(jìn)行說明。增量式光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸
出軸或運(yùn)動(dòng)部件上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。增量式光電編碼器中
碼盤或碼尺為光柵盤或光柵尺。第一檢測元件為第一光電檢測裝置。第二檢測元件為第二
光電檢測裝置。第一編碼、第二編碼為設(shè)置在碼盤或碼尺的遮光元件。本實(shí)施例的第一編
碼采用第一遮光條100進(jìn)行說明。第二編碼采用第二遮光條101進(jìn)行說明。 如圖2所示，第一遮光條100與第二遮光條101上的識別區(qū)根據(jù)位置不同劃分成
不同的子識別區(qū)。識別區(qū)的長度及精度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。第一遮光條作為對照遮光條，
第二遮光條作為區(qū)分遮光條。遮光條上設(shè)有透光區(qū)與不透光區(qū)(即光柵)。 第一遮光條100上設(shè)有均勻分布的透光區(qū)和不透光區(qū)，第一遮光條100上的透光
區(qū)與不透光區(qū)相互交錯(cuò)分布。第二遮光條101上的透光區(qū)和不透光區(qū)非均勻設(shè)置。本實(shí)施
例中識別區(qū)依在不同位置的遮光條上劃分為對照區(qū)及區(qū)分區(qū)。識別區(qū)包括至少一個(gè)子識別
區(qū)，子識別區(qū)包括子對照區(qū)與子區(qū)分區(qū)，所有子對照區(qū)組成對照區(qū)，所有子區(qū)分區(qū)組成區(qū)分
區(qū)，所述子區(qū)分區(qū)與子對照區(qū)區(qū)分設(shè)置并等長度設(shè)置。 第一遮光條上的一個(gè)以上連續(xù)設(shè)置的透光區(qū)和不透光區(qū)組成一個(gè)子對照區(qū)。本 實(shí)施例中，子對照區(qū)采用第一遮光條上的8個(gè)連續(xù)設(shè)置的不透光區(qū)所在的連續(xù)區(qū)域進(jìn)行說 明。第二遮光條101上的每個(gè)子區(qū)分區(qū)所包含的不透光區(qū)或透光區(qū)的位置或數(shù)量不同。本 實(shí)施例中子區(qū)分區(qū)為第二遮光條101上與上述第一遮光條100上的8個(gè)連續(xù)設(shè)置的不透光 區(qū)所在連續(xù)區(qū)域的位置所對應(yīng)的連續(xù)區(qū)域。即子區(qū)分區(qū)為第二遮光條上與第一遮光條上的 子對照區(qū)位置對應(yīng)的連續(xù)區(qū)域。 當(dāng)子識別區(qū)中選定好第一遮光條100上的第一個(gè)8個(gè)連續(xù)設(shè)置的不透光區(qū)所在的 連續(xù)區(qū)域作為第一對照區(qū)，第一遮光條100上緊接第一對照區(qū)的第二個(gè)8個(gè)連續(xù)設(shè)置的不 透光區(qū)所在的連續(xù)區(qū)域作為第二對照區(qū)，第一遮光條100上緊接第二對照區(qū)的第三個(gè)8個(gè) 連續(xù)設(shè)置的不透光區(qū)所在的連續(xù)區(qū)域作為第三對照區(qū)，以此類推。 同理，將第二遮光條101上的與第一對照區(qū)位置對應(yīng)的子區(qū)分區(qū)為第一區(qū)分區(qū)， 緊挨第一區(qū)分區(qū)與第二對照區(qū)對應(yīng)的連續(xù)區(qū)域?yàn)榈诙^(qū)分區(qū)，緊挨第二區(qū)分區(qū)與第三對照 區(qū)對應(yīng)的連續(xù)區(qū)域?yàn)榈谌齾^(qū)分區(qū)，以此類推。 當(dāng)然也可根據(jù)需要對識別區(qū)進(jìn)行劃分如一個(gè)子對照區(qū)也可以為3個(gè)或4個(gè)或5個(gè) 或6個(gè)或7個(gè)或9個(gè)或其他數(shù)目的連續(xù)設(shè)置在第一遮光條100上的不透光所在的連續(xù)區(qū) 域。 第一對照區(qū)與第一區(qū)分區(qū)組成第一識別區(qū)A，第二對照區(qū)與第二區(qū)分區(qū)組成第二 識別區(qū)B，第三對照區(qū)與第三區(qū)分區(qū)組成第三識別區(qū)C，以此類推。從而識別區(qū)劃分為若干
個(gè)識別小區(qū)，包括第一識別區(qū)A、第二識別區(qū)B、第三識別區(qū)C......第n識別區(qū)。第一編碼
器與第二編碼器各自運(yùn)行一個(gè)不透光區(qū)與透光區(qū)則各自分別發(fā)出脈沖信號。 本實(shí)施例中，第二遮光條101上與第一遮光條100上的透光區(qū)所在的位置的相應(yīng)
位置上也為透光區(qū)。若第一遮光條100上的不透光區(qū)所在的位置對應(yīng)在第二編碼上相應(yīng)的
位置也為不透光區(qū)則第一編碼器與第二編碼器運(yùn)行到該不透光區(qū)的位置同時(shí)發(fā)出的脈沖
