CN107110669A - 编码器装置、驱动装置、平台装置、机器人装置以及多旋转信息算出方法 - Google Patents

Abstract

提供一种以简单的结构来得到多旋转信息的编码器装置。编码器装置(EC)具备：第1编码器(1)，其检测第1轴(AX1)的旋转位置；第2编码器(2)，其检测相对于第1轴(AX1)以一定的变速比进行旋转的第2轴(AX2)的旋转位置；以及检测部(4)，其基于第1编码器(1)所检测的旋转位置和第2编码器(2)所检测的旋转位置进行运算处理，并基于该运算结果来检测第1轴(AX1)的多旋转信息。

Description

编码器装置、驱动装置、平台装置、机器人装置以及多旋转信 息算出方法

技术领域

本发明涉及编码器装置、驱动装置、平台装置、机器人装置以及多旋转信息算出方法。

背景技术

对包括转数信息在内的多旋转信息进行检测的编码器装置搭载于机器人装置等各种装置。对于机器人装置而言，有时例如为了起动时的控制而需要多旋转信息，并且要求多旋转型的编码器装置在机器人装置停止时保持多旋转信息。

一般而言，编码器装置具备：存储部，所述存储部保持多旋转信息；和电池，所述电池在来自外部的电力供给被切断的状态下向存储部供给电力。这样的编码器装置需要更换电池，有时会引起维护的高频率化。因此，也提出了一种不需要电池的编码器装置(例如，参照下述的专利文献1、专利文献2)。

专利文献1的编码器装置通过组合主动齿轮的齿的编号和从动齿轮的齿的编号来算出多旋转信息。专利文献2的编码器装置具备第1符号圆盘、第2符号圆盘以及第3符号圆盘。第2符号圆盘例如旋转第1符号圆盘的1/64转，第3符号圆盘旋转第2符号圆盘的1/64转。该编码器装置在第1符号圆盘超过1转的情况下对第2符号圆盘以及第3符号圆盘的符号进行计数，由此得到位置信息。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-47996号公报

专利文献2：日本特开2013-164316号公报

发明内容

发明要解决的课题

希望上述那样的编码器装置能够以简单的(简易的)结构来得到多旋转信息。

用于解决课题的手段

根据本发明的第1方式，提供一种编码器装置，所述编码器装置具备：第1编码器，所述第1编码器检测第1轴的旋转位置；第2编码器，所述第2编码器检测相对于第1轴以一定的变速比进行旋转的第2轴的旋转位置；以及检测部，所述检测部基于第1编码器所检测的旋转位置和第2编码器所检测的旋转位置进行运算处理，并基于该运算结果来检测第1轴的多旋转信息。

根据本发明的第2方式，提供一种驱动装置，所述驱动装置具备：第1方式的编码器装置；动力供给部，所述动力供给部向第1轴或第2轴供给动力；以及控制部，所述控制部使用编码器装置的检测部所检测的转数来对动力供给部进行控制。

根据本发明的第3方式，提供一种平台装置，所述平台装置具备：移动物体；和第2方式的驱动装置，所述第2方式的驱动装置使移动物体移动。

根据本发明的第4方式，提供一种机器人装置，所述机器人装置具备：第2方式的驱动装置；和第1臂和第2臂，所述第1臂和所述第2臂利用驱动装置而相对移动。

根据本发明的第5方式，提供一种多旋转信息算出方法，所述多旋转信息算出方法包括：利用第1编码器检测第1轴的旋转位置的步骤；利用第2编码器检测相对于第1轴以一定的变速比进行旋转的第2轴的旋转位置的步骤；以及基于第1编码器所检测的旋转位置和第2编码器所检测的旋转位置进行运算处理，并基于该运算结果对第1轴的多旋转信息进行检测的步骤。

