碼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、編碼方法及帶有該編碼器的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、編碼方法及帶有該編碼器的設(shè)備。碼盤包括第一碼道族，所述第一碼道族包括多條第一碼道。每一條第一碼道包含多條由靠近碼盤的圓心方向至遠離碼盤的圓心方向平行排列的碼線。每一條第一碼道中，圓心與第一碼線之間的第一連接線與圓心與最末碼線之間的第二連接線之間的夾角為一大于零度的第一預(yù)設(shè)值。其中，第一碼線為每一條第一碼道中距離圓心最近的碼線，最末碼線為每一條第一碼道中距離圓心最遠的碼線。采用本發(fā)明的碼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、編碼方法及帶有該編碼器的設(shè)備，可以在相同碼盤半徑和刻畫工藝條件下，提高角度物理分辨率，從而提高旋轉(zhuǎn)編碼器精度。
【專利說明】碼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、編碼方法及帶有該編碼器的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)檢測技術(shù)，特別是一種碼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、編碼方法及帶有該編碼器的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂編碼器即是將某種物理量轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的裝置。運動控制系統(tǒng)中的編碼器的作用是將位置和角度等參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量?？刹捎秒娊佑|、磁效應(yīng)、電容效應(yīng)和光電轉(zhuǎn)換等機理，形成各種類型的編碼器。運動控制系統(tǒng)中最常見的編碼器是光電編碼器。
[0003]光電編碼器根據(jù)其用途的不同分為旋轉(zhuǎn)光電編碼器和直線光電編碼器，分別用于測量旋轉(zhuǎn)角度和直線尺寸。光電編碼器的關(guān)鍵部件是光電編碼裝置，在旋轉(zhuǎn)光電編碼器中是圓形的碼盤(codewheel或codedisk)，而在直線光電編碼器中則是直尺形的碼尺(codestrip)。碼盤和碼尺根據(jù)用途和成本的需要，可由金屬、玻璃和聚合物等材料制作，其原理都是在運動過程中產(chǎn)生代表運動位置的數(shù)字化的光學(xué)信號。
[0004]現(xiàn)有的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的編碼方式多為在碼盤圓周方向放置明暗相間的條紋。這種編碼方式在碼盤半徑和刻畫工藝限制下，角度物理分辨率的提高受到限制，給旋轉(zhuǎn)編碼器精度提高帶來困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0006]本發(fā)明的一個主要目的在于提供一種碼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、編碼方法及帶有該編碼器的設(shè)備，與傳統(tǒng)編碼方式相比，在相同碼盤半徑和刻畫工藝條件下，能提高角度物理分辨率，從而提高旋轉(zhuǎn)編碼器精度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種碼盤，所述碼盤為環(huán)形，包括第一碼道族，所述第一碼道族包括多條第一碼道:
[0008]每一條所述第一碼道包含多條由靠近所述碼盤的圓心方向至遠離所述碼盤的圓心方向平行排列的碼線；
[0009]每一條所述第一碼道中，圓心與第一碼線之間的第一連接線與圓心與最末碼線之間的第二連接線之間的夾角為一大于零度的第一預(yù)設(shè)值；
[0010]其中，所述第一碼線為每一條第一碼道中距離圓心最近的碼線，所述最末碼線為每一條第一碼道中距離圓心最遠的碼線。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種旋轉(zhuǎn)編碼器，包括碼盤，還包括旋轉(zhuǎn)軸、光源和光電轉(zhuǎn)換器件，其中:
[0012]所述旋轉(zhuǎn)軸與所述碼盤的圓心可旋轉(zhuǎn)式連接，用于使碼盤繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；[0013]所述光源固定在所述碼盤的第一側(cè)，用于產(chǎn)生第一光；