信號，此時(shí)控制器識別為數(shù)值編碼o。第一編碼上的不透光區(qū)所在的位置對應(yīng)在第二編碼上的相應(yīng)位置為透光區(qū)則當(dāng)?shù)谝痪幋a器運(yùn)行到該不透光區(qū)時(shí)發(fā)出脈沖信號而第二編碼器運(yùn) 行到該透光區(qū)不產(chǎn)生發(fā)出的脈沖信號，此時(shí)控制器識別為數(shù)值編碼1。 為確保所識別的數(shù)據(jù)的正確性，避免出現(xiàn)第一遮光條100與第二遮光條101上的 任意連續(xù)的不透光區(qū)與透光區(qū)所組成其他區(qū)域與識別區(qū)的設(shè)置相同，而導(dǎo)致所絕對位置出 現(xiàn)錯(cuò)誤。如圖3所示的情況，其他區(qū)域的數(shù)據(jù)如2-4之間的位置區(qū)域的設(shè)置與第一識別區(qū) A的設(shè)置相同。本發(fā)明的第二實(shí)施例中，采用如下方式進(jìn)行改進(jìn)。如圖4所示，每個(gè)子對照 區(qū)包括依次設(shè)置的對照數(shù)據(jù)頭、對照數(shù)據(jù)區(qū)、對照校驗(yàn)位。每個(gè)子區(qū)分區(qū)上與子對照區(qū)相對 應(yīng)的位置上設(shè)置有區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)頭、區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)、區(qū)分校驗(yàn)位。對照數(shù)據(jù)頭與區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)頭組成子 識別區(qū)的數(shù)據(jù)頭。對照數(shù)據(jù)區(qū)與區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)組成子識別區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)。對照校驗(yàn)位與區(qū)分校 驗(yàn)位組成子識別區(qū)的校驗(yàn)位。 第一遮光條100與第二遮光條101按照所處于的位置不同將子識別區(qū)依次命名為
第一識別區(qū)A、第二識別區(qū)B、第三識別區(qū)C......第n識別區(qū)進(jìn)行說明。 第一識別區(qū)A包括第一數(shù)據(jù)頭Al、第一數(shù)據(jù)區(qū)A2、第一校驗(yàn)區(qū)A3。同理，第二識 別區(qū)B包括第二數(shù)據(jù)頭Bl、第二數(shù)據(jù)區(qū)B2、第二校驗(yàn)區(qū)B3 ;第三識別區(qū)C包括第三數(shù)據(jù)頭
Cl、第三數(shù)據(jù)區(qū)C2、第三校驗(yàn)區(qū)C3......第n識別區(qū)包括第n數(shù)據(jù)頭、第n數(shù)據(jù)區(qū)、第n校
驗(yàn)區(qū)......。 本實(shí)施例中采用通過數(shù)據(jù)頭尋找數(shù)據(jù)區(qū)。本實(shí)施例中第一數(shù)據(jù)頭A1、第二數(shù)據(jù)頭
B1、第三數(shù)據(jù)頭C1......第n數(shù)據(jù)頭采用固定的字符串如1001。即第一遮光條的對照數(shù)據(jù)
頭包括4個(gè)不透光區(qū)，第二遮光條的區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)頭與對照數(shù)據(jù)頭的4個(gè)不透光區(qū)對應(yīng)的位置 上依次設(shè)置為不透光區(qū)域、透光區(qū)域、透光區(qū)域、不透光區(qū)域。控制器識別為數(shù)值1001則判 斷為數(shù)據(jù)頭，控制器將接下來的區(qū)域判斷為數(shù)據(jù)區(qū)并開始讀數(shù)。 數(shù)據(jù)區(qū)用于識別當(dāng)前位置。本實(shí)施例中數(shù)據(jù)區(qū)包括第一遮光條中連續(xù)8個(gè)不透光
區(qū)所在的區(qū)域長度中編碼數(shù)據(jù)。第一數(shù)據(jù)區(qū)A2、第二數(shù)據(jù)區(qū)B2、第三數(shù)據(jù)區(qū)C2......第n
數(shù)據(jù)區(qū)分別用于識別第一識別區(qū)位置、第二識別區(qū)位置、第三識別區(qū)位置......第n識別