附图说明

图1是表示本实施方式的编码器装置的图。

图2是用于说明本实施方式的多旋转信息的算出处理的图。

图3是用于说明N＝2的情况下的多旋转信息的算出处理的图。

图4是表示本实施方式的编码器装置的动作的流程图。

图5是表示变形例的编码器装置的图。

图6是表示本实施方式的编码器装置的图。

图7是用于说明本实施方式的运算处理以及修正处理的图。

图8是表示本实施方式的驱动装置的图。

图9是表示本实施方式的平台装置的图。

图10是表示本实施方式的机器人装置的图。

具体实施方式

[第1实施方式]

对实施方式进行说明。图1(A)是表示本实施方式的编码器装置EC的图，图1(B)是表示编码器装置EC的功能结构的框图。编码器装置EC具备第1编码器1、第2编码器2、变速部3、检测部4以及壳体5。

壳体5收容编码器装置EC的各部分。壳体5具备：箱状的主体部10；盖部11，该盖部11堵塞主体部10的开口；以及隔壁部12和隔壁部13，该隔壁部12和该隔壁部13安装于主体部10的内壁。盖部11例如是板状的部件，并且具有供第1轴AX1插通的开口11a。第1轴AX1例如是电动马达的输出轴(例如是主动轴)。第1轴AX1也可以是与电动马达的输出轴连接并与输出轴一起进行旋转的轴。隔壁部12例如是板状的部件，并且与盖部11大致平行地设置于远离主体部10的底部的位置。隔壁部13例如是板状的部件，并且与盖部11大致平行地设置在隔壁部12与盖部11之间。隔壁部13具有供第1轴AX1插通的开口13a。

第1编码器1例如配置在隔壁部12与隔壁部13之间。第1编码器1检测第1轴AX1的1转以内的旋转位置(角度位置)。在以下的说明中，用符号θ1(deg)表示第1轴AX1的旋转位置。将θ1设为0°以上且不到360°的值，例如在第1轴AX1旋转365°的情况下，θ1为5°。第1编码器1例如是反射型的光学式编码器。第1编码器1也可以是透过型的光学式编码器，另外，也可以是磁式编码器。

第1编码器1具备标尺Sa以及编码器头15。标尺Sa设置在固定于第1轴AX1的圆板16上。标尺Sa包括增量标尺以及绝对标尺。编码器头15例如在隔壁部12被设置于与标尺Sa相向的位置。编码器头15例如具备向标尺Sa照射光的发光元件和对从该发光元件射出并经由标尺Sa的光进行检测的受光元件。在编码器为磁式编码器的情况下，编码器头例如具备磁铁(磁场产生部)和磁检测元件。

编码器头15基于表示受光元件的检测结果的信号来检测第1轴AX1的旋转位置。例如，编码器头15使用对来自绝对标尺的光进行检测的结果来检测第1分辨率的旋转位置。另外，编码器头15使用对来自增量标尺的光进行检测而得到的结果来对第1分辨率的旋转位置进行插值运算，由此检测比第1分辨率高的第2分辨率的旋转位置。编码器头15向检测部4供给包括所检测到的第1轴AX1的旋转位置在内的旋转信息。

第1轴AX1经由变速部3与第2轴AX2连接。第2轴AX2例如配置成与第1轴AX1大致平行。变速部3具备配置在隔壁部12与隔壁部13之间的多个齿轮(齿轮17a、齿轮17b、齿轮17c以及齿轮17d)。变速部3也可以包括齿轮、正时皮带、正时带轮、链条以及链轮中的2种以上。

齿轮17a固定于第1轴AX1，且其齿数为M1个。齿轮17b与齿轮17a啮合，且其齿数为M2个。齿轮17b固定于第3轴AX3。第3轴AX3经由轴承18支承于隔壁部12以及隔壁部13。齿轮17c固定于第3轴AX3，且其齿数为M3个。齿轮17d与齿轮17c啮合，且其齿数为M4个。齿轮17d固定于第2轴AX2。

变速部3的变速比Gr为第2轴AX2的转数相对于第1轴AX1的转数的比例。使用2以上的实数N而将变速比Gr设定为Gr＝1+1/N、或Gr＝1-1/N。例如使用齿轮17a～齿轮17d的齿数，由下式(1)表示变速比Gr。

Gr＝M1/M2×M3/M4···式(1)

