一种增量式旋转编码器制造技术

本申请公开了一种增量式旋转编码器，所述增量式旋转编码器包括通过联轴器与被测量机械转轴相连的滚筒；轴线与滚筒轴线重合且贴合于所述滚筒的外侧壁的磁栅环组；设置于固定支架上，将目标区域内所述磁栅环组的磁信号转换为电信号的磁信号读取装置；与所述磁信号读取装置相连，用于计算所述电信号的变化量的磁栅数显表；与所述磁栅数显表连接，用于将所述电信号的变化量转换为转动角度的FPGA处理模块。本增量式旋转编码器能够能够提高增量式编码器的抗干扰性能，能够在恶劣工作环境中准确的实现角度的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种增量式旋转编码器
本专利技术涉及工控
，特别涉及一种增量式旋转编码器。
技术介绍
编码器主要应用在工控领域的角度位置测量。伴随着工控脚步的跨越式前进，机械手臂、大行程位移测控装置等相应的工厂设备对旋转设备的要求更加苛刻，伺服驱动系统中大都使用编码器作为检测位置的传感器。编码器分为增量式和绝对式两种，现有技术中的增量式旋转编码器技术往往是利用光学特性，通过摩尔条纹原理，对旋转角度进行测量。但是，现有技术中这种编码器往往需要在比较洁净的工作环境，在粉尘较多或者油污较多的条件下，往往会干扰到检测的精准度，造成较大的测量误差。另外增量式旋转编码器若为了实现高精密级的测量，往往对于光源、码盘的要求很高，造成生成成本较高。因此，如何提高增量式编码器的抗干扰性能，能够在恶劣工作环境中准确的实现角度的测量是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种增量式旋转编码器，能够提高增量式编码器的抗干扰性能，能够在恶劣工作环境中准确的实现角度的测量。为解决上述技术问题，本申请提供一种增量式旋转编码器，该增量式旋转编码器包括：通过联轴器与被测量机械转轴相连的滚筒；轴线与滚筒轴线重合且贴合于所述滚筒的外侧壁的磁栅环组；设置于固定支架上，并将目标区域内将所述磁栅环组的磁信号转换为电信号的磁信号读取装置；与所述磁信号读取装置相连，用于计算所述电信号的变化量的磁栅数显表；与所述磁栅数显表连接，用于将所述电信号的变化量转换为转动角度的FPGA处理模块。可选的，所述磁栅环组由磁栅尺首尾相接得到。可选的，所述磁栅环组包括：第一磁栅环和第二磁栅环；其中，所述第一磁栅环的端面平行于所述第二磁栅环的端面；可选的，所述第一磁栅环和所述第二磁栅环均由1条直线磁栅尺首尾相接得到；其中，构成所述第一磁栅环的直线磁栅尺和构成所述第二磁栅环的直线磁栅尺为相同型号、相同规格的磁栅尺。可选的，所述第一磁栅环的裂口与第二磁栅环的裂口的连线与所述磁栅环的轴线相交。可选的，所述磁信号读取装置包括：将所述第一磁栅环的磁信号转换为电信号的第一磁栅读数头；将所述第二磁栅环的磁信号转换为电信号的第二磁栅读数头。可选的，所述FPGA处理模块包括：与所述磁栅数显表连接，用于根据预设切换规则确定当前读数头的选择电路；与所述选择电路连接，用于将所述当前读数头对应磁栅尺的电信号的变化量转换为所述转动角度的角度换算电路；其中，所述预设切换规则具体为：当所述第一磁栅读数头为所述当前读数头时，判断所述第一磁栅读数头是否有数据传输；若否，则将所述第二磁栅读数头设置为新的所述当前读数头；当所述第二磁栅读数头为所述当前读数头时，判断所述第二磁栅读数头是否有数据传输；若否，则将所述第一磁栅读数头设置为新的所述当前读数头。本专利技术提供了一种增量式旋转编码器，包括通过联轴器与被测量机械转轴相连的滚筒；沿所述滚筒转动方向，贴合于所述滚筒的外侧壁的磁栅环组；设置于固定支架上，并将目标区域内将所述磁栅环组的磁信号转换为电信号的磁信号读取装置；与所述磁信号读取装置相连，用于计算所述电信号的变化量的磁栅数显表；与所述磁栅数显表连接，用于将所述电信号的变化量转换为转动角度的FPGA处理模块。由于现有技术使用码盘来指示编码器转动角度，而码盘上划有精密的码道，当码盘在粉尘较多或油污较多的环境中工作时，码道往往会被粉尘和油污污染，使得编码器度数不够准确。而磁栅环是利用磁录音原理研制出来的，通过磁头读取磁栅环上的磁信息，粉尘和油污无法对磁栅环内部的涂磁层产生任何影响。基于此，本专利技术将现有技术中用于指示编码器转动角度的码盘替换为磁栅环组，利用磁信号读取装置读取磁栅环组上的磁信号，并将磁信号转化为电信号，再利用磁栅读数表和FPGA处理模块将电信号的变化量转化为转动角度。本方案能够提高增量式编码器的抗干扰性能，能够在恶劣工作环境中准确的实现角度的测量。