绝对码编码器制造技术

提供一种绝对码编码器，通过对设于编码盘上的环形码道进行编码细分设计后，实现了在相同或相近分辨率下，按此细分方法制成的绝对编码器的轨道数量成倍的减少，从而使编码器的半径及体积减小，或在环形码道数量相同时，绝对码编码器的分辨率成倍的提高，且传感器安放灵活多样，为编码器的其它设计或布局带来方便。

Absolute Code Encoder

【技术实现步骤摘要】
绝对码编码器
本技术属于具体涉及一种绝对码编码器。
技术介绍
现有的数字式编码器有两种：增量式编码器和绝对码编码器；增量式编码器输出两列相位差为90度的方波，利用相位可判别运动方向，通过对方波计数可测量转动量大小，但缺点是运动过慢或被干扰时会丢码，使计数值出错；绝对码编码器，按对应分辨率或位数并行输出绝对位置编码，再慢也不会丢码，或干扰过后仍能输出正确编码，但精度高、位数多时，编码轨道数要相应增多，随之编码器的半径尺寸或体积会增大，就不能用于对编码器尺寸或体积有限制的场合，因此，有必要进行改进。
技术实现思路
本技术解决的技术问题：提供一种绝对码编码器，通过对设于编码盘上的环形码道进行细分设计后，实现了在相同或相近分辨率下，按此细分方法制成的绝对码编码器的轨道数量成倍的减少，从而使编码器的半径及体积减小，或在环形码道数量相同时，绝对码编码器的分辨率成倍的提高，且传感器安放灵活多样，为编码器的其它设计或布局带来方便。本技术采用的技术方案：绝对码编码器，包括编码盘、多个环形码道、传感器和逻辑电路，多个所述环形码道为圆环状结构并沿编码盘径向由内向外同心设置于编码盘上，每个所述环形码道被等分为数量不同的扇形区，且设置于环形码道上的两种物理性状在扇形区内依次交替排列后形成编码信息，每个所述环形码道外侧的安装板上设有多个用于检测对应环形码道上编码信息的传感器且传感器与逻辑电路连接，所述环形码道与传感器有相对转动时传感器将检测的环形码道上的编码信息以高低电平信号的形式输送至逻辑电路并由逻辑电路转化为多位二进制的绝对编码输出。其中，与每个环形码道对应位置的安装板上设有多个传感器，且多个传感器与对应环形码道上物理性状相同的一个或多个扇形区的位置对应；每个所述环形码道被等分为多个扇形区且沿编码盘径向由内向外的环形码道被等分的扇形区个数依次递增。进一步地，所述越靠近所述编码盘圆心的环形码道所代表的编码的权值越高。进一步地，所述环形码道上的两种物理性状为反光/不反光、透光/不透光、导电/不导电、凸起/凹陷、磁感应强/磁感应弱、磁化为S极/磁化为N极中的任意一种。绝对码编码器的编码方法，包括以下步骤：1)将N个圆环状结构的环形码道沿编码盘径向由内向外同心设置于编码盘上，环形码道的数量N≥2个；2)每个环形码道被等分为多个扇形区且沿编码盘径向由内向外的第N个环形码道被等分为2(M+1)N-M个扇形区，其中，M≥1由每个环形码道对应的传感器个数A＝2M确定，在每个环形码道上设置两种物理性状且两种物理特性分别设置于扇形区内并依次交替排列并呈对称结构分布后形成环形码道的编码信息；3)根据细分精度选取数量为A的传感器，A＝2M个，其中M≥1，每个环形码道对应于安装板上的相应位置处均设有A个传感器，且A个传感器与环形码道上物理性状相同的一个或多个扇形区的位置对应；上述步骤1)中，每个所述环形码道均可绕编码盘的圆心转动。上述步骤2)中，所述环形码道上的两种物理性状为反光/不反光、透光/不透光、导电/不导电、凸起/凹陷、磁感应强/磁感应弱、磁化为S极/磁化为N极中的任意一种。上述步骤2)中，所述环形码道被等分为多个扇形区后每个扇形区对应的圆心角α＝360/2(M+1)N-M度。上述步骤3)中，所述传感器在安装板上安装时，根据环形码道的数量N和每个环形码道对应的传感器数量A＝2M，将N个环形码道投影到安装板上形成的安装定位图中每一环按θ＝360/2(M+1)N度对同一物理性状的扇形区对应在安装板上的区域进行等分后形成传感器安装定位的定位扇区，每个环形码道对应的传感器安装于对应环的定位扇区内，最外层环形码道对应的A个传感器安装于第N环同一个扇形区对应的A个定位扇区内，或将最外层环形码道对应的A个传感器顺次安装于最外层任意A个扇形区对应下的第A个定位扇区内，这任意A个扇形区不必是连续或紧挨在一起的，相互间可以空出一个或几个扇形区，即第一个传感器安装于第一个扇形区对应下的第一个定位扇区内，第二个传感器安装于第二个扇形区对应下的第二个定位扇区内，以此类推至第A个传感器安装于第A个扇形区对应下的第A个定位扇区内；其余环形码道上相同物理性状的扇形区投影至安装板上的区域按传感器的数量A等分后形成A个定位区，且每个定位区中包含多个定位扇区，将其余环形码道对应的A个传感器依次分别安装于每个定位区中的第一个定位扇区内，若相同物理性状对应的扇形区个数不少于A个，也可按上述的第N个环形码道对应下的传感器的安装方法进行灵活多样的安装。