例如在M1＝45、M2＝32、M3＝57、M4＝80的情况下，Gr＝513/512。在该情况下，变速部3是第2轴AX2相比第1轴AX1为高速的加速器，且设定为Gr＝1+1/N(例如N＝512)。另外，变速部3也可以是第2轴AX2相比第1轴AX1为低速的减速器，在该情况下，设定为Gr＝1-1/N。

此外，第3轴AX3的转数相对于第1轴AX1的转数的比例(变速比)为M1/M2。例如在M1＝45、M2＝32的情况下，第3轴AX3的变速比比1大，齿轮17a以及齿轮17b构成第2轴AX2侧相对于第1轴AX1侧为高速的加速部。另外，第2轴AX2的转数相对于第3轴AX3的转数的比例(变速比)为M3/M4。例如在M3＝57、M4＝80的情况下，第3轴AX3的变速比比1小，齿轮17c以及齿轮17d构成第2轴AX2侧相对于第1轴AX1侧为低速的减速部。

第2编码器2例如配置在隔壁部12与隔壁部13之间。第2编码器2检测第2轴AX2的1转以内的旋转位置(角度位置)。在以下的说明中，用符号θ2表示第2轴AX2的旋转位置。第2编码器2例如为反射型的光学式编码器。第2编码器2也可以是透过型的编码器，另外，也可以是磁式编码器。

第2编码器2例如为与第1编码器1同样的结构，具备标尺Sb以及编码器头20。标尺Sb设置在固定于第2轴AX2的圆板21上。标尺Sb例如与第1编码器1的标尺Sa配置在同一面上。编码器头20例如在隔壁部12设置在与标尺Sb相向的位置。编码器头20向标尺Sb照射光并检测经由标尺Sb的光，从而对第2轴AX2的旋转位置进行检测。此外，编码器头20的发光元件也可以与编码器头15的发光元件共用化。编码器头20向检测部4供给包括所检测到的第2轴AX2的旋转位置在内的旋转信息。在编码器为磁式编码器的情况下，编码器头例如具备磁铁(磁场产生部)和磁检测元件。

检测部4例如是编码器装置EC的控制器。例如被配置在壳体5的底部与隔壁部12之间。检测部4算出第1编码器1所检测到的旋转位置和第2编码器2所检测到的旋转位置的差分值(以下用Δθ表示)。旋转位置的差分值Δθ例如用Δθ＝θ1-θ2表示。检测部4基于该算出结果(Δθ)来检测包括第1轴AX1的转数在内的多旋转信息。转数例如是如1转、2转那样用整数表示的信息。

多旋转信息例如包括用第1比特数表示编码器的转数的数据列和用第2比特数表示旋转位置(例如角度位置、旋转角)的数据列。另外，多旋转信息也可以包括用预定的比特数表示将1转的旋转角乘以转数得到的值加上旋转位置后得到的值(以下称为多旋转换算的旋转位置)的数据列。多旋转换算的旋转位置是添加了转数的旋转位置。第1轴AX1的转数也可以用多旋转换算的旋转位置表示。例如在转数为1转且旋转位置为180°的情况下，多旋转换算的旋转位置为540°。另外，在多旋转换算的旋转位置为540°的情况下，转数为1.5转。

检测部4既可以检测转数和旋转位置用不同的数据列表示的多旋转信息，也可以检测用多旋转换算的旋转位置表示的多旋转信息。1转的旋转角在量纲单位下为360°，在无量纲单位下为2π(rad)。检测部4既可以处理量纲单位的角度，也可以处理无量纲单位的角度。

如图1(B)所示，检测部4具备运算部25、存储部26以及控制部27。运算部25例如是包括加法器、差分器、乘法器、除法器等的运算电路。运算部25基于第1编码器1以及第2编码器2各自的检测结果，算出旋转位置的差分值Δθ。运算部25将算出的旋转位置的差分值Δθ与预先确定的比较信息进行对照，检测第1轴AX1的多旋转信息。比较信息包括表示第1轴AX1的转数相对于旋转位置的差分值的信息。比较信息例如是表示根据变速比算出的旋转位置的差分值与多旋转换算的旋转位置的关系的信息。

