一种高精度便携式二维位移编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种高精度便携式二维位移编码器，在不依赖外界信息的情况下，在较大二维平面范围可实现内亚毫米级精度定位。包括一维编码器一、一维编码器二、刚性支架板、固定螺钉和后端信息处理电路模块等部件。本发明专利技术的设计特点是：在二维平面内可实现亚毫米级精确定位，并且不依赖于外界信息源，具有很好的定位稳定性。结构精简，功耗小，便携性能优越。集成化、模块化设计，便于与多种设备组合，使用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于精密仪器
，具体涉及一种高精度便携式二维位移编码器。可应用于无损检测、实物测量等多种需记录位移信息设备。
技术介绍
：位移编码器是将信号或数据进行编制转换为可用于存储和读取信号形式的设备。按照工作原理可分为增量式和绝对式编码器。因其工作可靠，而广泛应用于设备生产、加工和检测等领域，例如专利CN1847797公开了一种电容式位移传感器。但是目前使用的传感器大多为一维线性或角度编码器，而且少量使用的二维位移编码器均与外界固定支架紧固，不具备便携性和通用模块化的优点。本专利根据两个一维编码器位移记录的差值和积分可实现实时二维平面精准定位。
技术实现思路
：针对便携性和通用性，本专利技术提供了一种高精度便携式二维位移编码器。包括两个同型号一维编码器、刚性支架、用于将一维编码器和刚性支架固连的螺钉和用于处理位移信号的后端信号处理电路模。一维编码器旋转对称分布；后端信号处理电路模块由连接线与其余部分连接。所述一维编码器上均开有一对固定用螺纹孔，用于与刚性支架固定；一维编码器轮毂上加有橡胶圈，用于与平面接触增大摩擦，消除轮相对接触平面滑动；连接线与后端信号处理电路模相连，用于提供编码器工作电源和传输编码器位移信号。所述对称分布两个一维编码器工作时均与二维平面相接触并发生转动。二维编码器沿直线行进，两个一维编码器转速相同；二维编码器沿曲线行进，两个一维编码器转速产生差异。所述刚性支架上带有四个通孔，用于使用固定螺钉将一维编码器和连接为一体。所述后端信号处理电路模块主要由内部电路、输入连接线和15针VGA母头输出接口组成。后端信号处理电路模块中的连接线与编码器相连。为编码器工作提供电源并接收编码器位移信号。15针VGA母头输出接口将经过信号处理的二维位移信息传出二维编码器模块，15针VGA母头输出接口可提高模块的通用性。所述后端信号处理电路模块将一维编码器的位移信号进行积分求和做差，处理后将一维信号综合处理为二维信号；当二维编码器相对二维平面产生位移时，一维编码器A和一维编码器B分别发生转动，并记录下位移。此时对二维编码器位移大小和行进角度进行如下处理，得出二维编码器位置：P→t0+Δt=P→t0+n→t02∫t0t0+Δt[δA(t)+δB(t)]dtθt0+Δt=θt0+∫t0t0+Δt[δA(t)-δB(t)]dtLABn→t0=(cosθt0,sinθt0)]]>其中，t0表示位移编码器的记录的初始时刻；Δt表示一个小的时间间隔；δA(t)和δB(t)分别表示一维编码器A和B在此时间内记录的位移；表示二维编码器中心的位置(工作初始时刻记为原点)，下标表示时刻；θ表示二维编码器的前进的角度(工作初始时刻方向记为零度方向)，下标表示时刻；表示二维编码器前进方向的单位向量，下标表示时刻；LAB表示一维编码器A和B的距离。每经过一个小的时间间隔，将计算进行一次更新迭代，如此可实时计算出二维编码器的位移，并最终将位移信号进行处理传到15针VGA母头输出接口。本专利技术具有以下优点：1.可实时进行二维平面内高精度定位。定位精度在毫米以下。在不依赖于外界信息的情况下实现二维位移测量，具有极高的稳定性。2.体积小，便携性强。本专利技术二维编码器不需要以外界固定支架为参考，极大的减小了编码器体积，节省占用空间。3.功耗小，通用性高。本专利技术功耗低于0.5瓦，且工作稳定；数据连接模块使用15针VGA母头输出接口，数据结构简单、通用性强，可在许多设备上使用。附图说明：图1为高精度便携式二维位移编码器总体实施案例示意图。图2为本专利技术实施案例中一维编码器结构示意图。图3为本专利技术实施案例中后端信号处理电路模块示意图。其中：1为一维编码器A；2为一维编码器B；3为刚性支架；4为固定螺钉；5为连接线；6为后端信号处理电路模块；7为15针VGA母头输出接口；8为橡胶圈。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图1、2和3，本专利公开了一种高精度便携式二维编码器，在不依赖外界信息的情况下，在较大二维平面范围可实现内亚毫米级精度定位，并且不依赖于外界信息源，具有很好的定位稳定性。结构精简，功耗小，便携性能优越。集成化，模块化设计，便于与多种设备组合，使用范围广泛。下面实例介绍了本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术由一维编码器A、一维编码器B、刚性支架，固定螺钉、连接线、后端信号处理电路模块等部件组成。所述刚性支架上带有四个通孔，用于使用固定螺钉将一维编码器和连接为一体；一维编码器上均开有一对固定用螺纹孔，用于与刚性支架固定。所述一维编码器轮毂上加有橡胶圈，用于与平面接触增大摩擦，消除轮相对接触平面滑动；连接线与后端信号处理电路模相连，用于提供编码器工作电源和传输编码器位移信号。所述二维编码器工作时，橡胶圈与平面接触并适度轻压，使编码器转轮发生无滑动转动并由转动发生位移信号。所述后端信号处理电路模块将两个一维编码器的位移信号进行积分求和与作差等运算，处理后将一维信号综合处理为二维信号；将位移信号编码处理传到15针VGA母头输出接口。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施方式仅限于此，对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本专利技术由所提交的权利要求书确定专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度便携式二维位移编码器，其特征在于：包括一维编码器A、一维编码器B、刚性支架和后端信号处理电路模块；所述一维编码器A和一维编码器B分别固定在刚性支架上，一维编码器A和一维编码器B分别通过连接线与后端信号处理电路模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种高精度便携式二维位移编码器，其特征在于：包括一维编码器A、一维编码器B、刚性支架和后端信号处理电路模块；所述一维编码器A和一维编码器B分别固定在刚性支架上，一维编码器A和一维编码器B分别通过连接线与后端信号处理电路模块连接。2.如权利要求1所述高精度便携式二维位移编码器，其特征在于：所述一维编码器A和一维编码器B上都包括编码器主体，该编码器主体上设置了两个螺纹孔和一个转轮，转轮上设置有橡胶圈。3.如权利要求1所述高精度便携式二维位移编码器，其特征在于：所述刚性支架上设置有螺纹孔，一维编码器A和一维编码器B都通过固定螺钉连接在刚性支架上。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宗蕻，郝亚会，惠文智，
申请(专利权)人：西安融智航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61