[發明專利]一種應用于距離測量的光學正交編碼方法

在審

• 申請號: 201910059326.4
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN111457842A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 胡元志
• 申請（專利權）人: 胡元志
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種應用于距離測量的光學正交編碼方法，其特征在于：

安置三組光電發射和接收器件在A、B和C三列黑白條紋的表面上移動；

A列和B列條紋的黑白條紋互相正交排列，用于條碼計數和移動方向的判斷；

C列條紋中黑色條紋(白色條紋)的寬度相等，不同位置的白色條紋(黑色條紋)的寬度互不相等，從最小寬度的白色條紋(黑色條紋)兩側開始按兩兩相加寬度為(n+2)倍最小寬度的組合依次排列，結合A列和B列條紋用于絕對位移量的測量；

其中，n為C列條紋中白色條紋(黑色條紋)的有效個數。

2.如權利要求1所述的應用于距離測量的光學正交編碼方法，其特征在于，所述的三組光電發射和接收器件在同一水平線上中心對齊安置，所述的A、B和C三列黑白條紋平行排列，所述的三組光電發射和接收器件的中心在所述的三列黑白條紋中心線上方。

3.如權利要求1所述的應用于距離測量的光學正交編碼方法，其特征在于，所述的A列和B列條紋的黑白條紋寬度均等于所述的A列條紋和B列條紋的黑白條紋互相正交排列為，A列條紋的黑條紋對應水平位置B列條紋中一半寬度黑條紋和一半寬度白條紋；

其中，W為A列或B列一組黑白條紋的寬度。

4.如權利要求1所述的應用于距離測量的光學正交編碼方法，其特征在于，所述的C列條紋的黑色條紋(白色條紋)寬度都等于W，白色條紋(黑色條紋)的寬度從最小寬度開始分別等于W,2W,3W...nW；

其中，L為A列或B列條紋中所有黑白條紋的寬度之和。

5.如權利要求1所述的應用于距離測量的光學正交編碼方法，其特征在于，所述的C列條紋的黑色條紋(白色條紋)對應水平位置A或B列條紋中一個黑條紋和一個白條紋；所述的C列條紋中白色條紋(黑色條紋)從最小寬度W兩側開始按兩兩相加寬度為(n+2)W的組合依次排列，并調整整體位置讓整個C列條紋兩端沒有排列的部分的寬度相等(沒有排列的部分是不能用于絕對位移量測量的條紋，即無效條紋)，因此，C列中每個白色條紋(黑色條紋)的邊沿距離起點的距離是固定且預先知道的，C列條紋中的白色條紋(黑色條紋)具體排列如下：

當n為偶數且n/2為奇數時，排列為：

(n/2)W,(n/2+2)W...5W,(n-3)W,3W,(n-1)W,W,nW,2W,(n-2)W,4W...

(n/2+3)W,(n/2-1)W,(n/2+1)W；

當n為偶數且n/2為偶數時，排列為：

(n/2+1)W,(n/2-1)W,(n/2+3)W...5W,(n-3)W,3W,(n-1)W,W,nW,2W,(n-2)W,4W...

(n/2+2)W,(n/2)W；

當n為奇數時，排列為：

((n+1)/2)W,((n+1)/2+1)W...5W,(n-3)W,3W,(n-1)W,W,nW,2W,(n-2)W,4W...

((n+1)/2+2)W,((n+1)/2-1)W。

6.如權利要求1所述的應用于距離測量的光學正交編碼方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)所述的三組光電發射和接收器件上電，將三組光電發射和接收器件在A、B和C三列黑白條紋的表面上移動，光電接收器件接收的信號通過信號整形電路后輸出對應的A、B和C相方波信號；

(2)在三組光電發射與接收器件運動過程中，利用微處理器檢測出C相方波產生上升沿跳變后不改變運動方向直至產生下降沿(C相方波產生下降沿沿跳變后不改變運動方向直至產生上升沿時刻)的過程，并且同時對該過程A和B相正交方波的邊沿計數和移動方向判斷，從而判斷出該過程通過的是C列條紋中對應寬度的白色條紋(黑色條紋)，從而得出D₀；

(3)在三組光電發射與接收器件繼續運動過程中，微處理器繼續對A和B相正交方波的邊沿計數N和方向判斷X，得到實時絕對位置的距離

其中，D₀為第一次上電測量時C相方波產生上升沿跳變后不改變運動方向直至產生下降沿時刻(C相方波產生下降沿沿跳變后不改變運動方向直至產生上升沿時刻)的絕對位置；

其中，X為運動方向，當向遠離起點的位置運動時為1，向靠近起點的位置運動時為-1；

其中，N為當前位置條紋距離D₀位置條紋之間的A相加B相方波的邊沿個數。