[實(shí)用新型]一種單碼道旋轉(zhuǎn)編碼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720730561.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN206959868U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈科乘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇徠茲測(cè)控科技有限公司;喬佰文
• 主分類號(hào): G01D5/56
• 分類號(hào): G01D5/56;G01D5/58
• 代理公司: 上海市錦天城律師事務(wù)所31273
• 代理人: 劉民選

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)編碼器，具體地涉及一種單碼道旋轉(zhuǎn)編碼器，尤其涉及一種包括至少一個(gè)零位的單碼道旋轉(zhuǎn)編碼器。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)編碼器廣泛用于確定旋轉(zhuǎn)物體的機(jī)械位移量的傳感器，通過(guò)光電或者磁場(chǎng)霍爾等探測(cè)，將位置信號(hào)變換為電信號(hào)，提供給處理器。旋轉(zhuǎn)編碼器主要分為增量式和絕對(duì)式，絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出絕對(duì)的位置關(guān)系，而增量式旋轉(zhuǎn)編碼器一般輸出兩相信號(hào)，包括A相和B相，通常情況下，A、B相位差為90°，因此，除了可以測(cè)量速度外，增加這種的相位關(guān)系，能夠額外檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)方向(正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn))。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，增量式的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號(hào)還可以分為脈沖信號(hào)和正弦波信號(hào)，這種兩種信號(hào)在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)換。目前的旋轉(zhuǎn)編碼器中，通常還會(huì)增加除了A相以及B相之外的定位信號(hào)Z相(一次旋轉(zhuǎn)輸出一次)，用于指示零點(diǎn)位置。目前，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的編碼盤上通常需要1條碼道和A/B讀頭分別產(chǎn)生A相、B相，如果需要Z相(零位信號(hào))，則需要增加一條碼道和一個(gè)讀頭。碼道數(shù)越多，編碼盤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，制作困難。

有鑒于此，如何設(shè)計(jì)一種新的單碼道旋轉(zhuǎn)編碼器，減少碼道和讀取頭數(shù)目，提高可靠性，降低成本，以消除現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷和不足，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員亟待解決的一項(xiàng)課題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)編碼器需要多個(gè)碼道以判斷旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速以及定位基準(zhǔn)點(diǎn)所出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種單碼道旋轉(zhuǎn)編碼器，其編碼盤上只包括一條碼道，僅需一條碼道和兩個(gè)讀取頭就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)可區(qū)分的零位區(qū)域定位基準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)相關(guān)信號(hào)處理的元器件數(shù)量也大大減少，結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化，成本更低，可靠性高。

本實(shí)用新型的第一方面，提供一種單碼道編碼盤，所述單碼道編碼盤上設(shè)有一環(huán)形碼道，所述的碼道由透光扇區(qū)和不透光扇區(qū)交替組成，所述碼道包括一個(gè)或多個(gè)零位區(qū)，所述零位區(qū)由m個(gè)連續(xù)的不透光扇區(qū)或m個(gè)連續(xù)的透光扇區(qū)組成，其中m>1。

優(yōu)選地，所述各透光扇區(qū)和/或各不透光扇區(qū)寬度相同且交替均勻排列。

優(yōu)選地，所述零位區(qū)由m個(gè)連續(xù)的不透光扇區(qū)組成，且所述零位區(qū)兩側(cè)的扇區(qū)均為透光扇區(qū)。

優(yōu)選地，所述零位區(qū)由m個(gè)連續(xù)的透光扇區(qū)組成，且所述零位區(qū)兩側(cè)的扇區(qū)均為不透光扇區(qū)。

優(yōu)選地，所述編碼盤為金屬環(huán)形盤體、玻璃環(huán)形盤體、或樹脂環(huán)形盤體。

優(yōu)選地，所述編碼盤為光電編碼盤或磁性編碼盤。

本實(shí)用新型第二方面，提供一種單碼道旋轉(zhuǎn)編碼器，包括如本實(shí)用新型第一方面所述的編碼盤；一編碼器刻度讀取器，包括第一讀取頭和第二讀取頭，所述編碼器刻度讀取器在經(jīng)過(guò)所述編碼盤的不同位置時(shí)產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)；一用于產(chǎn)生零位信號(hào)的零位檢測(cè)電路。

優(yōu)選地，所述第一讀取頭和所述第二讀取頭的相對(duì)位置△s滿足(1+2×n)×W<△s<(2+2×n)×W，其中，W為單個(gè)扇區(qū)的寬度，n為大于等于零的整數(shù)。

優(yōu)選地，第一讀取頭和第二讀取頭采用透射或者反射式光電開關(guān)。

優(yōu)選地，所述第一讀取頭和第二讀取頭為霍爾元件。

優(yōu)選地，所述零位檢測(cè)電路包括第一觸發(fā)器、第二觸發(fā)器和微處理器。

優(yōu)選地，所述第一觸發(fā)器包括第一CLK輸入端和第一D輸入端，所述第二觸發(fā)器包括第二CLK輸入端和第二D輸入端，所述第一和第二觸發(fā)器的輸入信號(hào)均為所述第一讀取頭和所述第二讀取頭輸出的信號(hào)，所述第一觸發(fā)器和/或第二觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為零位信號(hào)。

本實(shí)用新型第三方面，提供一種如本實(shí)用新型第二方面所述的編碼器的零位測(cè)試方法，包括步驟：

(1)所述編碼盤繞中心軸旋轉(zhuǎn)，設(shè)置第一讀取頭和第二讀取頭的相對(duì)位置△s；

(2)所述透光扇區(qū)和不透光扇區(qū)經(jīng)過(guò)所述第一讀取頭和第二讀取頭時(shí)，分別產(chǎn)生A相信號(hào)和B相信號(hào)；

(3)所述第一讀取頭分別與所述第一CLK輸入端和第二CLK輸入端相連，所述第二讀取頭分別與所述第一D輸入端和第二D輸入端相連，所述第一CLK輸入信號(hào)設(shè)置為上升沿有效，所述第二CLK輸入信號(hào)設(shè)置為下降沿有效；

或者，所述第二讀取頭分別與所述第一CLK輸入端和第二CLK輸入端相連，所述第一讀取頭分別與所述第一D輸入端和第二D輸入端相連，所述第一CLK輸入信號(hào)設(shè)置為下降沿有效，所述第二CLK輸入信號(hào)設(shè)置為上升沿有效；