[發明專利]一種單碼道絕對式位移測量編碼碼盤和系統

有效

• 申請號: 202210282062.0
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114608633B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 于海
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 郭婷

本發明公開了一種單碼道絕對式位移測量編碼碼盤和系統，該碼盤包括標線組合和碼盤基底；標線組合以圓環形式設置于碼盤基底上，依圓環分布方向設置有多個編碼區間；每一編碼區間設置有第一編碼標線、第二編碼標線和第三編碼標線，三種編碼標線分別具有不同寬度的透光區域；第一編碼標線設置于相鄰的兩個編碼區間之間，第二編碼標線、第三編碼標線依預定編碼規則排列于各個編碼區間內；碼盤基底包括碼盤盤面，碼盤盤面在標線組合位置透光，在除標線組合外的其他位置不透光。當光線照射于標線組合位置時，通過采集透過標線組合的光信號進行譯碼細分等運算就可以實現位移測量，能夠實現絕對式位移測量，并具有較高可靠性。

技術領域

本發明涉及光電位移精密測量領域，尤其涉及一種單碼道絕對式位移測量編碼碼盤和系統。

背景技術

數字化位移測量是集光機電于一體化的高精密測量技術，以其高精度、高分辨力、測量范圍廣、易于與數字化設備對接等優點已成為工業制造、航空航天、軍事裝備等領域的關鍵技術。隨著生產制造業的發展，對數字化位移測量技術提出了更高的要求，主要包：高分辨能力和高測量精度的要求。因此，研究高分辨力、高精度位移測量技術，是基礎制造研究領域的熱門，具有重要的研究價值。

隨著數字化位移測量技術的研究開展，基于圖像識別的位移測量已經成為一種新興的高性能位移測量技術。圖像式位移測量技術由于采用數字圖像處理方法，因而具有較高的魯棒性和容錯性。與傳統莫爾條紋位移測量技術相比，圖像式位移測量技術能夠更輕易的實現高分辨力和高精度位移測量。

在圖像式位移測量技術中，單碼道絕對式編碼碼盤是提高位移測量魯棒性和容錯性的關鍵器件。由于單碼道編碼碼盤僅僅采用單一碼道進行位移測量，因此免去了多碼道測量過程中的“對周期”、“錯相位”等調試步驟。

因此，提供一種能夠實現單碼道絕對式位移測量的編碼碼盤，對于提升位移測量的可靠性將大有裨益。

發明內容

本發明為了克服上述現有技術中的缺陷，提出了一種單碼道絕對式位移測量編碼碼盤和系統，用以解決實現絕對式位移測量，并且具有較高的可靠性。

為實現上述目的，本發明采用以下具體技術方案：

在第一方面，本發明提供了一種單碼道絕對式位移測量編碼碼盤，包括標線組合和碼盤基底；

標線組合以圓環形式設置于碼盤基底上，依圓環分布方向設置有多個編碼區間；每一編碼區間設置有第一編碼標線、第二編碼標線和第三編碼標線，第一編碼標線、第二編碼標線和第三編碼標線分別具有不同寬度的透光區域；第一編碼標線設置于相鄰的兩個編碼區間之間，第二編碼標線、第三編碼標線依預定編碼規則排列于各個編碼區間內；

碼盤基底包括碼盤盤面，碼盤盤面在標線組合位置透光，在除標線組合外的其他位置不透光。

作為一種可選的實施例，碼盤碼盤在除標線組合外的其他位置鍍有不透光膜。

作為一種可選的實施例，碼盤基底在沿厚度方向上還設置有貫穿碼盤基底的定位孔。

作為一種可選的實施例，第一編碼標線、第二編碼標線和第三編碼標線均為矩形透光區域；各個矩形透光區域的長度相同，長度方向指向圓環對應的圓心位置，寬度方向垂直于圓環的內徑或外徑方向。

作為一種可選的實施例，第一編碼標線的寬度大于第二編碼標線的寬度，第二編碼標線的寬度大于第三編碼標線的寬度。

作為一種可選的實施例，第一編碼標線的寬度為L，第二編碼標線的寬度為L/2，第三編碼標線的寬度為L/4。

作為一種可選的實施例，第一編碼標線、第二編碼標線和第三編碼標線間距設置；

相鄰的第一編碼標線的間距相同；

在各個編碼區間內，所述第二編碼標線與其相鄰的第三編碼標線的間距相同。