專利名稱：用于多轉(zhuǎn)式角位移信號(hào)采集的絕對編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別涉及一種用于多轉(zhuǎn)式角位移信 號(hào)采集的絕對編碼器。
背景技術(shù)：
目前，機(jī)電一體化系統(tǒng)中通常需要將機(jī)械運(yùn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以完 成對機(jī)械系統(tǒng)測量、量化、控制等工作。并且，轉(zhuǎn)動(dòng)-角位移運(yùn)動(dòng)是一種常見 的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因此，對此類信號(hào)的采集是機(jī)電一體化系統(tǒng)中常見的、必須的。 對角位移信號(hào)采集的方式主要是將轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電位器連接，通過采集電位器模 擬信號(hào)來獲取角位移量。這種方式存在很大局限性，首先電位器本身存在死 區(qū)， 一旦進(jìn)入死區(qū)，測量信號(hào)將發(fā)生錯(cuò)誤，這樣一來測量范圍受到限制。另 外，電位器轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)一般為單圏或多圈(一般最多十圏)，即便是搭配齒輪變 速等機(jī)構(gòu)，考慮到測控系統(tǒng)本身尺寸小型化要求，量程非常有限。其次，電 位器輸出模擬信號(hào)，抗干擾能力較弱，容易發(fā)生衰減，不適合高精度檢測和 遠(yuǎn)距離傳輸。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型專利的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種用于多 轉(zhuǎn)式角位移信號(hào)采集的絕對編碼器，以解決現(xiàn)有測量范圍受限及測量精度不 高的技術(shù)問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型專利采取的技術(shù)方案是 一種用于多轉(zhuǎn)式 角位移信號(hào)采集的絕對編碼器，包括
至少一編碼轉(zhuǎn)輪，所述每個(gè)編碼轉(zhuǎn)輪上至少設(shè)置一按照格雷碼編碼規(guī)則 制作出的碼帶；
至少一可見光發(fā)射元件，用以將可見光發(fā)射至所述一個(gè)或多個(gè)碼帶； 至少一可見光接收元件，用以接收從所述碼帶上反射回來的可見光線； 一處理電路，連接所述所有可見光接收元件，用于處理每個(gè)可見光接收 元件所采集到的信號(hào)，進(jìn)而得到與每個(gè)角位置唯一對應(yīng)的絕對編碼值。
也就是說，多轉(zhuǎn)式角位移絕對編碼器利用格雷碼規(guī)則在編碼轉(zhuǎn)輪上制作
3出碼帶，利用可見光發(fā)射元件將可見光發(fā)射到碼帶上，可見光接收元件接收 從碼帶上反射回來的可見光線，通過電路處理對應(yīng)不同碼帶的若干個(gè)接收元 件所采集的信號(hào)得到與每個(gè)角位置唯一對應(yīng)的絕對編碼值，在多圈角位移量 采集時(shí)，各編碼轉(zhuǎn)輪采用間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證格雷碼編碼規(guī)則的準(zhǔn)確性。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型專利能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)百、數(shù)千團(tuán)或更多角位移量 的準(zhǔn)確檢測，測量范圍大，成本低。輸出信號(hào)為多位數(shù)字信號(hào)，精度高、抗 干擾能力強(qiáng)。

圖l是本實(shí)用新型一實(shí)施例的外觀整體視圖； 圖2是圖1的剖3見圖。
圖中1過渡齒輪、2過渡齒輪軸、3編碼轉(zhuǎn)輪軸、4編碼轉(zhuǎn)輪、5外殼、 6編碼器輸入齒輪軸、7編碼器輸入齒輪、8、可見光接收元件、9可見光發(fā)射 元件。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型專利作進(jìn)一步說明，但不作為 對本實(shí)用新型專利的限定。
請參閱圖1至圖2，其為本實(shí)用新型一種用于多轉(zhuǎn)式角位移信號(hào)采集的絕 對編碼器的結(jié)構(gòu)實(shí)施示例圖。它包括
