CN106525090A - 一种带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，码盘面上包括玻璃盘、外圈栅道、内圈间断码道和内圈间断错开码道；外圈栅道的刻线部分宽度和未刻线部分宽度一致，且一周交替均匀分布；外圈栅道的内圈刻有垂直于码盘径向的零位栅道。本发明外圈栅道产生单圈码道明暗相间的栅线，栅道反射光部分与光敏传感器感光部分重叠，宽度按照模拟信号输出；零位栅道产生单圈零位参考点；依靠内圈两错开码道旋转位置来决定光敏传感器光照面积大小，根据内圈两码道对应光敏传感器感光面积的大小，来与外圈带零位栅道对应光敏传感器感光面积实现单圈绝对定位；编码盘加工简单、成本便宜，使用精度高、分辨率高，既有增量式信号，也有绝对值信号。

Description

一种带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘
技术领域
本发明涉及编码盘领域，尤其涉及的是一种带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘。
背景技术
目前，大多数码盘是由光学玻璃、金属或者塑料制成，在上面刻有许多同心码道，每个码道上都有按一定规律排列的透光和不透光部分，通过直射和反射光由光敏元件接受，输出增量式数字信号和模拟信号，当码盘旋转在不同位置时，代表了码盘轴的角位移。另一种码盘上只有绝对值码道，且单圈绝对值编码器是将代表角度的编码刻在码盘上，加工工艺限制了编码器的分辨率提高，不能满足控制系统对转动角度进行高精度检测的需求。增量式的编码盘分辨率相对比较高，但不能实现绝对位置需求；当码盘分辨率要求较高的时候，必然需要增加码盘的编码数量，对加工工艺要求越高，成本也就越高；现有编码盘的加工工艺不能满足控制系统对角度角度分辨率越来越高的需求。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种加工简单、成本便宜，使用精度高、分辨率高，既有增量式信号，也有绝对值信号的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘。
本发明的技术方案如下：一种带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，码盘面上包括玻璃盘、外圈栅道、内圈间断码道和内圈间断错开码道；其中，外圈栅道的刻线部分宽度和未刻线部分宽度一致，且一周交替均匀分布；并且，外圈栅道的内圈刻有垂直于码盘径向的零位栅道。
应用于上述技术方案，所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘中，外圈栅道为产生单圈码道明暗相间栅线的外圈栅道，零位栅道为产生单圈零位参考点的零位栅道。
应用于各个上述技术方案，所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘中，还包括由外圈栅道和零位栅道组成增量式码道、以及由零位栅道与内圈间断码道和内圈间断错开码道组成的绝对值码道。
应用于各个上述技术方案，所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘中，绝对值码道是一圈码道刻线宽度不等分，根据零位参考点依次递增，依靠内圈间断码道和内圈间断错开码道的旋转位置来决定光敏传感器光照面积大小，实现单圈绝对定位的绝对值码道。
应用于各个上述技术方案，所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘中，码盘面上码道背面设有一层遮光环。
应用于各个上述技术方案，所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘中，遮光环设置为玻璃盘背面遮光环。
采用上述方案，本发明采用码盘面上包括外圈栅道、零位栅道和内圈两圈间断错开码道。所述外圈栅道是刻线部分宽度和未刻线部分宽度一致，且一周交替均匀分布，产生单圈码道明暗相间的栅线；码盘旋转时，栅道反射光部分与光敏传感器感光部分重叠，宽度按照模拟信号输出；本发明外圈栅道内圈刻有垂直于码盘径向的零位栅道，产生单圈零位参考点；本专利内圈另有两道错开间断的圆周码道，一圈码道刻线宽度不等分，根据零位参考点依次递增，依靠内圈两错开码道，即内圈间断码道和内圈间断错开码道的旋转位置来决定光敏传感器光照面积大小，根据内圈两码道对应光敏传感器感光面积的大小，来与外圈带零位栅道对应光敏传感器感光面积实现单圈绝对定位；这种编码盘加工简单、成本便宜，使用精度高、分辨率高，既有增量式信号，也有绝对值信号。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的正视图、侧视图和后视图；
