[发明专利]一种图像式光电编码器的绝对式光栅码盘

说明书

技术领域

本发明涉及光电位移精密测量技术领域，特别是涉及一种图像式光电编码器的绝对式光栅码盘。

背景技术

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的、集光、机、电于一体的数字角度位置传感器。光电编码器是由光栅码盘和光电检测装置组成。它的测量范围较广，被广泛应用于光电经纬仪，雷达，航空航天，机器人，数控机床，指挥仪和高精度闭环调速系统等诸多领域。在航天、军事、工业这些对器件的体积和重量有着严格要求的领域，对光电编码器的要求不仅是要减小其外径尺寸和重量，更要提高光电编码器的分辨力和精度。因此，在缩小码盘的同时，提高光电编码器的分辨力和测角精度是目前研究的热门。

对于小型高分辨力光电角位移测量技术中，光电编码器在不增加光电编码器中的光栅码盘的尺寸的情况下，想要提高该光电编码器的测角分辨力需要在码盘的单圈内刻划更多的刻线，对于n位光栅码盘当n值越大时，光栅码盘的单圈内的刻线就越多，而过多的刻线会产生两方面的影响，一方面是过于细小的码盘刻线会使通关量不足，造成编码器不能正常译码；另一方面是光栅码盘的单圈内刻线过于密集会使相邻码道之间相互干扰产生乱码。采用图像探测器实现对光栅码盘图案的识别和高分辨力细分是解决在光栅码盘有限的刻线范围内提高角位移测量分辨力的一种有效的方法。但是目前的研究中并没有一种有效的光栅码盘刻划方案。

因此，图像式光电编码器中，有效的、准确的、便捷识别的、有利于高分辨力测量的码盘刻划方案成为本领域的技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像式光电编码器的绝对式光栅码盘，在使用过程中可以准确识别“粗码”，并以“精码识别码道”为识别基准，结合相应的角度细分算法计算出高分辨力的“精码”，在一定程度上提高了图像式光电编码器的测角分辨力。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种图像式光电编码器的绝对式光栅码盘，包括圆形底盘、粗码识别码道和精码识别码道，所述精码识别码道为位于所述圆形底盘的最外圈的圆形码道；所述粗码识别码道为位于所述圆形码盘的次外圈的、存在零位的圆周二进制码道；

对于n位绝对式光栅码盘，所述粗码识别码道包括n个同一圆心不同半径的、宽度相等的圆周形码道和2ⁿ个识别位置，2ⁿ个所述识别位置呈二进制格式变化；相邻两个所述圆周形码道的径向间距为预设值；所述精码识别码道包括2ⁿ条沿径向刻划的、均匀分布的精码识别刻线，且不刻划零位，所有所述精码识别刻线均处于同一圆心同一半径的位置；所述n为大于1的整数。

可选的，所述粗码识别码道中的刻划位置透光，不刻划位置不透光。

可选的，n个所述圆周形码道的半径从低位至高位依次减小。

可选的，所述预设值为所述圆周形码道的宽度的2倍。

可选的，相邻两条所述精码识别刻线分别位于同一个所述识别位置的两端。

可选的，如上述所述的图像式光电编码器的绝对式光栅码盘，所述n为8。

可选的，如上述所述的图像式光电编码器的绝对式光栅码盘，所述n为9。

可选的，如上述所述的图像式光电编码器的绝对式光栅码盘，圆形底盘为采用玻璃、树脂或塑料中的一种材料制作而成的圆形底盘。

本发明提供了一种图像式光电编码器的绝对式光栅码盘，包括圆形底盘、粗码识别码道和精码识别码道，精码识别码道为位于圆形底盘的最外圈的圆形码道；粗码识别码道为位于圆形码盘的次外圈的、存在零位的圆周二进制码道；对于n位绝对式光栅码盘，粗码识别码道包括n个同一圆心不同半径的、宽度相等的圆周形码道和2ⁿ个识别位置，2ⁿ个识别位置呈二进制格式变化；相邻两个圆周形码道的径向间距为预设值；精码识别码道包括2ⁿ条沿径向刻划的、均匀分布的精码识别刻线，且不刻划零位，所有精码识别刻线均处于同一圆心同一半径的位置；n为大于1的整数。

本发明中所提供的图像式光电编码器的绝对式光栅码盘中的粗码识别码道和精码识别码道分别位于圆形底盘的次外圈和最外圈，在使用过程中可以准确识别“粗码”，并以“精码识别码道”为识别基准，结合相应的角度细分算法计算出高分辨力的“精码”，在一定程度上提高了图像式光电编码器的测角分辨力，同时避免了因光栅码盘的单圈内的刻线过多而造成的不能正常译码和乱码现象的发生。

附图说明