[發(fā)明專利]編碼盤及旋轉(zhuǎn)編碼器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910295116.5
• 申請(qǐng)日: 2019-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109990811A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晗;許偉亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D5/26
• 分類號(hào): G01D5/26;G01B11/26
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種編碼盤及旋轉(zhuǎn)編碼器，其中，旋轉(zhuǎn)編碼器包括光源、光纖編碼盤、光信號(hào)檢測(cè)器及信號(hào)處理器。光纖編碼盤包括多條呈環(huán)形陣列分布的光纖，且相鄰光纖的外側(cè)壁相緊貼；光源與光信號(hào)檢測(cè)器位于光纖編碼盤延光纖長(zhǎng)度方向的兩端；光纖編碼盤與光信號(hào)檢測(cè)器同軸同頻旋轉(zhuǎn)；信號(hào)處理器與光信號(hào)檢測(cè)器相連；光信號(hào)檢測(cè)器用于采集光纖編碼盤在隨被測(cè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中光源信號(hào)通過(guò)各光纖出射的攜帶脈沖波動(dòng)信息的光信號(hào)；信號(hào)處理器用于根據(jù)被測(cè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中接收到的脈沖波動(dòng)信息總個(gè)數(shù)計(jì)算被測(cè)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。本申請(qǐng)不僅在保證旋轉(zhuǎn)編碼器精度同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)編碼器的小型化，還降低了制造工藝難度，信號(hào)處理電路更為簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及角度位置測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種編碼盤及旋轉(zhuǎn)編碼器。

背景技術(shù)

隨著工控腳步的跨越式前進(jìn)，機(jī)械手臂、大行程位移測(cè)控裝置等相應(yīng)的工廠設(shè)備對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的要求更加苛刻，旋轉(zhuǎn)設(shè)備的角度位置測(cè)量在整個(gè)工控領(lǐng)域中非常重要，編碼器作為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位置測(cè)量傳感器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，旋轉(zhuǎn)編碼器的精度決定了工控系統(tǒng)的整體性。

在旋轉(zhuǎn)編碼器的生產(chǎn)研發(fā)過(guò)程中，不僅要提高旋轉(zhuǎn)編碼器的測(cè)量性能，還要控制成本關(guān)注產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。目前，使用最多的旋轉(zhuǎn)編碼器種類為光電編碼器。

光電編碼器多采用編碼盤作為編碼器計(jì)數(shù)部件，即需要在圓盤上按一定編碼方式刻制有很多柵距不等或相等的同心分布碼道(每一圈成為一個(gè)碼道)，而圈與圈之間是以一定規(guī)律編排的用于測(cè)量角位移的圓盤。這種編碼盤的刻制的精度要求很高，制造工藝復(fù)雜，制造成本比較高，且多采用多圈同心分布碼道來(lái)提高分辨率，不易實(shí)現(xiàn)小型化。此外，光電編碼器需要較多接收光電的接受元件，使得電路較復(fù)雜，電路處理信號(hào)難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)實(shí)施例提供了一種編碼盤及旋轉(zhuǎn)編碼器，不僅在保證旋轉(zhuǎn)編碼器精度同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)編碼器的小型化，還降低了制造工藝難度，信號(hào)處理電路更為簡(jiǎn)單。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例一方面提供了一種編碼盤，應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)編碼器，包括多條呈環(huán)形陣列分布的光纖，且相鄰光纖的外側(cè)壁相緊貼。

可選的，各光纖的規(guī)格、型號(hào)均相同。

本發(fā)明實(shí)施例另一方面提供了一種旋轉(zhuǎn)編碼器，包括光源、光纖編碼盤、光信號(hào)檢測(cè)器及信號(hào)處理器；

其中，所述光纖編碼盤包括多條呈環(huán)形陣列分布的光纖，且相鄰光纖的外側(cè)壁相緊貼；所述光源與所述光信號(hào)檢測(cè)器位于所述光纖編碼盤延光纖長(zhǎng)度方向的兩端；所述光纖編碼盤與所述光信號(hào)檢測(cè)器同軸同頻旋轉(zhuǎn)；所述信號(hào)處理器與所述光信號(hào)檢測(cè)器相連；

所述光信號(hào)檢測(cè)器用于采集所述光纖編碼盤在隨被測(cè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所述光源信號(hào)通過(guò)各光纖出射的攜帶脈沖波動(dòng)信息的光信號(hào)；

所述信號(hào)處理器用于根據(jù)所述被測(cè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中接收到的脈沖波動(dòng)信息總個(gè)數(shù)計(jì)算所述被測(cè)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

可選的，所述光纖編碼盤包括環(huán)狀固定支架和多條光纖；

所述環(huán)形固定支架固定在所述被測(cè)機(jī)械的轉(zhuǎn)軸上；在垂直于所述環(huán)狀固定支架軸線的截面的外側(cè)壁上貼合排列各光纖，且各光纖的光軸與所述環(huán)狀固定支架軸線相平行。

可選的，所述光纖編碼盤中的各光纖的端面與所述環(huán)形固定支架的端面相平齊。

可選的，所述光源的發(fā)光面積不大于所述光纖編碼盤的各光纖的截面面積。

可選的，所述信號(hào)處理器根據(jù)下述公式計(jì)算所述被測(cè)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)角度α：

式中，N為所述光纖編碼盤包含光纖的總個(gè)數(shù)，m為脈沖波動(dòng)信息的個(gè)數(shù)。