一种复合型编码器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合型编码器，包括光学机械系统和电路系统；所述光学机械系统和电路系统相连接；其特征在于：所述光学机械系统包括码盘、轴系、狭缝、发光元件及光电接收元件；所述电路系统包括放大电路、整形电路、单片机处理系统及DSP接口电路组成；所述DSP接口电路中设有DSP芯片；进一步改进，所述码盘包括基板、一级码盘、二级码盘；本实用新型专利技术利用两级码盘组合结构来实现多圈编码，利用齿轮比的变化来实现不同转速比的测量；同时利用DSP串行接口的设计提高编码器的接口功能，该编码器结构简单，方便安装，既能解决相应测量不同的转速比，还能够很好地实现编码器与电机伺服系统的串行通信。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种编码器，尤其涉及一种复合型编码器。
技术介绍
光学轴角编码器是一种采用光电方法将轴和机械转角转换成数字电信号输出的传感器；利用它可以实现角度、直线位移、转速等其他模拟物理量的测量，光学轴角编码器相对于其它形式的传感器具有精度高、耗能小、无机械磨损、稳定可靠等优点；目前，国内外普遍使用的角度传感器有编码器和感应同步器两种，但感应同步器的测角精度低，所以测角精度较高的设计中，一般都选用编码器作为角度传感器；在编码器中，有绝对式编码器和增量式编码器两种，所述增量式编码器就是以光栅盘作为角度分度基准，编码器某一位置的角度显示值不固定，掉电后重新启动时编码器原有角度值会丢失；而绝对式编码器是以绝对码盘作为基础角度基准，这种码盘任意位置都有固定的角度值，也就是这种编码器的输出角度是输入角度的单值函数，这种编码器具有掉电后重新启动编码器原有信息不丢失的特点；而在很多大型仪器转角、转速以及受空间位置等限制无法直接安装编码器进行；同时也无法相应测量不同的转速比；在电机伺服系统中，通常需要检测转子的位置信息作为闭环控制的反馈信号，对高精度伺服系统而言，位置反馈环节的检测精度直接影响伺服系统的性能，常用的位置检测装置有光电编码器和旋转变压器等，旋转变压器具有结构简单、成本低、可靠性和防护等级高的优点，但其解码复杂、专用解码芯片昂贵以及对电磁干扰敏感等缺点限制了其发展，现已逐渐被光电编码器取代，增量式编码器精度比较低，其输出的A、B正交信号易受电磁干扰和机械抖动引起误计数，导致位置定位有误，且其无掉电记忆功能；绝对式光电编码器具有精度高、可靠性高、抗干扰能力强、具有掉电记忆功能等特点，因此，绝对式光电编码器广泛应用于雷达、机器人、精密机床和高精度伺服系统等对精度要求比较高的场合；绝对是编码器的信号输出形式有串行和并行两种，其中串行输出以SII接口(同步串行接口)数据连线少、可靠度高的性能优势而得到较多应用，但是由于采用串行输出方式会导致较大的传输延迟，这就对串行通信的速度和可靠性有比较高的要求；绝对式编码器的应用需要专用的处理芯片，芯片的价格十分昂贵，有人采用CPLD、FPGA等硬件实现对编码器串行数据的处理，这无疑增加了系统的复杂程度；
技术实现思路
本技术为了弥补现有技术的不足，满足现有技术的需要，提供一种复合型编码器，该编码器结构简单，方便安装，既能解决相应测量不同的转速比，还能够很好地实现编码器与电机伺服系统的串行通信；为实现上述目的，本技术采取的技术方案是：一种复合型编码，包括光学机械系统和电路系统；所述光学机械系统和电路系统相连接；其特征在于：所述光学机械系统包括码盘、轴系、狭缝、发光元件及光电接收元件；所述码盘设置在轴系的主轴端部，且与主轴相连接；所述狭缝与所述发光元件分别设置在码盘的两侧，其中所述狭缝设置在码盘的右侧，所述发光元件设置码盘的左侧；所述光电接收元件设置在狭缝的右侧；所述电路系统包括放大电路、整形电路、单片机处理系统及DSP接口电路组成；所述DSP接口电路中设有DSP芯片；进一步改进，所述码盘包括基板、一级码盘、二级码盘；所述基板上设有两个连接轴，分别为第一连接轴、第二连接轴；所述一级码盘设置在第一连接轴上，所述二级码盘设置第二连接轴上；所述一级码盘与二级码盘齿轮连接；进一步改进，所述一级码盘为玻璃圆盘，其直径为50mm；进一步改进，所述码盘上设有码道，所述码道为矩阵码道；进一步改进，所述码道包括六圈刻度线，分别为第一圈刻度线、第二圈刻度线、第三圈刻度线、第四圈刻度线、第五圈刻度线、第六圈刻度线；所述第一圈刻度线上设有A码；所述第二圈刻度线上设有B1、B2码；所述第三圈刻度线上设有C1、C2、C3、C4码；所述第四圈刻度线上设有D码；所述第五圈刻度线上设有G1码；所述第六圈刻度线上设有G2码；进一