[0014]所述光電轉(zhuǎn)換器件固定在與所述第一側(cè)不同的第二側(cè)，用于接收由光源發(fā)出的、通過所述碼盤的第二光，并將所述第二光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號。
[0015]本發(fā)明的第三方面提供了 一種包含旋轉(zhuǎn)編碼器的設(shè)備。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，一種編碼方法，包括:
[0017]在環(huán)形碼盤上設(shè)置第一碼道族，所述第一碼道族包括多條第一碼道；
[0018]每一條所述第一碼道包含多條由靠近所述碼盤的圓心方向至遠離所述碼盤的圓心方向平行排列的碼線；
[0019]每一條所述第一碼道中，圓心與第一碼線之間的第一連接線與圓心與最末碼線之間的第二連接線之間的夾角為一大于零度的第一預(yù)設(shè)值；
[0020]其中，所述第一碼線為每一條第一碼道中距離圓心最近的碼線，所述最末碼線為每一條第一碼道中距離圓心最遠的碼線。
[0021]采用本發(fā)明的碼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、編碼方法及帶有該編碼器的設(shè)備，可以在相同碼盤半徑和刻畫工藝條件下，提高角度物理分辨率，從而提高旋轉(zhuǎn)編碼器精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]參照下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的說明，會更加容易地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特點和優(yōu)點。附圖中的部件只是為了示出本發(fā)明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的碼盤的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖2為圖1的局部放大圖；
[0025]圖3為本發(fā)明的碼盤的第一實施方式的結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖4為本發(fā)明的碼盤的第二實施方式的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖5?圖8為圖4的局部放大圖；
[0028]圖9為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器的一種實施方式的結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖10為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器以線陣CCD作為光電轉(zhuǎn)換器件時的一種實施方式的結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖11為圖10的線陣CXD的輸出波形；
[0031]圖12?圖14，為本發(fā)明的采用如圖4所示的第二種實施方式的碼盤的旋轉(zhuǎn)編碼器的一種實施方式的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0033]如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中的碼盤的結(jié)構(gòu)圖。其碼道沿圓周方向，碼道由等寬度的明暗相間的條紋構(gòu)成。
[0034]結(jié)合圖1和圖2,假設(shè)碼盤內(nèi)半徑a=15mm,外半徑b=23mm,假設(shè)明暗條紋寬度c=0.4mm,如圖4所示。采用傳統(tǒng)編碼方式,碼道內(nèi)共有2X n Xb/c=361條碼線,每條碼線代表的物理角度為360° X3600" /361=3590"。
[0035]參見圖3所示，為本發(fā)明的碼盤的第一實施方式的結(jié)構(gòu)圖。
[0036]在本實施方式中，碼盤2為環(huán)形，包括第一碼道族。第一碼道族又包括多條第一碼道10。
[0037]每一條第一碼道10包含多條由靠近碼盤的圓心方向至遠離碼盤的圓心方向平行排列的碼線，相鄰碼線之間的間距可以相等也可以不相等。在一種實施方式中，每條碼線均包含沿碼盤的徑向方向排列的一條明條紋和一條暗條紋。明條紋和暗條紋的寬度可以相同或者不同。
[0038]每一條第一碼道10中，圓心O與第一碼線之間的第一連接線與圓心與最末碼線之間的第二連接線之間的夾角a為一大于零度的第一預(yù)設(shè)值。
[0039]其中，第一碼線為每一條第一碼道中距離圓心O最近的碼線，最末碼線為每一條第一碼道中距離圓心O最遠的碼線。