區(qū)位置。例如當(dāng)?shù)谝痪幋a器及第二編碼器運(yùn)行到第一識別區(qū)A時(shí)，控制器識別為第一數(shù)據(jù) 區(qū)A2的數(shù)值1110001并根據(jù)所識別的編碼數(shù)值1110001確定此時(shí)的絕對位置；當(dāng)?shù)谝痪?碼器及第二編碼器運(yùn)行到第二識別區(qū)B時(shí)，控制器識別為第二數(shù)據(jù)區(qū)B2的數(shù)值0101111并 根據(jù)所識別的編碼數(shù)值0101111確定此時(shí)的絕對位置；當(dāng)?shù)谝痪幋a器及第二編碼器運(yùn)行到 第三識別區(qū)C時(shí)，控制器識別為第三數(shù)據(jù)區(qū)C2的數(shù)值1100101并根據(jù)所識別的編碼數(shù)值 1100101確定此時(shí)的絕對位置；依次類推。 校驗(yàn)區(qū)用于校驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過校驗(yàn)位確保數(shù)據(jù)的正確性。本實(shí)施例中校驗(yàn)區(qū)采用奇 偶間隔校驗(yàn)，當(dāng)某個(gè)識別區(qū)的校驗(yàn)位為0時(shí)，與該識別區(qū)相鄰的識別區(qū)即位于該識別區(qū)的 下個(gè)識別區(qū)或上個(gè)識別區(qū)的校驗(yàn)位設(shè)置為1。 本實(shí)施例中采用某個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中的編碼1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則校驗(yàn)區(qū)數(shù)據(jù)編碼設(shè)為0， 反之為1。如第一數(shù)據(jù)區(qū)A2的數(shù)值編碼1110001為中編碼1的個(gè)數(shù)是四個(gè)為偶數(shù)，則校驗(yàn) 位設(shè)置為0。當(dāng)然也可以設(shè)置為某個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)值編碼中編碼l的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則校驗(yàn)區(qū)的 數(shù)據(jù)編碼設(shè)為l，反之為0。為了檢驗(yàn)方便，本實(shí)施例中數(shù)據(jù)區(qū)之間的數(shù)值編碼中編碼1的 個(gè)數(shù)可采用奇偶間隔設(shè)置，校驗(yàn)區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)對應(yīng)設(shè)置為奇偶間隔校驗(yàn)，即當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)區(qū)A2 設(shè)置的數(shù)值編碼1110001中編碼1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)4，第一校驗(yàn)位A3的數(shù)值編碼為O，則第二數(shù)據(jù)區(qū)B2的數(shù)值編碼0101111中編碼1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)5，第二校驗(yàn)區(qū)B3的數(shù)值編碼為1， 依次類推。當(dāng)然也可采取其他校驗(yàn)方式。 為防止其他區(qū)域的數(shù)據(jù)識別為數(shù)據(jù)頭，第一遮光條與第二遮光條上其他位置上任 意連續(xù)設(shè)置的不透光區(qū)與透光區(qū)不能與數(shù)據(jù)頭的設(shè)置相同。本實(shí)施例中除了數(shù)據(jù)頭采用字 符串如1001，則在第一遮光條中任意連續(xù)的4個(gè)不透光區(qū)所在的區(qū)域長度內(nèi)，第二遮光條 中與第一遮光條的上述4個(gè)不透光區(qū)所對應(yīng)的位置上不能出現(xiàn)不透光區(qū)、透光區(qū)、透光區(qū)、 不透光區(qū)的排列方式。 本實(shí)施例，可采用細(xì)化不透光區(qū)與透光區(qū)來提高識別位置的精度，也可通過將多
個(gè)增量式編碼器作為第二編碼器，縮短單個(gè)識別區(qū)長度，從而提高識別位置的精度。 如圖5所示，本發(fā)明的第三實(shí)施例，本實(shí)施例中，第二編碼上相鄰子區(qū)分區(qū)之間的
至少相錯(cuò)一個(gè)不透光區(qū)的位置設(shè)置。第一編碼器及第二個(gè)編碼器運(yùn)行一個(gè)第一遮光條100
上的相鄰的不透光區(qū)與透光區(qū)所在的區(qū)域長度產(chǎn)生一個(gè)編碼。以第一編碼及第二個(gè)編碼的
運(yùn)行方向定義為不透光區(qū)的寬度方向。 若子區(qū)分區(qū)包括n個(gè)編碼，則后一個(gè)子區(qū)分區(qū)的前幾位編碼取用前一個(gè)子區(qū)分區(qū) 的后幾位編碼，如取用前一個(gè)子區(qū)分區(qū)的后n-l個(gè)編碼，再加上設(shè)置在后面的新的編碼構(gòu) 成后一個(gè)子區(qū)分區(qū)。子識別區(qū)與子對照區(qū)對應(yīng)設(shè)置。 一個(gè)子識別區(qū)可以包括3個(gè)或4個(gè)或 5個(gè)或6個(gè)或7個(gè)或9個(gè)或其他數(shù)目編碼。 本實(shí)施例中，子識別區(qū)采用3個(gè)編碼進(jìn)行說明即子識別區(qū)包括3個(gè)連接的不透光 區(qū)所在的區(qū)域進(jìn)行說明。 如圖5所示，整個(gè)識別區(qū)上的任意連續(xù)的三位編碼數(shù)值都是唯一的，從左至右依 次設(shè)置為000，001，010，101，011，111，110，100，任意獲取連續(xù)的三位編碼就可識別當(dāng)前絕
