[发明专利]一种高精度双码道反射式旋转编码器

说明书

本发明公开了一种高精度双码道反射式旋转编码器，包括转轴、光源、凸透镜、编码盘、光学放大元件、图像采集模块、数据处理模块，所述光源处于整个编码器系统的最前端，能够发出光线，所述凸透镜可以实现平行光源发出的光线，所述编码盘与转轴通过联轴器同心安装，可实现编码器随转轴转动，所述光学放大元件可实现对编码盘的绝对码和增量码的放大，所述图像采集模块接收由光学放大元件放大后的码道的编码信息，同时将光信号转化为电信号，输出给数据处理模块，所述数据处理模块对图像采集模块转换后的电信号进行进一步运算处理，得到编码角度的准确信息。本发明通过宏微复合结构，可以有效提高编码器的精度和可靠性，且结构简单、操作方便。

技术领域

本发明涉及旋转编码器领域，尤其涉及一种高精度双码道反射式旋转编码器。

背景技术

角度测量技术是现代光学传感器技术中最前沿的高精密测量技术之一，近年来其在各领域中的使用也越来越广泛，旋转编码器作为一种精密测量角度位移的工具，在角度及位置测量领域具有不可替代的作用，其具有体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点，在民用电梯、数控机床、机器人及伺服电机等领域得到广泛的应用。旋转编码器的应用与发展对我国国民经济、科技进步与国防事业具有重要意义。

传统的旋转编码器一般分为绝对式旋转编码器和增量式旋转编码器两种，绝对式旋转编码器虽然能够得到编码的绝对位置，但码道粗，精度不够高，而增量式旋转编码器精度虽然比绝对式旋转编码器高，但掉电和上电时旋转角度会丢失，且重新测量时必须回归原点，给用户带来使用的麻烦。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、具有高精度的双码道反射式旋转编码器。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种高精度双码道反射式旋转编码器，该旋转编码器主要包括转轴、用于产生光线的光源、将光线平行射出的凸透镜、编码盘、用于放大编码的光学放大元件、用于采集当前编码的图像采集模块、以及用于计算当前旋转角度的数据处理模块。所述光源处于整个编码器系统的最前端并发出光线。所述凸透镜设置在光源与编码盘之间，将光源发出的光线平行射出。所述编码盘与转轴通过联轴器同心安装，实现编码器随转轴转动。所述光学放大元件设置在编码盘与图像采集模块之间，实现对编码盘的绝对码和增量码的放大。所述图像采集模块接收由光学放大元件放大后的码道的编码信息，同时将光信号转化为电信号，输出给数据处理模块。所述数据处理模块对图像采集模块转换后的电信号进行进一步运算处理，得到编码角度的准确信息。

作为本发明的优选方案，为了提高图像识别和采集效率，提升识别精度，本发明所述图像采集模块采用CCD面阵传感器或CMOS面阵传感器进行采集。

作为本发明的优选方案，所述编码盘采用反射式编码盘，光源发出的光线经凸透镜平行后，经过编码盘码道的反射后最终被图像采集模块接收。

作为本发明的优选方案，为了简化旋转编码器的结构设计，使其空间利用率更高，本发明所述编码盘的码道刻在圆盘的环状处，可以减小编码盘的体积。

作为本发明的优选方案，为了提高编码器的位置精度，本发明所述编码盘的侧面刻有一圈增量码道和一圈绝对码道。

作为本发明的优选方案，所述编码盘的单个绝对码的宽度与单个增量码宽度相同，或是单个增量码宽度的几何倍数。

作为本发明的优选方案，所述编码盘的绝对码采用二进制伪随机码编码而成。

作为本发明的优选方案，所述编码盘的增量码由暗亮条纹交替组成。

作为本发明的优选方案，所述图像采集模块通过对绝对码解码得到一个代表绝对位置的信息，再通过与其对应的增量码进一步细分，并将二者结合，得到代表准确角度和位置的信息。