[0040]假設(shè)與現(xiàn)有技術(shù)的碼盤類似,碼盤內(nèi)半徑a=15mm,外半徑b=23mm,采用本實施方式的碼線排列，假設(shè)每一條第一碼道中包含19條碼線，且碼盤內(nèi)包括36條第一碼道，那么，每條碼線所代表的物理角度為360° X3600" /(19X36) =1894.7"，遠遠小于現(xiàn)有技術(shù)中每條碼線所代表的物理角度(3590")。
[0041]因此，采用本實施方式的碼盤，可以提高角度物理分辨率，從而提高旋轉(zhuǎn)編碼器精度。
[0042]本實施方式的碼盤適用于增量式旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0043]碼盤中的每一條第一碼道的包絡(luò)線可以為直線或曲線。
[0044]參見圖4所示，為本發(fā)明的碼盤的第二實施方式的結(jié)構(gòu)圖。
[0045]在該實施方式中，碼盤除了包含與第一實施方式的碼盤相同的第一碼道族之外，還包括第二碼道族。第二碼道族又進一步包括第一碼線組30和第二碼線組40。
[0046]第一碼線組30和第二碼線2組均由多條離散的半徑逐漸遞增的同心圓弧碼線組成。
[0047]第一碼線組30中半徑最大的同心圓弧碼線的半徑小于第二碼線組40中半徑最小的同心圓弧碼線的半徑。
[0048]第一碼線組30中相鄰的兩條同心圓弧碼線的半徑差為第二預(yù)設(shè)值，第二碼線組40中相鄰的兩條同心圓弧碼線的半徑差為第三預(yù)設(shè)值。其中，第二預(yù)設(shè)值與第三預(yù)設(shè)值可以相同也可以不同。
[0049]第一碼道族中每兩條相鄰的第一碼道之間均設(shè)有一條第一碼線組的同心圓弧碼線和第二碼線組的同心圓弧碼線。在一種實施方式中，第一碼線組和第二碼線組中的每條同心圓弧碼線均包含具有相同半徑的明條紋和暗條紋。該明條紋和暗條紋的圓弧長度可以設(shè)置為相同或者不同。
[0050]該實施方式中的碼盤，適用于絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0051]本發(fā)明的實施方式中的碼盤由于充分利用了碼盤的徑向空間，使得碼盤上可以有更多的碼線，因而提高了角度物理分辨率，并提高了旋轉(zhuǎn)編碼器的精度。
[0052]參見圖5?圖8所示，為圖4的局部放大圖。第一碼線組30和第二碼線組40均把圓周N等份，以圖4為例，第一碼線組30和第二碼線組40把圓周等分為36份，每份對應(yīng)10°。由于所有圓弧碼線與中心點O的距離不同，一條第一碼線組的圓弧碼線配合一條對應(yīng)的第二碼線組的元呼瑪縣唯一確定一個絕對角度范圍，如圖6所示，第一碼線組的圓弧碼線5和第二碼線組的圓弧碼線4唯一確定了 NX 10°:(N+1)X10° (N=0，1，2，…35)的絕對角度范圍。第一碼道族中的第一碼道數(shù)量與第一碼線組以及第二碼線組中的圓弧碼線數(shù)量相同，此處，第一碼道數(shù)量、第一碼線組中圓弧碼線數(shù)量和第二碼線組中圓弧碼線數(shù)量均為36。
[0053]如圖6所示，通過O的斜線6把第一碼道族中的一條第一碼道10分為兩部分:左半部和右半部，第二碼線組的圓弧碼線4和第一碼線組的圓弧碼線5與斜線6有交叉。
[0054]參見圖7所示，圓弧碼線4與第一碼道10的左半部分配合使用，圓弧碼線5與第一碼道I的右半部分配合使用，由于圓弧碼線4和圓弧碼線5已經(jīng)確定了絕對角度范圍，第一碼道10的作用是對絕對角度進行細分，精確求出絕對角度范圍內(nèi)的相對角度。
[0055]結(jié)合圖6和圖7中通過圓心O的斜線8可以看出，第一碼線組中的圓弧碼線3和第二碼線組中的圓弧碼線4在同一徑向方向有重疊的部分。
[0056]如圖8所示，假設(shè)圓弧碼線4和圓弧碼線5與圓心O的距離LI和L3已唯一確定了絕對角度為20°~30°，第一碼道I的作用就是根據(jù)其上不同點與圓心O距離L2不同，精確求出10°范圍以內(nèi)的角度。舉例來說，如果根據(jù)第一碼道10與圓心的距離L3求出的角度為3.2154°，則圓弧碼線5和第一碼道10對應(yīng)的角度為20° +3.2154° =23.2154°，如果第一碼道10求出的角度為7.3638 °，則圓弧4與第一碼道10對應(yīng)的角度為20° +7.3638° =27.3638°。 [0057]參見圖9所示，為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器的一種實施方式的結(jié)構(gòu)圖。
[0058]在本實施方式中，旋轉(zhuǎn)編碼器，包括碼盤2，還包括旋轉(zhuǎn)軸4、光源3和光電轉(zhuǎn)換器件I。