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种增量式旋转编码器的结构示意图；图2为本申请实施例提供的优选的磁栅环组的结构示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种增量式旋转编码器的结构示意图。具体结构可以包括：通过联轴器与被测量机械转轴相连的滚筒100；其中，本实施例中的滚筒100外侧壁的沿轴线方向投影为圆形，滚筒100通过联轴器与被测量机械的转轴相连，即被测量机械带动滚筒100转动，且滚筒100的轴线与被测量机械的轴线重合，因此滚筒100转动的角度就是被测量机械转动的角度。联轴器(图中未示出)指联接两轴或轴与回转件，使其在传递运动和动力过程中一同回转不脱开的一种装置轴线与滚筒轴线重合且贴合于所述滚筒的外侧壁的磁栅环组200；其中，所述磁栅环组200实际上是一种沿滚筒100转动方向完全贴合于滚筒100外表面的装置。本实施例默认，当磁栅环组匀速转动一周的过程中磁信号读取装置输出的信号为周期性电信号。作为一种优选的实施方式，磁栅环组200具体可以为一个或多个磁栅环。需要说明的是，磁栅环的制造工艺较为复杂，且若想磁栅环紧贴滚筒外侧壁需要非常精准的制作精度和安装精度，因此作为一种优选的实施方式可以将直线磁栅尺重构为圆尺进而得到与磁栅环相类似的效果。需要说明的是，磁栅环组200可以视为由多个磁栅环构成的装置，磁栅环组200的长度可以认为是滚筒100的周长，且磁栅环组200能够绕滚筒一周。设置于固定支架上，将目标区域内所述磁栅环组200的磁信号转换为电信号的磁信号读取装置300；其中，固定支架是不随滚筒或被测量机械转轴转动的支架，而设置于固定支架上的磁信号读取装置在工作过程中也不随滚筒或被测量机械转轴转动。本实施例中的磁信号读取装置300可以类比于磁栅尺的读取磁头，磁信号读取装置300能够读取目标区域内的磁信号，当磁栅环组200随滚筒100转动时，目标区域内的磁栅环组的磁信号就会发生变化，由于磁信号读取装置400能够读取目标区域内的磁信号，因此磁信号读取装置300能够时刻读取目标区域内时刻变化的磁信号，进而将读取的磁信号转换为电信号，进行下一步分析。需要说明的是，本实施例默认磁信号读取装置300与磁栅环组200存在一定的距离，此处不对该距离进行具体的限定，只要能够检测到目标区域对应的磁栅环组的磁信号即可。与所述磁信号读取装置300相连，用于计算所述电信号的变化量的磁栅数显表400；需要说明的是，磁信号读取装置300仅仅是读取目标区域的磁信号并将磁信号转换为电信号的装置，计算电信号变化量的装置为磁栅数显表400。由于磁栅环组200随被测量机械转轴转动，目标区域内的磁栅环组200的磁信号就会发生变化，磁信号的变化就会带来电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增量式旋转编码器，其特征在于，包括：通过联轴器与被测量机械转轴相连的滚筒；轴线与滚筒轴线重合且贴合于所述滚筒的外侧壁的磁栅环组；设置于固定支架上，将目标区域内所述磁栅环组的磁信号转换为电信号的磁信号读取装置；与所述磁信号读取装置相连，用于计算所述电信号的变化量的磁栅数显表；与所述磁栅数显表连接，用于将所述电信号的变化量转换为转动角度的FPGA处理模块。

【技术特征摘要】
1.一种增量式旋转编码器，其特征在于，包括：通过联轴器与被测量机械转轴相连的滚筒；轴线与滚筒轴线重合且贴合于所述滚筒的外侧壁的磁栅环组；设置于固定支架上，将目标区域内所述磁栅环组的磁信号转换为电信号的磁信号读取装置；与所述磁信号读取装置相连，用于计算所述电信号的变化量的磁栅数显表；与所述磁栅数显表连接，用于将所述电信号的变化量转换为转动角度的FPGA处理模块。2.根据权利要求1所述增量式旋转编码器，其特征在于，所述磁栅环组由磁栅尺首尾相接得到。3.根据权利要求2所述增量式旋转编码器，其特征在于，所述磁栅环组包括：第一磁栅环和第二磁栅环；其中，所述第一磁栅环的端面平行于所述第二磁栅环的端面。4.根据权利要求3所述增量式旋转编码器，其特征在于，所述第一磁栅环和所述第二磁栅环均由1条直线磁栅尺首尾相接得到；其中，构成所述第一磁栅环的直线磁栅尺和构成所述第二磁栅环的直线磁栅尺为相同型号、相同规格的磁栅尺。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晗，许伟亮，陈新，邵进，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44