對位置。同時(shí)可通過增加每個(gè)子識別區(qū)的編碼位數(shù)或區(qū)域長度增加識別長度。 如圖6所示，本發(fā)明的第四實(shí)施例，采用將第二編碼上的不透光區(qū)或透光區(qū)設(shè)置
為不同寬度作為編碼依據(jù)。本實(shí)施例中第二編碼101上設(shè)有非均勻分布的透光區(qū)和不透光
區(qū)。第一編碼器與第二編碼器各自運(yùn)行一個(gè)相鄰的不透光區(qū)與透光區(qū)各自分別發(fā)出一個(gè)脈
沖信號。單個(gè)脈沖信號以信號的躍變點(diǎn)為分界點(diǎn)劃分為前段信號及后段信號；控制器接收
到第二編碼器的躍變點(diǎn)的躍變信號開始識別?？刂破鹘邮盏谝痪幋a器發(fā)出的n個(gè)脈沖信號
同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段信號并接收到該前段信
號或該后段信號分別與緊鄰其后的后段信號或前段信號之間的躍變信號，則控制器識別為
n-l。本實(shí)施例中將一個(gè)透光區(qū)或一個(gè)不透光區(qū)定義為一個(gè)單位區(qū)，每個(gè)子識別區(qū)包括相同
的單位區(qū)個(gè)數(shù)。第二編碼上相鄰子區(qū)分區(qū)之間錯(cuò)位設(shè)置，且相鄰子區(qū)分區(qū)之間至少相錯(cuò)一
個(gè)單位區(qū)的位置進(jìn)行設(shè)置。本實(shí)施例中相鄰子區(qū)分區(qū)之間相錯(cuò)一個(gè)識別編碼的位置進(jìn)行設(shè)置。 如圖6所示，本實(shí)施例中編碼采用二進(jìn)制進(jìn)行說明。相鄰子區(qū)分區(qū)之間相錯(cuò)一個(gè) 識別編碼的位置進(jìn)行設(shè)置?？刂破鹘邮盏降谝痪幋a器發(fā)出的一個(gè)脈沖信號并接收到第一編 碼器的此脈沖信號與下一個(gè)脈沖信號之間的躍變信號，同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈 沖信號的前段信號或后段信號并接收到該前段信號或后段信號分別與后段信號或前段信 號之間的躍變信號，則控制器識別為0?？刂破鹘邮盏降谝痪幋a器發(fā)出的兩個(gè)脈沖及上述 兩個(gè)脈沖信號中的后一個(gè)脈沖信號與下一個(gè)脈沖信號之間的躍變信號，同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段信號并接收到該前段信號或該后段信號分 別與緊鄰其后的后段信號或前段信號之間的躍變信號，則控制器識別為1。即第二遮光條 101上的一個(gè)透光區(qū)或不透光區(qū)的寬度設(shè)置為第一遮光條100上一個(gè)相鄰的透光區(qū)與不透 光區(qū)所在區(qū)域的寬度則識別為O，第二遮光條101上的一個(gè)透光區(qū)或不透光區(qū)的寬度設(shè)置 為第一遮光條100上兩個(gè)連續(xù)相鄰的透光區(qū)與不透光區(qū)所在區(qū)域的寬度則識別為1控制器
識別第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的脈沖信號并根據(jù)識別數(shù)值確 定運(yùn)動(dòng)的絕對位置。 本實(shí)施例中，識別區(qū)中每個(gè)子識別區(qū)從左至右依次的編碼000，001，010， 101,011， 111，110。 本實(shí)施例可以通過增加透光區(qū)或不透光區(qū)的寬度來增加識別區(qū)的長度，如根據(jù)需 要將第二遮光條101上透光區(qū)或不透光區(qū)的寬度設(shè)置為第一遮光條100上3或4或5個(gè) 或其他數(shù)目相鄰的透光區(qū)與不透光區(qū)所在區(qū)域的寬度，同時(shí)可采用其他的編碼方式如三進(jìn) 制、四進(jìn)制、五進(jìn)制或其他進(jìn)制進(jìn)行子識別區(qū)之間的編碼區(qū)分等。也可通過增加編碼位數(shù)來 增加識別區(qū)的長度，如每個(gè)子識別區(qū)可包括4個(gè)或5個(gè)或其他個(gè)數(shù)的編碼個(gè)數(shù)。
控制器根據(jù)不同識別區(qū)識別為不同數(shù)值編碼并根據(jù)不同的數(shù)值編碼確定絕對位 置。本實(shí)施例中控制器可采用單片機(jī)、PLC、嵌入式系統(tǒng)、PC機(jī)等控制元器件。本實(shí)施例中控 制器接收到第一編碼器與第二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼0?？刂破髦?接收到第一編碼器發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼1?？刂破髯R別第一編碼器及第二編 碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的脈沖信號并根據(jù)識別的數(shù)值編碼確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置。