[0059]旋轉(zhuǎn)軸4與碼盤2的圓心可旋轉(zhuǎn)式連接，用于使碼盤2繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)。
[0060]光源3固定在碼盤2的第一側(cè)，用于產(chǎn)生第一光。
[0061]光電轉(zhuǎn)換器件I固定在與第一側(cè)不同的第二側(cè)，用于接收由光源3發(fā)出的、通過碼盤2的第二光，并將第二光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號。
[0062]作為一種優(yōu)選方案，旋轉(zhuǎn)編碼器還可以包括殼體5。
[0063]在一種實施方式中，殼體5可以用于固定旋轉(zhuǎn)軸4、光源3和光電轉(zhuǎn)換器件I。
[0064]以線陣C⑶作為光電轉(zhuǎn)換器件為例。碼盤、旋轉(zhuǎn)軸、線陣C⑶相對位置關(guān)系如圖10所示。線陣CCDl的第一端(例如，首端)朝向圓心0，第二端(例如，尾端)遠離圓心O。線陣CCDl的第一端可以是其首端或者尾端，第二端可以是其尾端或首端。
[0065]當線陣(XDl的首端朝向圓心O,尾端遠離圓心O時,如果旋轉(zhuǎn)軸4帶動碼盤2順時針旋轉(zhuǎn)，CCD上圖像將從首端向尾端移動，如果旋轉(zhuǎn)軸4帶動碼盤逆時針旋轉(zhuǎn)，CCD上圖像將從尾端向首端移動，并且可以通過對線陣CXDl上移動過的脈沖數(shù)量計算轉(zhuǎn)動角度。碼盤2旋轉(zhuǎn)過程中，線陣CCDl上成像如圖11所示，圖中所示的脈沖為明條紋所成圖像，線陣CCDl上可能同時成幾個明條紋的像，可以取中間一個脈沖作為有效脈沖，也可以取幾個脈沖的平均脈沖值為有效脈沖。以圓周方向放置36條徑向碼道，單條徑向碼道內(nèi)有19條碼線的碼盤為例，線陣CXD上有N個脈沖移過，則軸對應(yīng)轉(zhuǎn)動角度為N*1894.7"。[0066]參見圖12-圖14所示，為本發(fā)明的采用如圖4所示的第二種實施方式的碼盤的旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理示意圖。
[0067]圖12是線陣CXDl與碼盤初始位置關(guān)系圖，CXD有效像元11位于碼盤0°線處，第二碼道族中的第一碼線組的圓弧碼線3和第二碼道族中的第二碼線組的圓弧碼線4到碼盤圓心O的距離分別為LI和L2，第一碼道族中的其中一條第一碼道10的0°?10°線與CXD有效象元11交于A點，第二碼道族中的第一碼線組的圓弧碼線4與CXD有效象元11交于B點，此時的絕對角度由B點到碼盤圓心O的距離L2唯一確定，相對角度由A點到碼盤中心點O的距離唯一確定。
[0068]圖13是碼盤繞圓心O順時針旋轉(zhuǎn)了 Φ角后，碼盤上各碼線與線陣CXDl相對位置關(guān)系圖。線陣CXDl與碼盤圓心O相對位置關(guān)系固定不變，此時第一碼道10與線陣CXD的有效像元11交點A與碼盤圓心O的距離與圖12相比已發(fā)生變化，但第二碼道族中的第二碼線組的圓弧碼線4與線陣CXD的有效像元11的交點B到碼盤圓心O的距離仍然為L2。L2確定絕對角度，相對角度由A點到O點距離唯一確定。
[0069]圖14為碼盤繞圓心O順時針旋轉(zhuǎn)了 Θ角后，碼盤上各碼線與線陣(XDl相對位置關(guān)系圖。此時第一碼道10與線陣CXD的有效像元11的交點A與碼盤圓心O的距離與圖11相比又已發(fā)生變化，但此時的絕對角度由第二碼道族中的第一碼線組的圓弧碼線3與線陣CXD的有效像元11交點C到碼盤圓心O的距離LI確定，相對角度仍然由A點到O點距離確定。
[0070]第二碼道族中的第一碼線組的圓弧碼線3和第二碼道族中的第二碼線組的圓弧碼線4分別在第一碼道10的一段區(qū)間范圍內(nèi)確定絕對角度，對于同一條第一碼道10，第二碼道族中的第一碼線組的圓弧碼線3和第二碼道族中的第二碼線組的圓弧碼線4確定相同的絕對角度。
[0071]碼盤旋轉(zhuǎn)過程中，如圖7所示，由于第一碼線組中的圓弧碼線3和第二碼線組中的圓弧碼線4在同一徑向方向有重疊的部分，在二者有重疊的角度范圍內(nèi)，絕對角度由第一碼線組中的圓弧碼線3或第二碼線組中的圓弧碼線4確定均可。
[0072]本發(fā)明還公開一種帶有如上所述的旋轉(zhuǎn)編碼器的設(shè)備。
[0073]此外，本發(fā)明還公開一種編碼方法，包括:
[0074]在環(huán)形碼盤上設(shè)置第一碼道族，第一碼道族包括多條第一碼道。
[0075]每一條第一碼道包含多條由靠近碼盤的圓心方向至遠離碼盤的圓心方向平行排列的碼線，相鄰碼線之間的間距可以相等或者不相等。
[0076]每一條第一碼道中，圓心與第一碼線之間的第一連接線與圓心與最末碼線之間的第二連接線之間的夾角為一大于零度的第一預(yù)設(shè)值；其中，第一碼線為每一條第一碼道中距離圓心最近的碼線，最末碼線為每一條第一碼道中距離圓心最遠的碼線。