至少一編碼轉(zhuǎn)輪4，每個(gè)編碼轉(zhuǎn)輪4上至少設(shè)置一按照格雷碼編碼規(guī)則制 作出的碼帶。本實(shí)例中，編碼轉(zhuǎn)輪4有多個(gè)，這些編碼轉(zhuǎn)輪4設(shè)置在編碼轉(zhuǎn) 輪軸3上。
至少一可見光發(fā)射元件8，用以將可見光發(fā)射至碼帶?？梢姽獍l(fā)射元件8 可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。并且，可見光發(fā)射元件8可采用現(xiàn)通用的發(fā)射 器，其可設(shè)置在外殼5上，只需要將可見光發(fā)射至對應(yīng)的碼帶上即可。
至少一可見光接收元件9，用以接收從碼帶上反射回來的可見光線。每個(gè) 碼帶對應(yīng)一個(gè)可見光接收元件9。
一處理電路，連接所有可見光接收元件9，用于處理每個(gè)可見光接收元件 9所采集到的信號(hào)，進(jìn)而得到與每個(gè)角位置唯一對應(yīng)的絕對編碼值。處理單元 可以采用MCU處理器。其內(nèi)部設(shè)置每個(gè)位置的絕對編碼值，將每個(gè)可見光接收元件9采集到的信號(hào)按照預(yù)設(shè)的規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成角位移量，從而得 到對應(yīng)的絕對編碼值。處理電路可以設(shè)置在外殼5內(nèi)的集成電路板上。
各編碼轉(zhuǎn)輪4通過過渡齒輪1進(jìn)行間歇傳動(dòng)。該些過渡齒輪1設(shè)置在過 渡齒輪軸2上。
在編碼轉(zhuǎn)輪4上按照格雷碼編碼規(guī)則制作出碼帶，利用可見光發(fā)射元件8 將可見光發(fā)射到碼帶上，與每一個(gè)碼帶對應(yīng)的可見光接收元件9接收從碼帶 上反射回來的可見光線，再通過處理電路處理若干個(gè)接收元件9所采集的信 號(hào)得到與每個(gè)角位置唯一對應(yīng)的絕對編碼值。根據(jù)所需精度和圏數(shù)，可以制 作若干個(gè)編碼轉(zhuǎn)輪4，每個(gè)編碼轉(zhuǎn)輪4上也可以有若干條碼帶，具有良好的擴(kuò) 展性和適應(yīng)性。各編碼轉(zhuǎn)輪間有過渡齒輪1傳動(dòng)，傳動(dòng)原理采用間歇傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)，保證格雷碼編碼規(guī)則的準(zhǔn)確性。
以上所述的實(shí)施例，只是本實(shí)用新型專利較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型專利技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換 都應(yīng)包含在本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種用于多轉(zhuǎn)式角位移信號(hào)采集的絕對編碼器，其特征在于，包括至少一編碼轉(zhuǎn)輪，所述每個(gè)編碼轉(zhuǎn)輪上至少設(shè)置一按照格雷碼編碼規(guī)則制作出的碼帶；至少一可見光發(fā)射元件，用以將可見光發(fā)射至所述一個(gè)或多個(gè)碼帶；至少一可見光接收元件，用以接收從所述碼帶上反射回來的可見光線；一處理電路，連接所述所有可見光接收元件，用于處理每個(gè)可見光接收元件所采集到的信號(hào)，進(jìn)而得到與每個(gè)角位置唯一對應(yīng)的絕對編碼值。
2、 如權(quán)利要求1所述的絕對編碼器，其特征在于，各編碼轉(zhuǎn)輪間通過過 渡齒輪進(jìn)行間歇傳動(dòng)。
專利摘要一種用于多轉(zhuǎn)式角位移信號(hào)采集的絕對編碼器，其特征在于，包括至少一編碼轉(zhuǎn)輪，所述每個(gè)編碼轉(zhuǎn)輪上至少設(shè)置一按照格雷碼編碼規(guī)則制作出的碼帶；至少一可見光發(fā)射元件，用以將可見光發(fā)射至所述一個(gè)或多個(gè)碼帶；至少一可見光接收元件，用以接收從所述碼帶上反射回來的可見光線；一處理電路，連接所述所有可見光接收元件，用于處理每個(gè)可見光接收元件所采集到的信號(hào)，進(jìn)而得到與每個(gè)角位置唯一對應(yīng)的絕對編碼值。
文檔編號(hào)G01D5/347GK201382787SQ20092004131
公開日2010年1月13日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者李偉華, 李永強(qiáng), 楊愛琴, 煒 王, 羅黎明, 苗正輝, 董建威 申請人:蘇州博睿測控設(shè)備有限公司