[發明專利]編碼器、機器人以及打印機

有效

• 申請號: 201711465715.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108340368B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 近藤貴幸
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B41J2/21;B41J11/66;G02B5/30;G02B27/28
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張永明;玉昌峰

本發明涉及一種編碼器、機器人以及打印機。提供能夠實現低成本化并且提高檢測精度的編碼器，另外，提供具備該編碼器的機器人以及打印機。一種編碼器，其特征在于，具備：基部；轉動部，設置成相對于所述基部可繞轉動軸轉動；標記，在所述轉動部沿著圍繞所述轉動軸的方向配置；拍攝元件，配置在所述基部，拍攝所述標記；存儲部，存儲標準圖像；以及判斷部，通過使用所述標準圖像對于所述拍攝元件拍攝的所述標記進行模板匹配，判斷所述轉動部相對于所述基部的轉動狀態。

技術領域

本發明涉及編碼器、機器人以及打印機。

背景技術

作為編碼器的一種，通常已知光學式的旋轉編碼器(例如參照專利文獻1)。旋轉編碼器例如在具備具有可轉動的關節部的機器人臂的機器人中，檢測關節部的旋轉角度、旋轉位置、旋轉數、旋轉速度等的旋轉狀態。該檢測結果例如用于關節部的驅動控制。

例如，專利文獻1記載的編碼器通過拍攝元件讀取形成有格雷碼等數值圖案以及條紋狀的圖案的編碼板，根據讀取的數值圖案以及條紋狀的圖案檢測位置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭63-187118號公報

但是，在專利文獻1記載的編碼器中，為了實現高檢測精度，必須在編碼板上形成高精度的圖案，其結果，存在引起高成本化的問題。另外，在專利文獻1記載的編碼器中，例如即便在編碼板上形成高精度的圖案，圖案因污漬等模糊的情況下，也存在檢測精度極端降低的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供能夠實現低成本化并且提高檢測精度的編碼器，另外，提供具備該編碼器的機器人以及打印機。

通過下述的本發明達到上述目的。

本發明的編碼器，其特征在于，具備：基部；轉動部，設置成相對于所述基部能夠繞轉動軸轉動；標記，在所述轉動部沿著圍繞所述轉動軸配置；拍攝元件，配置在所述基部，并拍攝所述標記；存儲部，存儲標準圖像；以及判斷部，通過使用所述標準圖像對所述拍攝元件拍攝到的所述標記進行模板匹配，從而判斷所述轉動部相對于所述基部的轉動狀態。

根據具有這種特征的編碼器，由于使用模板匹配識別標記來判斷轉動部相對于基部的轉動狀態，即便不使用高精度的標記，也能夠根據標記在拍攝元件的拍攝圖像內的圖像位置，高精度地判斷轉動部相對于基部的轉動狀態。另外，即便標記因污漬等而模糊不清，也能夠通過模板匹配高精度地檢測標記在拍攝元件的拍攝圖像內的圖像位置。因此，能夠實現低成本化并且提高檢測精度。

優選地，在本發明的編碼器中，在所述轉動部配置多個所述標記，所述拍攝元件拍攝在圍繞所述轉動軸的圓周方向上彼此相鄰的兩個所述標記整體。

由此，即便拍攝元件拍攝的兩個標記中一個標記因污漬等而不能正確地讀取，也能夠讀取另一標記進行檢測。

優選地，在本發明的編碼器中，所述判斷部在所述拍攝圖像的局部區域設定搜索區域，在所述搜索區域內進行所述模板匹配。

由此，減少模板匹配中所使用的搜索區域的像素數，能夠縮短與模板匹配相關的運算時間。因此，在轉動部的角速度較快的情況下，能夠進行高精度的檢測。另外，由于配置在拍攝元件和標記之間的透鏡的像差，即便拍攝元件的拍攝圖像的外周部分的變形或模糊變大，通過將這種變形或模糊較少的區域用作搜索區域，能夠減少檢測精度的降低。

優選地，在本發明的編碼器中，所述判斷部能夠根據所述轉動部過去的所述轉動狀態的判斷結果中的圍繞所述轉動軸的角速度，改變所述拍攝圖像內的所述搜索區域在第一方向上的位置以及長度中至少一方。

由此，設定與轉動部的轉動狀態(角速度)對應的無用較少的搜索區域，能夠進一步減少模板匹配中所使用的搜索區域的像素數。