控制器包括檢測單元、與檢測單元連接的控制單元及與控制單元連接的存儲單 元。存儲單元用于數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的存儲單元中存儲有每個(gè)識別區(qū)的絕對位置。檢測單元 檢測第一、二編碼器發(fā)出的脈沖信號并傳輸給控制單元。控制單元接收到第一編碼器與第 二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值O ;控制單元只接收到第一編碼器發(fā)出的脈沖 信號則識別為數(shù)值1?？刂茊卧獙λ邮盏牡谝痪幋a器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū) 所發(fā)出的脈沖信號進(jìn)行識別并根據(jù)所識別的數(shù)值調(diào)用存儲單元的數(shù)據(jù)確定運(yùn)動(dòng)的絕對位 置。 如圖6所示的第四實(shí)施例中，控制單元的識別方式則采用如下方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)接
收第一編碼器發(fā)出的n個(gè)脈沖信號并接收第一編碼器的第n個(gè)脈沖信號與第n+l脈沖信號
之間的躍變信號，同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段信號并
接收該前段信號或后段信號分別與后段信號或前段信號的躍變信號，則控制器識別為n-l，
控制單元對所接收的第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的所有脈沖信
號進(jìn)行識別并根據(jù)所識別的數(shù)值調(diào)用存儲單元的數(shù)據(jù)確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置。 上述絕對位置檢測裝置的絕對位置檢測方法，其一種檢測方法為接收到第一編
碼器與第二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼O，只接收到第一編碼器發(fā)出的
脈沖信號而未接收到第二編碼器發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼1 ; 識別第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)后發(fā)出的脈沖信號，根據(jù)識別
的數(shù)值編碼確定絕對位置。 上述絕對位置檢測裝置的絕對位置檢測方法，其另一種檢測方法為接收第一編 碼器發(fā)出的n個(gè)脈沖信號并接收到第一編碼器的第n個(gè)脈沖信號與第n+l脈沖信號之間的
10躍變信號，同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段信號并接收到 該前段信號或后段信號分別與后段信號或前段信號之間的躍變信號，則識別為n-1 ;識別 第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)后發(fā)出的脈沖信號，根據(jù)識別的數(shù)值編碼確 定絕對位置。 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種絕對位置檢測裝置，其特征在于包括第一編碼器、第二編碼器及與第一編碼器、第二編碼器連接通訊的控制器，所述第一編碼器、第二編碼器為增量式編碼器，所述第一編碼器包括第一編碼，所述第二編碼器包括第二編碼，所述第一編碼與第二編碼根據(jù)不同的位置分為不同的識別區(qū)，所述控制器根據(jù)不同識別區(qū)識別為不同數(shù)值編碼并根據(jù)不同的數(shù)值編碼確定絕對位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述識別區(qū)為第一編碼及第 二編碼上的連續(xù)編碼區(qū)域，所述識別區(qū)包括設(shè)于第一編碼上的對照區(qū)及設(shè)于第二編碼上并 與對照區(qū)對應(yīng)設(shè)置的區(qū)分區(qū)，所述識別區(qū)包括至少一個(gè)子識別區(qū)，所述子識別區(qū)包括子對 照區(qū)與子區(qū)分區(qū)，所有子對照區(qū)組成對照區(qū)，所有子區(qū)分區(qū)組成區(qū)分區(qū)，所述子區(qū)分區(qū)與子 對照區(qū)區(qū)分設(shè)置并等長度設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求2所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述第一編碼上設(shè)有均勻分 布的透光區(qū)和不透光區(qū)，所述第一編碼上的透光區(qū)和不透光區(qū)相互交錯(cuò)分布，第一編碼上 的一個(gè)以上連續(xù)設(shè)置的透光區(qū)和不透光區(qū)組成一個(gè)子對照區(qū)。