[0077]在該編碼方法中，每一條第一碼道的包絡(luò)線可以為直線或曲線。
[0078]采用本實施方式的編碼方法所制作的碼盤，可以用在增量式旋轉(zhuǎn)編碼器上。
[0079]作為一種優(yōu)選方案，編碼方法還可以包括:
[0080]在環(huán)形碼盤上設(shè)置第二碼道族，第二碼道族包括第一碼線組和第二碼線組。
[0081]第一碼線組和第二碼線組均由多條離散的半徑逐漸遞增的同心圓弧碼線組成。第一碼線組中半徑最大的同心圓弧碼線的半徑小于第二碼線組中半徑最小的同心圓弧碼線的半徑。
[0082]第一碼線組中相鄰的兩條同心圓弧碼線的半徑差為第二預(yù)設(shè)值，第二碼線組中相鄰的兩條同心圓弧碼線的半徑差為第三預(yù)設(shè)值。
[0083]第一碼道族中每兩條相鄰的第一碼道之間均設(shè)有一條第一碼線組的同心圓弧碼線和第二碼線組的同心圓弧碼線。
[0084]采用本實施方式的編碼方法所制作的碼盤，可以用在絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器上。
[0085]采用本發(fā)明的碼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、編碼方法及帶有該編碼器的設(shè)備，可以在相同碼盤半徑和刻畫工藝條件下，提高角度物理分辨率，從而提高旋轉(zhuǎn)編碼器精度。
[0086]上面對本發(fā)明的一些實施方式進行了詳細的描述。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所能理解的，本發(fā)明的方法和裝置的全部或者任何步驟或者部件，可以在任何計算設(shè)備(包括處理器、存儲介質(zhì)等)或者計算設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中，以硬件、固件、軟件或者它們的組合加以實現(xiàn)，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在了解本發(fā)明的內(nèi)容的情況下運用他們的基本編程技能就能實現(xiàn)的，因此不需在此具體說明。
[0087]此外，顯而易見的是，在上面的說明中涉及到可能的外部操作的時候，無疑要使用與任何計算設(shè)備相連的任何顯示設(shè)備和任何輸入設(shè)備、相應(yīng)的接口和控制程序。總而言之，計算機、計算機系統(tǒng)或者計算機網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)硬件、軟件和實現(xiàn)本發(fā)明的前述方法中的各種操作的硬件、固件、軟件或者它們的組合，即構(gòu)成本發(fā)明的設(shè)備及其各組成部件。
[0088]因此，基于上述理解，本發(fā)明的目的還可以通過在任何信息處理設(shè)備上運行一個程序或者一組程序來實現(xiàn)。所述信息處理設(shè)備可以是公知的通用設(shè)備。因此，本發(fā)明的目的也可以僅僅通過提供包含實現(xiàn)所述方法或者設(shè)備的程序代碼的程序產(chǎn)品來實現(xiàn)。也就是說，這樣的程序產(chǎn)品也構(gòu)成本發(fā)明，并且存儲或者傳輸這樣的程序產(chǎn)品的介質(zhì)也構(gòu)成本發(fā)明。顯然，所述存儲或者傳輸介質(zhì)可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，或者將來所開發(fā)出來的任何類型的存儲或者傳輸介質(zhì)，因此也沒有必要在此對各種存儲或者傳輸介質(zhì)一一列舉。
[0089]在本發(fā)明的設(shè)備和方法中，顯然，各部件或各步驟是可以分解、組合和/或分解后重新組合的。這些分解和/或重新組合應(yīng)視為本發(fā)明的等效方案。還需要指出的是，執(zhí)行上述系列處理的步驟可以自然地按照說明的順序按時間順序執(zhí)行，但是并不需要一定按照時間順序執(zhí)行。某些步驟可以并行或彼此獨立地執(zhí)行。同時，在上面對本發(fā)明具體實施例的描述中，針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
[0090]應(yīng)該強調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時指特征、要素、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、要素、步驟或組件的存在或附加。