图3为本发明中外圈栅道和内圈码道部分的放大图；
图4为本发明的栅道视图；
图5为本发明的背面遮光层；
图6为本发明的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本实施例提供了一种带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，如图1和图2所示，码盘面上包括玻璃盘1.1、外圈栅道1.2、内圈间断码道1.3、内圈间断错开码道1.4、玻璃盘背面遮光环1.5。
外圈栅道1.2是刻线部分宽度和未刻线部分宽度一致，且一周交替均匀分布，外圈栅道1.2产生单圈码道明暗相间的栅线；且在外圈栅道1.2的内圈刻有垂直于码盘径向的零位栅道，零位栅道产生单圈零位参考点。
如图3、图4所示，外圈栅道1.2上的零位栅道与内圈间断栅道1.3和内圈间断错开码道1.4相对位置是固定的，内圈间断栅道1.3和内圈间断错开码道1.4错开间断的圆周码道刻线宽度不等分，根据零位参考点依次递增，依靠内圈间断栅道1.3和内圈间断错开码道1.4两错开码道旋转位置来决定光敏传感器光照面积大小，根据内圈间断栅道1.3和内圈间断错开码道1.4两码道对应光敏传感器感光面积的大小，来与外圈带零位栅道对应光敏传感器感光面积实现单圈绝对定位。
如图5所示为编码盘1码道背面的遮光环，遮光环为玻璃盘背面遮光环1.5。
如图6所示，光源和光敏传感器固定在电路板2上，而编码盘1刻有码道正面对着电路板2上的光源，当光源发光照射在编码盘1上时，编码盘1背面被遮光环1.5遮住，当编码盘1旋转时，由于外圈栅道1.2反射到光敏传感器固定在电路板2上，产生单圈码道明暗相间的栅线；栅道反射光部分与光敏传感器感光部分重叠宽度按照增量式模拟信号输出，同样，外圈栅道1.2上的零位栅道与内圈间断栅道1.3和内圈间断错开码道1.4相对位置是固定的，内圈间断栅道1.3和内圈间断错开码道1.4错开间断的圆周码道刻线宽度不等分，根据零位参考点依次递增，反射光照射在内圈间断栅道1.3和内圈间断错开码道1.4两码道对应光敏传感器感光面积的大小来与外圈栅道1.2带零位栅道对应光敏传感器感光面积相对位置实现单圈绝对定位，这时单圈绝对值编码盘1就能记录旋转轴的每个角度。
本发明的工作原理为，整个装置还需有光敏传感器及信号处理电路板，光源固定在电路板上，光敏传感器也固定在电路板上，光源和光敏传感器通过电路设计与信号处理板上的信号处理单元连接在一起，单圈绝对值力矩电机增量式编码盘在电路板的下方。
光敏传感器上包含多个感光区，编码盘上外圈栅道和垂直于码盘径向的零位栅道与内圈两间断分布错开的不等距栅道分别对应不同的感光区，当编码盘相对光敏传感器旋转时，外圈栅道反射到光敏传感器的感光区，输出增量式信号，零位栅道和内圈码道反射到光敏传感器的感光区感光后做差分处理后输出相位差对应相应的度数，实现绝对值信号输出；同一编码盘，即可输出增量式信号也可输出绝对值信号。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，其特征在于：
码盘面上包括玻璃盘、外圈栅道、内圈间断码道和内圈间断错开码道；
其中，外圈栅道的刻线部分宽度和未刻线部分宽度一致，且一周交替均匀分布；
并且，外圈栅道的内圈刻有垂直于码盘径向的零位栅道。
2.根据权利要求1所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，其特征在于：外圈栅道为产生单圈码道明暗相间栅线的外圈栅道，零位栅道为产生单圈零位参考点的零位栅道。
3.根据权利要求1所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，其特征在于：还包括由外圈栅道和零位栅道组成增量式码道、以及由零位栅道与内圈间断码道和内圈间断错开码道组成的绝对值码道。
4.根据权利要求3所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，其特征在于：绝对值码道是一圈码道刻线宽度不等分，根据零位参考点依次递增，依靠内圈间断码道和内圈间断错开码道的旋转位置来决定光敏传感器光照面积大小，实现单圈绝对定位的绝对值码道。
5.根据权利要求1所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，其特征在于：码盘面上码道背面设有一层遮光环。
6.根据权利要求1所述的带单圈绝对值力矩电机增量式编码盘，其特征在于：遮光环设置为玻璃盘背面遮光环。
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