[發明專利]直線長距離絕對值位置光學編碼器

在審

• 申請號: 201410784879.3
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN105444790A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 鞠丕剛
• 申請（專利權）人: 大連華宇冶金設備有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347;G01B11/00
• 代理公司: 大連智慧專利事務所 21215
• 代理人: 周志艦

1.一種直線長距離絕對值位置光學編碼器，其特征在于：包括固定的碼尺、移動的讀碼頭、信號處理電路，碼尺上有地址編碼格柵和時鐘周期格柵；讀碼頭上有對地址編碼格柵進行掃描的掃描元件、以及對時鐘周期格柵進行掃描的掃描元件，讀碼頭上的掃描元件與信號處理電路相連；地址編碼格柵上的任意一組編碼對應碼尺長度方向上的任意一段長度；其中：

信號處理電路對掃描元件掃描到碼尺上的地址編碼格柵信息和時鐘周期格柵信息進行分析判斷之后、確定并輸出讀碼頭相對碼尺所處的實際位置。

2.根據權利要求1所述的直線長距離絕對值位置光學編碼器，其特征在于：

地址編碼格柵為m序列編碼a₀a₁a₂···a_ia_i+1a_i+2···a_i+n···a_m-1，其中：a_i∈(0、1)，i＝0、、、m-1，m＝2ⁿ-1，a_i＝0單元和a_i＝1單元的寬度均是L距離；

時鐘周期格柵為連續交替設置的0單元和1單元，時鐘周期格柵上0單元和1單元的寬度均是L/2X距離，X取值大于等于1；

讀碼頭上有兩個對地址編碼格柵進行掃描的掃描元件Q₁、Q₂，以及兩個對時鐘周期格柵進行掃描的掃描元件P₁、P₂；掃描元件Q₁、Q₂之間的距離是(n-1)×L，掃描元件P₁、P₂之間的距離是L/4X；掃描元件P₁、P₂和掃描元件Q₁、Q₂均與信號處理電路相連。

3.根據權利要求2所述的直線長距離絕對值位置光學編碼器，其特征在于：X取值為1。

4.根據權利要求1述的直線長距離絕對值位置光學編碼器，其特征在于：掃描元件Q₁、Q₂和掃描元件P₁、P₂均是激光收發掃描裝置。

5.根據權利要求1、2、3或4任一所述的直線長距離絕對值位置光學編碼器，其特征在于：地址編碼格柵和時鐘周期格柵均是開口型格柵，地址編碼格柵上的a_i＝0單元和a_i＝1單元分別為開口和非開口，時鐘周期格柵上的0單元和1單元分別為開口和非開口。

6.一種直線長距離絕對值位置光學編碼器的編碼方法，其特征在于：

信號處理電路實時接收掃描元件Q₁、Q₂掃描到的地址編碼信號和掃描元件P₁、P₂掃描到的時鐘周期信號，并依據掃描到的時鐘周期信號實時地判斷讀碼頭沿著碼尺的行走方向、依據掃描到的地址編碼信號實時地確定讀碼頭相對碼尺所處的實際位置。

7.根據權利要求6所述的編碼方法，其特征在于：

時鐘周期格柵上0單元和1單元的寬度均是L/2X距離，掃描元件P₁、P₂之間的距離是L/4X距離，X取值為1以上，掃描元件P₁、P₂連續掃描到X組00、01、11、10信號，信號處理電路確認讀碼頭沿著碼尺正向行走L距離；掃描元件Q₁、Q₂掃描到地址編碼格柵上的n位地址編碼a_i+1a_i+2···a_i+n的a_i+1和a_i+n后、繼續掃描到地址編碼格柵上的n位地址編碼a_i+2a_i+3···a_i+n+1的a_i+2和a_i+n+1，信號處理電路根據掃描到的兩組地址編碼確定讀碼頭相對碼尺所處的實際位置。

8.根據權利要求6所述的編碼方法，其特征在于：

時鐘周期格柵上0單元和1單元的寬度均是L/2X距離，掃描元件P₁、P₂之間的距離是L/4X距離，X取值為1以上，掃描元件P₁、P₂連續掃描到X組00、10、11、01信號，信號處理電路確認讀碼頭沿著碼尺反向行走L距離；掃描元件Q₁、Q₂掃描到地址編碼格柵上的n位地址編碼a_i+1a_i+2···a_i+n的a_i+1和a_i+n后、繼續掃描到地址編碼格柵上的n位地址編碼a_ia_i+1···a_i+n-1的a_i和a_i+n-1，信號處理電路根據掃描到的兩組地址編碼確定讀碼頭相對碼尺所處的實際位置。