步改进，所述狭缝上设有四个刻度，分别为“0°”刻度、“90°”刻度、“180°”刻度、“270°”刻度；所述“0°”刻度处设有三条单狭缝，分别为A1、B1、C1；所述“90°”刻度处设有两条单狭缝，分别为A2、C1；所述“180°”刻度处设有两条单狭缝，分别为B2、C3；所述“270°”刻度处设有两条单狭缝，分别为D、C4；所述每两条相邻的单狭缝之间的距离为70mm；进一步改进，DSP芯片的型号为TMS320F2812；与现有技术相比，采用上述方案，本技术的有益效果是：本技术利用两级码盘组合结构来实现多圈编码，利用齿轮比的变化来实现不同转速比的测量；同时利用DSP串行接口的设计提高编码器的接口功能，该编码器结构简单，方便安装，既能解决相应测量不同的转速比，还能够很好地实现编码器与电机伺服系统的串行通信；附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的电路系统结构示意图；图3是本技术的码盘连接结构示意图；图4是本技术中码道展开图；图5是本技术中DSP接口电路结构示意图；具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图1、图2所示，一种复合型编码，包括光学机械系统和电路系统6；所述光学机械系统和电路系统6相连接；所述光学机械系统包括码盘3、轴系、狭缝4、发光元件2及光电接收元件5；所述电路系统6包括放大电路、整形电路、单片机处理系统及DSP接口电路组成；所述码盘3设置在轴系的主轴1的端部，且与主轴1相连接；所述狭缝4与所述发光元件2分别设置在码盘3的两侧，其中所述狭缝4设置在码盘3的右侧，所述发光元件2设置码盘3的左侧；所述光电接收元件5设置在狭缝4的右侧；所述DSP接口电路中设有DSP芯片，优选的，DSP芯片的型号为TMS320F2812；其具体电路结构如图4所示；如图3所示，所述码盘3包括基板17、一级码盘24、二级码盘21；所述基板17上设有两个连接轴，分别为第一连接轴23、第二连接轴22；所述一级码盘24设置在第一连接轴23上，所述二级码盘21设置第二连接轴22上；所述一级码盘24与二级码盘21齿轮连接；优选的，所述一级码盘24为玻璃圆盘，其直径为50mm；如图3所示，所述轴系包括主轴1、齿轮I10、齿轮II19、齿轮III18、齿轮IV16、齿轮V15、齿轮VI14、齿轮VII13、齿轮VIII12；所述齿轮I10安装在主轴1端部，与齿轮II19相连接；齿轮VIII12安装在主轴1的上，与齿轮VII13相连接；齿轮III18、齿轮VI14与齿轮VII13均安装在第一连接轴23本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型编码器，包括光学机械系统和电路系统；所述光学机械系统和电路系统相连接；其特征在于：所述光学机械系统包括码盘、轴系、狭缝、发光元件及光电接收元件；所述码盘设置在轴系的主轴端部，且与主轴相连接；所述狭缝与所述发光元件分别设置在码盘的两侧，其中所述狭缝设置在码盘的右侧，所述发光元件设置码盘的左侧；所述光电接收元件设置在狭缝的右侧；所述电路系统包括放大电路、整形电路、单片机处理系统及DSP接口电路组成；所述DSP接口电路中设有DSP芯片。

【技术特征摘要】
1.一种复合型编码器，包括光学机械系统和电路系统；所述光学机械系统和电路系统相连接；其特征在于：所述光学机械系统包括码盘、轴系、狭缝、发光元件及光电接收元件；所述码盘设置在轴系的主轴端部，且与主轴相连接；所述狭缝与所述发光元件分别设置在码盘的两侧，其中所述狭缝设置在码盘的右侧，所述发光元件设置码盘的左侧；所述光电接收元件设置在狭缝的右侧；
所述电路系统包括放大电路、整形电路、单片机处理系统及DSP接口电路组成；所述DSP接口电路中设有DSP芯片。
2.根据权利要求1所述的复合型编码器，其特征在于：所述码盘包括基板、一级码盘、二级码盘；所述基板上设有两个连接轴，分别为第一连接轴、第二连接轴；所述一级码盘设置在第一连接轴上，所述二级码盘设置第二连接轴上；所述一级码盘与二级码盘齿轮连接。
3.根据权利要求2所述的复合型编码器，其特征在于：所述一级码盘为玻璃圆盘，其直径为50mm。
4.根据权利要求1所述的复合型编码器，其特征在于：所述码盘上设有码道，所述码道为矩阵码道。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建义，
申请(专利权)人：威尔凯电气上海股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31