码盘、旋转编码器、带有其的设备及其校准方法技术

本发明专利技术涉及一种码盘、旋转编码器、带有其的设备及其校准方法。其中，码盘包括多条自码盘的圆心延径向向圆周延伸的用于计算码盘的旋转角度的码盘刻线，每条码盘刻线延码盘的径向延伸，还包括对准标志线组；对准标志线组包括多条对准标志线；多条对准标志线延码盘的一个径向方向排列，且对准标志线组具有垂直于该一个径向方向的对称轴。采用本发明专利技术的码盘、旋转编码器、带有其的设备及其校准方法，可以方便、精确地对光电转换器件与码盘进行对准。

【技术实现步骤摘要】
码盘、旋转编码器、带有编码器的设备及编码器校准方法
本专利技术涉及一种旋转检测技术，特别是一种码盘、旋转编码器、带有编码器的设备及编码器校准方法。
技术介绍
传统光电旋转编码器主要由编码盘、与编码盘连接的旋转轴、发光设备和光接收设备组成。线阵CCD是一种常用的光接收设备，其与编码盘的相对位置由于码盘编码方式不同而有差异。在公告号为US7825367B2(同族：CN101341378B)的美国专利中，码盘刻线沿圆周方向，线阵CCD像元轴线与编码盘径向垂直放置，即线阵CCD像元轴线与编码盘圆周切线平行。在公告号为US5214426A的美国专利中，码盘刻线沿径向的同时沿圆周方向，线阵CCD像元轴线沿径向放置，即线阵CCD像元轴线与编码盘圆周切线垂直，且要求线阵CCD像元轴线通过码盘刻线的几何中心。不管线阵CCD与编码盘刻线相对位置如何，都要求线阵CCD成像单元与码盘刻线有精确的位置对准关系，而且编码器系统精度越高，要求线阵CCD成像单元与编码盘刻线相对位置精度越高。上述专利中线阵CCD成像单元与编码盘上码盘刻线的相对位置精度靠机械方式保证，这不仅要求机械加工精度高，而且装配式对操作人员技术要求也很高，需反复调节安装，相当耗时，对准精度不易控制、保证和检测。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的一个主要目的在于提供一种码盘、旋转编码器、带有编码器的设备及编码器校准方法，可以方便、精确地对光电转换器件与码盘进行对准。根据本专利技术的一个方面，一种码盘，包括多条自所述码盘的圆心沿径向向圆周延伸的用于计算所述码盘的旋转角度的码盘刻线，每条所述码盘刻线沿所述码盘的径向延伸，还包括对准标志线组；所述对准标志线组包括多条对准标志线；所述多条对准标志线沿所述码盘的一个径向方向排列，且所述对准标志线组具有垂直于该一个径向方向的对称轴。根据本专利技术的第二方面，一种旋转编码器，包括码盘，还包括：旋转轴，通过所述码盘的圆心且垂直于所述码盘，用于使所述码盘绕所述旋转轴旋转；光源，所述光源固定在所述码盘的第一侧，用于产生第一光；光电转换器件，所述光电转换器件固定在与所述第一侧不同的第二侧，用于接收由光源发出的、通过所述码盘的第二光，并将所述第二光转换为相应的电信号。本专利技术的第三方面公开了一种带有旋转编码器的设备。根据本专利技术的第四方面，一种校准旋转编码器的方法，包括：固定光源与光电转换器件的相对位置，使得所述光电转换器件中所有像元的灰度值满偏；旋转码盘直至所述对准标志线组中距所述对称轴最近的两条对准标志线在所述光电转换器件上成像；微调所述光电转换器件，使得所述对称标志线组在所述光电转换器件上成完整的图像，且所述图像为轴对称。采用本专利技术的码盘、旋转编码器、带有编码器的设备及编码器校准方法，可以方便、精确地对光电转换器件与码盘进行对准。附图说明参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1为本专利技术的码盘的第一实施方式的示意图；图2为本专利技术的码盘上的对准标志线组的第一实施方式的示意图；图3为将第一实施方式的对准标志线组设置在第一实施方式的码盘上时，光电转换器件的轴线通过码盘刻线的几何中心时，光电转换器件上所成像示意图；图4为将第一实施方式的对准标志线组设置在第一实施方式的码盘上时，光电转换器件的轴线未通过码盘刻线的几何中心时，光电转换器件上所成像示意图；图5为本专利技术的码盘上的对准标志线组的第二实施方式的示意图；图6为将第二实施方式的对准标志线组设置在第一实施方式的码盘上时，光电转换器件的轴线通过码盘刻线的几何中心时，光电转换器件上所成像示意图；图7为将第二实施方式的对准标志线组设置在第一实施方式的码盘上时，光电转换器件的轴线未通过码盘刻线的几何中心时，光电转换器件上所成像示意图；图8为图7中波形16”和17”的放大图；图9为本专利技术的码盘的第二实施方式的示意图；图10为本专利技术的旋转编码器的一种实施方式的结构图；图11为本专利技术的校准旋转编码器的方法的一种实施方式的流程图。具体实施方式下面参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。图1为本专利技术的码盘的一种实施方式的示意图。图2为本专利技术的码盘上的对准标志线组的第一实施方式的示意图。结合图1与图2所示，本实施方式的码盘2包括多条自码盘的圆心沿径向向圆周延伸的用于计算码盘的旋转角度的码盘刻线10，每条码盘刻线10沿码盘的径向延伸。码盘2还包括对准标志线组6。对准标志线组6包括多条对准标志线。多条对准标志线沿码盘2的一个径向方向7排列，且对准标志线组6具有垂直于该一个径向方向7的对称轴9。作为一种优选方式，对准标志线组6可以包括多条长度自距对称轴9由近及远的方向递减的对准标志线。靠近对称轴9的对准标志线较长，可以在旋转编码器的旋转轴4旋转一周范围内，通过光电转换器件的成像情况快速、粗略定位对准标志线组6的位置。作为一种优选方式，对准标志线组6还相对于径向方向7轴对称。优选地，对准标志线组6还可以包括多条长度相等的对准标志线，例如，可以包括四条长度相等的对准标志线11-14，该四条长度相等的对准标志线位于远离对称轴9的位置。参见图3所示，为将第一实施方式的对准标志线组设置在第一实施方式的码盘上时，光电转换器件的轴线通过码盘刻线的几何中心时，光电转换器件上所成像示意图。其中9’、11’、12’、13’、14’分别为对准标志线9、11、12、13、14在光电转换器件上所成的像。在对准过程中，如果光电转换器件的像元轴线7′与径向方向7重合，则光电转换器件像元轴线7′通过码盘刻线10的几何中心点O，如图5所示，对准标志线组6在光电转换器件上所成图像如图3所示，对准标志线组6中间部分直线段在线阵CCD上所成图像灰度值的峰值高于两端直线段在线阵CCD上所成图像灰度值的峰值，且两端直线段11、12、13、14在线阵CCD上所成图像11′、12′、13′、14′灰度值的峰值相等且整个图像关于对称轴9在线阵CCD上所成图像9′的中心线对称。参见图4所示，为将第一实施方式的对准标志线组设置在第一实施方式的码盘上时，光电转换器件的像元轴线7’未通过码盘刻线的几何中心时，光电转换器件上所成像示意图。其中9”、11”、12”、13”、14”分别为对准标志线9、11、12、13、14在光电转换器件上所成的像。此时，对准标志线组6在光电转换器件上所成像中，图像左侧的11"、12"、13"、14"灰度值峰值不同，图像右侧11"、12"、13"、14"灰度值峰值也不同，且图像左右两侧关于图像9"的中心线不对称。通过对准标志线组6在光电转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种码盘，包括多条自所述码盘的圆心延径向向圆周延伸的用于计算所述码盘的旋转角度的码盘刻线，每条所述码盘刻线延所述码盘的径向延伸，其特征在于，还包括对准标志线组；所述对准标志线组包括多条对准标志线；所述多条对准标志线延所述码盘的一个径向方向排列，且所述对准标志线组具有垂直于该一个径向方向的对称轴。