4. 如權(quán)利要求3所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述第二編碼上設(shè)有非均勻 分布的透光區(qū)和不透光區(qū)，所述第二編碼上的每個(gè)子區(qū)分區(qū)所包含的不透光區(qū)的位置或數(shù) 量設(shè)置不同，每個(gè)子識別區(qū)的長度設(shè)置相同，所述第二編碼上的單個(gè)不透光區(qū)與第一編碼 上的單個(gè)不透光區(qū)的寬度設(shè)置相同。
5. 如權(quán)利要求4所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述第一編碼器與第二編碼 器各自運(yùn)行一個(gè)相鄰的不透光區(qū)與透光區(qū)各自分別發(fā)出一個(gè)脈沖信號，所述控制器識別到 第一編碼器與第二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈沖信號則確定為數(shù)值編碼O，所述控制器只識別到 第一編碼器發(fā)出的脈沖信號則確定為數(shù)值編碼l，控制器識別第一編碼器及第二編碼器共 同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的脈沖信號并根據(jù)識別數(shù)值確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置。
6. 如權(quán)利要求5所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述第二編碼上相鄰子區(qū)分 區(qū)之間的至少相錯(cuò)一個(gè)不透光區(qū)的位置設(shè)置。
7. 如權(quán)利要求5所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述每個(gè)子對照區(qū)包括對照 數(shù)據(jù)頭、對照數(shù)據(jù)區(qū)、對照校驗(yàn)位，所述每個(gè)子對照區(qū)設(shè)置相同，所述每個(gè)子區(qū)分區(qū)上與子 對照區(qū)相對應(yīng)的位置上分別設(shè)置有區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)頭、區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)、區(qū)分校驗(yàn)位，所述每個(gè)子區(qū)分 的數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)置不同，所述對照數(shù)據(jù)頭與區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)頭組成子識別區(qū)的數(shù)據(jù)頭，所述對照數(shù)據(jù) 區(qū)與區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)組成子識別區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)、所述對照校驗(yàn)位與區(qū)分校驗(yàn)位組成子識別區(qū)的校 驗(yàn)位，所述每個(gè)區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)頭設(shè)置相同且與對照數(shù)據(jù)頭區(qū)分設(shè)置，所述每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)區(qū)分設(shè)置。
8. 如權(quán)利要求3所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述第二編碼上設(shè)有非均勻 分布的透光區(qū)和不透光區(qū)，所述第一編碼器與第二編碼器各自運(yùn)行一個(gè)相鄰的不透光區(qū)與 透光區(qū)各自分別發(fā)出一個(gè)脈沖信號，所述單個(gè)脈沖信號以信號的躍變點(diǎn)為分界點(diǎn)劃分為前 段信號及后段信號；控制器接收到第二編碼器的躍變點(diǎn)的躍變信號開始識別，控制器接收 第一編碼器發(fā)出的n個(gè)脈沖信號同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段信號并接收到前段信號或后段信號分別與后段信號或前段信號之間的躍變信號， 則控制器識別為n-l ;控制器識別第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的 脈沖信號并根據(jù)識別數(shù)值確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置。
