[發明專利]單碼道絕對式位置測量裝置

有效

• 申請號: 202111025454.0
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113447051B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 朱書雅;石忠東;薛穎奇;仲婷婷;孟凱;陳江虎;梁榮安;楊佳明;宋修進;萬培迪;王志鵬
• 申請（專利權）人: 北京精雕科技集團有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

1.一種單碼道絕對式位置測量裝置，其特征在于，包括：

單碼道測量基準單元，包括非周期性布置且寬度相等的具有第一特性或第二特性的碼元序列；

絕對編碼讀取模塊，用于通過掃描元件的傳感單元對所述單碼道測量基準單元采用特殊編碼規則的碼元序列進行掃描，運算后產生最初有效絕對編碼；所述絕對編碼讀取模塊具體用于：讀取對碼元序列進行掃描產生的模擬信號并譯碼生成所述最初有效絕對編碼；所述絕對編碼讀取模塊具體包括：

差分運算單元，包括m+1個差分模塊，其中m個差分模塊用于分別通過對應的第i個差分模塊依次對相鄰兩個周期內間隔3個傳感單元的相應傳感單元產生的模擬信號A_i和A_i+4進行差分運算，分別得到差分結果RC_i，其中i=1，2，3，……，m，m為大于等于4的整數且為4的整倍數；

數值判斷單元，包括i個判斷模塊，與所述差分運算單元連接，用于通過對應的第i個判斷模塊分別對所述差分結果RC_i進行判斷，若所述差分結果RC_i接近于零則判斷結果為1，否則判斷結果為0；

邏輯與運算單元，包括m/4個運算模塊，與所述數值判斷單元連接，用于通過對應的運算模塊分別對其對應的四組判斷結果進行邏輯與運算，得到m/4個運算結果；其中，參與差分運算的兩組傳感單元若均處于增量周期“10”內時，運算結果為1，否則運算結果為0；

匯總單元，包括兩組，與所述邏輯與運算單元連接，每組分別用于對所述運算結果進行逐間隔位匯總，對所有排在奇數位的運算結果匯總得到絕對編碼CABS'，對所有排在偶數位的運算結果匯總得到絕對編碼CABS；

求和運算單元，包括兩組，與所述邏輯與運算單元連接，每組分別用于對所述運算結果進行逐間隔位的求和運算，分別得到兩組求和結果；

所述差分運算單元進一步用于：通過第m+1個差分模塊對所述兩組求和結果進行比較大小，得到差值R，并對R進行判斷，若R0，則CABS為最初有效絕對編碼，否則，CABS'為最初有效絕對編碼；

絕對編碼校正模塊，用于對所述最初有效絕對編碼進行分析運算處理，得到校正后的最終有效絕對編碼，對所述最終有效絕對編碼進行運算或查表，獲得粗絕對位置信息；

增量位置信息生成模塊，用于根據所述最初有效絕對編碼生成增量位置信息；

高分辨率位置信息生成模塊，用于將增量位置信息與粗絕對位置信息相結合，得到高分辨率絕對位置信息。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單碼道測量基準單元中的每兩個碼元寬度為一個增量周期寬度，每四個碼元序列構成一位曼徹斯特碼CA或者CB，或者每八個碼元序列構成一位偽隨機碼，其中，第一特性的碼元和第二特性碼元的寬度均為P/2， P為一個增量周期寬度，CA代表曼徹斯特碼“1”，CB代表曼徹斯特碼“0”，曼徹斯特碼CA和CB的編碼組成序列包括：“1010”和“1000”、“1010”和“1011”、“0101”和“0100”、“0101”和“0111”、“101010”和“101000”、“10101010”和“10100000”。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述掃描元件包括：n個傳感單元線陣排列，其中，所述傳感單元間距是所述單碼道測量基準單元中碼元寬度的1/2，每四個傳感單元對應一個周期寬度，每八個傳感單元對應掃描一位曼徹斯特碼。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，

所述增量位置信息生成模塊具體用于：查找所述最初有效絕對編碼的序列中數值“1”所對應傳感單元，將相位相同的傳感單元產生的所有模擬信號進行累加處理，經過細分運算產生所述增量位置信息；

高分辨率位置信息生成模塊具體用于，將所述增量位置信息與所述粗絕對位置信息進行結合，根據所述粗絕對位置信息定位當前所處的增量周期，結合單增量周期內的增量位置信息INC，得到高分辨率絕對位置信息。