【技术特征摘要】
1.一种码盘，包括多条自所述码盘的圆心延径向向圆周延伸的用于计算所述码盘的旋转角度的码盘刻线，每条所述码盘刻线沿所述码盘的径向延伸，其特征在于，还包括对准标志线组；所述对准标志线组包括多条对准标志线；所述多条对准标志线沿所述码盘的一个径向方向排列，且所述对准标志线组具有垂直于该一个径向方向的对称轴。2.根据权利要求1所述的码盘，其特征在于：所述对准标志线组包括多条长度自距所述对称轴由近及远的方向递减的对准标志线。3.根据权利要求1或2所述的码盘，其特征在于：所述对准标志线组相对于所述一个径向方向轴对称。4.根据权利要求1或2所述的码盘，其特征在于：所述对准标志线组包括多条长度相等的对准标志线，所述多条长度相等的对准标志线位于远离所述对称轴的位置。5.根据权利要求2所述的码盘，其特征在于：所述对准标志线组包括第一图形组和第二图形组；所述第一图形组包括两个关于所述对称轴对称的第一图形；所述第二图形组包括两个关于所述对称轴对称的第二图形。6.根据权利要求5所述的码盘，其特征在于：所述对准标志线组包括第一十字线组和第二十字线组；所述第一十字线组包括两个关于所述对称轴对称的第一十字线，且每个所述第一十字线中的两条线相互垂直，且分别与所述一个径向方向垂直和平行；所述第二十字线组包括两个关于所述对称轴对称的第二十字线，且每个所述第二十字线中的两条线相互垂直，且均与所述一个径向方向呈45°。7.根据权利要求6所述的码盘，其特征在于：所述第二十字线组中的两个第二十字线位...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣海燕，唐李征，张金凤，
申请(专利权)人：北斗导航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11