[0091]雖然已經(jīng)詳細說明了本發(fā)明及其優(yōu)點，但是應(yīng)當理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本發(fā)明的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種碼盤，所述碼盤為環(huán)形，包括第一碼道族，所述第一碼道族包括多條第一碼道，其特征在于: 每一條所述第一碼道包含多條由靠近所述碼盤的圓心方向至遠離所述碼盤的圓心方向平行排列的碼線； 每一條所述第一碼道中，圓心與第一碼線之間的第一連接線與圓心與最末碼線之間的第二連接線之間的夾角為一大于零度的第一預(yù)設(shè)值； 其中，所述第一碼線為每一條第一碼道中距離圓心最近的碼線，所述最末碼線為每一條第一碼道中距離圓心最遠的碼線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼盤，其特征在于，每一條所述第一碼道的包絡(luò)線為直線或曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碼盤，其特征在于，還包括第二碼道族，所述第二碼道族包括第一碼線組和第二碼線組； 第一碼線組和第二碼線組均由多條離散的半徑逐漸遞增的同心圓弧碼線組成； 所述第一碼線組中半徑最大的同心圓弧碼線的半徑小于所述第二碼線組中半徑最小的同心圓弧碼線的半徑； 所述第一碼線組中相鄰的兩條同心圓弧碼線的半徑差為第二預(yù)設(shè)值，所述第二碼線組中相鄰的兩條同心圓弧碼線的半徑差為第三預(yù)設(shè)值； 所述第一碼道族中每兩條相鄰的第一碼道之間均設(shè)有一條所述第一碼線組的同心圓弧碼線和所述第二碼線組的同心圓弧碼線。
4.一種旋轉(zhuǎn)編碼器，包括如權(quán)利要求1-3任意一項所述的碼盤，其特征在于，還包括旋轉(zhuǎn)軸、光源和光電轉(zhuǎn)換器件，其中: 所述旋轉(zhuǎn)軸與所述碼盤的圓心可旋轉(zhuǎn)式連接，用于使碼盤繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)； 所述光源固定在所述碼盤的第一側(cè)，用于產(chǎn)生第一光； 所述光電轉(zhuǎn)換器件固定在與所述第一側(cè)不同的第二側(cè)，用于接收由光源發(fā)出的、通過所述碼盤的第二光，并將所述第二光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，還包括殼體； 所述殼體用于固定所述旋轉(zhuǎn)軸、光源和光電轉(zhuǎn)換器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的旋轉(zhuǎn)編碼器，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換器件為線陣CCD ; 所述線陣CCD的第一端端靠近所述碼盤的圓心，所述線陣CCD的第二端端遠離所述碼盤的圓心。
7.一種具有如權(quán)利要求4-6任意一項所述的旋轉(zhuǎn)編碼器的設(shè)備。
8.一種編碼方法，其特征在于，包括: 在環(huán)形碼盤上設(shè)置第一碼道族，所述第一碼道族包括多條第一碼道； 每一條所述第一碼道包含多條由靠近所述碼盤的圓心方向至遠離所述碼盤的圓心方向平行排列的碼線； 每一條所述第一碼道中，圓心與第一碼線之間的第一連接線與圓心與最末碼線之間的第二連接線之間的夾角為一大于零度的第一預(yù)設(shè)值； 其中，所述第一碼線為每一條第一碼道中距離圓心最近的碼線，所述最末碼線為每一條第一碼道中距離圓心最遠的碼線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的編碼方法，其特征在于，每一條所述第一碼道的包絡(luò)線為直線或曲線。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的編碼方法，其特征在于，還包括: 在環(huán)形碼盤上設(shè)置第二碼道族，所述第二碼道族包括第一碼線組和第二碼線組； 第一碼線組和第二碼線組均由多條離散的半徑逐漸遞增的同心圓弧碼線組成； 所述第一碼線組中半徑最大的同心圓弧碼線的半徑小于所述第二碼線組中半徑最小的同心圓弧碼線的半徑； 所述第一碼線組中相鄰的兩條同心圓弧碼線的半徑差為第二預(yù)設(shè)值，所述第二碼線組中相鄰的兩條同心圓弧碼線的半徑差為第三預(yù)設(shè)值； 所述第一碼道族中每兩條相鄰的第一碼道之間均設(shè)有一條所述第一碼線組的同心圓弧碼線和所述第二碼線組的同心圓弧碼線。
【文檔編號】G01D5/36GK104006833SQ201310059153
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月25日
【發(fā)明者】張金鳳, 唐李征, 宣海燕 申請人:北斗導(dǎo)航科技有限公司