9. 如權(quán)利要求8所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述第一編碼上的一個(gè)透光區(qū)或不透光區(qū)為一個(gè)單位區(qū)，所述每個(gè)子識別區(qū)包括相同的單位區(qū)個(gè)數(shù)；所述第二編碼上 相鄰子區(qū)分區(qū)之間的至少相錯(cuò)一個(gè)單位區(qū)的位置進(jìn)行設(shè)置。
10. 如權(quán)利要求6所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于所述控制器包括檢測單元、 與檢測單元連接的控制單元及與控制單元連接的存儲單元，所述存儲單元存儲有每個(gè)識別區(qū)的絕對位置，所述檢測單元檢測第一、二編碼器發(fā)出的脈沖信號并傳輸給控制單元， 所述控制單元接收到第一編碼器與第二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編 碼O，控制單元只接收到第一編碼器發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼l，控制單元對所接 收的第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的所有脈沖信號進(jìn)行識別并根 據(jù)所識別的數(shù)值調(diào)用存儲單元的數(shù)據(jù)確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置；或控制單元接收第一編碼器發(fā) 出的n個(gè)脈沖信號同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段信號并接收前段信號或后段信號分別與后段信號或前段信號的躍變信號，則控制器識別為n-l， 控制單元對所接收的第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)所發(fā)出的所有脈沖信 號進(jìn)行識別并根據(jù)所識別的數(shù)值調(diào)用存儲單元的數(shù)據(jù)確定運(yùn)動(dòng)的絕對位置。
11. 如權(quán)利要求1所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于其絕對位置檢測方法為接 收到第一編碼器與第二編碼器同時(shí)發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼O，只接收到第一編 碼器發(fā)出的脈沖信號而未接收到第二編碼器發(fā)出的脈沖信號則識別為數(shù)值編碼1，識別第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)后發(fā)出的脈沖信號，根據(jù)識別的數(shù) 值編碼確定絕對位置。
12. 如權(quán)利要求1所述的絕對位置檢測裝置，其特征在于其絕對位置檢測方法為接收第一編碼器發(fā)出的n個(gè)脈沖信號同時(shí)接收到第二編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖信號所在的前段信號或后段信號并接收到所述前段信號或后段信號分別與后段信號或前段信號的躍變信 號，則識別為n-l ;識別第一編碼器及第二編碼器共同運(yùn)行一個(gè)識別區(qū)后發(fā)出的脈沖信號， 根據(jù)識別的數(shù)值編碼確定絕對位置。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種絕對位置檢測裝置，包括第一編碼器、第二編碼器及控制器，第一編碼器、第二編碼器為增量式編碼器，所述第一編碼器包括第一編碼，第二編碼器包括第二編碼，所述第一編碼與第二編碼根據(jù)不同的位置分為不同的識別區(qū)，所述控制器根據(jù)不同識別區(qū)識別為不同數(shù)值編碼并根據(jù)不同的數(shù)值編碼確定絕對位置；上述的絕對位置檢測裝置采用兩路增量式編碼器，在兩路增量式編碼器的不同的位置設(shè)置不同的識別區(qū)，控制器根據(jù)不同識別區(qū)識別確定運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的絕對位置，由于采用的增量式編碼器，具有增量式編碼器的一些特定的優(yōu)點(diǎn)，且安裝及使用簡單方便，能實(shí)現(xiàn)長距離、較高精度的位置識別。
文檔編號G01D5/36GK101713669SQ20091019006
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者劉體剛, 吳海明, 張宏, 易燕成, 賴剛 申請人:深圳圣諾醫(yī)療設(shè)備有限公司