上述步骤3)中，所述传感器将检测的环形码道上的编码信息以高低电平信号的形式输送至逻辑电路并由逻辑电路转化为(M+1)N位二进制的绝对编码输出。说明：最外层的环形码道上相同物理性状的任一扇形区被A等分后形成的定位区与按θ角划分的定位扇区相同；最内层的第一环形码道，只有一个相同物理性状的扇形区，其传感器的安装定位也只有一种方案。环形码道及传感器定位做等分划分时，每环间的扇区不必对齐或关联，原则上每环可单独做等分划分，或者说，每环先按同一径向统一划分好所有扇区(包括编码盘上两种物理性状的扇区及安装定位图中的定位区和定位扇区)后，允许不同环间随意旋转，只是确定好后，所有图中的相对位置不要再变，这也可使编码器中传感器及其它部件的设计或布局更灵活方便。本技术与现有技术相比的优点：1、本技术方案通过增加每个环形码道内的传感器数量，实现单轨内的编码细分，从而实现在相同或相近分辨率下，按此细分方法制成的绝对码编码器的轨道数量减少，从而使编码器的半径及体积减小；2、本技术方案在保证编码器轨道数目或半径不变的情况下，可通过增加传感器的数量来成倍的提高编码器的分辨率，相比现有同半径的编码器而言，分辨率大大提高；3、本技术方案中传感器的安放灵活多样，为编码器的其它设计或布局带来方便，便于编码器其它部分的设计与布局；4、本技术方案中所有传感器输出的高低电平信号具有格雷码的特征，即相邻两个编码之间只有一个传感器输出的高低电平有变化。5、本技术方案中位于环形码道上的编码图案具有对称性，设计简单，便于制作，可通过增加环形码道的数量提高分辨率，按此细分方法和传感器的安放原理，可推广到平动、直线或曲线运动中，使用价值高，应用场合广泛。附图说明图1为本技术第一种实施例的结构示意图；图2为本技术第一种实施例的传感器分布的第一种结构示意图；图3为本技术第一种实施例的传感器分布的第二种结构示意图；图4为本技术第一种实施例传感器输出信号原理图；图5为本技术第二种实施例的结构示意图；图6为本技术第二种实施例传感器定位的局部放大图；图7为本技术两个传感器三个环形码道时传感器的一种安放图；图8为本技术两个传感器三个环形码道时传感器的另一种安放图；图9为本技术用于测量平动运动或直线运动的平动式绝对码编码器结构示意图；图10为本技术制成的柱面编码盘的旋转式绝对码编码器结构示意图。具体实施方式下面结合附图1-4、9、10描述本技术的第一种实施例。以传感器3的数量A＝4、环形码道2为N＝2个、输出六位二进制绝对编码6的绝对码编码器为例进行说明，包括编码盘1、2个环形码道2、传感器3和逻辑电路4，两个所述环形码道2为圆环状结构并沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.绝对码编码器，其特征在于：包括编码盘(1)、多个环形码道(2)、传感器(3)和逻辑电路(4)，多个所述环形码道(2)为圆环状结构并沿编码盘(1)径向由内向外同心设置于编码盘(1)上，每个所述环形码道(2)被等分为数量不同的扇形区(5)，且设计于环形码道(2)上的两种物理性状在扇形区(5)内依次交替排列后形成编码信息，每个所述环形码道(2)外侧的安装板上设有多个用于检测对应环形码道(2)上编码信息的传感器(3)且传感器(3)与逻辑电路(4)连接，所述环形码道(2)与传感器(3)有相对转动时传感器(3)将检测到环形码道(2)上的编码信息以高低电平信号的形式输送至逻辑电路(4)并由逻辑电路(4)转化为多位二进制的绝对编码(6)输出。

【技术特征摘要】
1.绝对码编码器，其特征在于：包括编码盘(1)、多个环形码道(2)、传感器(3)和逻辑电路(4)，多个所述环形码道(2)为圆环状结构并沿编码盘(1)径向由内向外同心设置于编码盘(1)上，每个所述环形码道(2)被等分为数量不同的扇形区(5)，且设计于环形码道(2)上的两种物理性状在扇形区(5)内依次交替排列后形成编码信息，每个所述环形码道(2)外侧的安装板上设有多个用于检测对应环形码道(2)上编码信息的传感器(3)且传感器(3)与逻辑电路(4)连接，所述环形码道(2)与传感器(3)有相对转动时传感器(3)将检测到环形码道(2)上的编码信息以高低电平信号的形式输送至逻辑电路(4)并由逻辑电路(4)转化为多位二进制的绝对编码(6)输出。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：吕宏强，
申请(专利权)人：宝鸡文理学院，
类型：新型
国别省市：陕西,61