存储部26存储有比较信息，运算部25使用存储于存储部26的比较信息来算出第1轴AX1的转数。存储部26例如是闪存器、ROM(Read Only Memory)等非易失性存储器，保持比较信息不会消耗电力。

控制部27控制编码器装置EC的各部分。例如，控制部27控制第1编码器1以及第2编码器2，使第1编码器1和第2编码器2大致同时进行检测动作。另外，控制部27控制运算部25，并基于第1编码器1的检测结果以及第2编码器2的检测结果，使运算部25算出第1轴AX1的多旋转信息。控制部27例如向控制连接于第1轴AX1的电动马达的马达控制部输出运算部25的运算结果。

接着，对基于运算部25的多旋转信息的算出处理进行说明。图2(A)～图2(C)分别是用于说明多旋转信息的算出处理的图。在图2的各图中，纵轴是第1轴AX1的旋转位置θ1、第2轴AX2的旋转位置θ2以及旋转位置的差分值(例如Δθ、θ3、θ4)。在图2的各图中，横轴是第1轴AX1的多旋转换算的旋转位置θ(°)。例如，在标尺Sa上的基准位置旋转450°的情况下，旋转位置θ变化450°(1转为90°)。另外，在标尺Sa上的基准位置旋转450°的情况下，1转内的旋转位置θ1在标尺Sa上的基准位置旋转360°的时刻被重新设定而变为90°。

此处，对变速比Gr用(1-1/N)表示的情况进行说明。虽然设为N＝10，但N的值能够设定为2以上的任意的实数。对于图2(A)的Δθ而言，在Δθ>0的情况下用下式(2)表示，在Δθ＜0的情况下用下式(3)表示。

Δθ＝θ×(1-Gr)···式(2)

Δθ＝θ×(1-Gr)-360···式(3)

若对式(2)进行变形，则可以得到下式(4)，若对式(3)进行变形，则可以得到式(5)。

θ＝Δθ/(1-Gr)···式(4)

θ＝(Δθ+360)/(1-Gr)···式(5)

运算部25例如从第1编码器1所检测的第1轴AX1的旋转位置θ1减去第2编码器2所检测的第2轴AX2的旋转位置θ2来算出差分值Δθ。另外，运算部25判定Δθ的正负。运算部25在Δθ为正的情况下，例如根据上述的式(4)，将Δθ除以(1-Gr)，来算出多旋转换算的旋转位置θ(第1轴AX1的多旋转信息)。

例如在第1编码器1所检测的θ1为240°且第2编码器2所检测的θ2为180°的情况下，Δθ为60°(>0)。在Gr＝9/10的情况下，(1-Gr)的值为1/10，利用式(4)算出的θ为600°。在该情况下，可知第1轴AX1每转1转，则旋转240°。

另外，运算部25在Δθ为负的情况下，例如根据上述的式(5)，将Δθ加上360而得到的值除以(1-Gr)，来算出多旋转换算的旋转位置θ。例如在第1编码器1所检测的θ1为10°且第2编码器2所检测的θ2为333°的情况下，Δθ为-323°(＜0)。在Δθ+360为37且Gr＝9/10的情况下，利用式(4)算出的θ为370°。在该情况下，可知第1轴AX1每转1转，则旋转10°。这样，在本实施方式中，能够用使用了式(4)等的简易的算法算出转数。

在本实施方式中，第1轴AX1的转数与第2轴AX2的转数之比例如用N：N-1来表示。在该情况下，编码器装置EC能够针对第1轴AX1来算出到N转为止的转数信息。例如，在N＝10的情况下，能够针对第1轴AX1来算出到10转为止的多旋转信息。

此外，在第1轴AX1从任意的位置旋转N转的情况下，第1轴AX1的角度位置与第2轴AX2的角度位置之差与旋转前相同。例如当N＝10时，在第1轴AX1从任意的位置旋转3600°(10转)的情况下，第1轴AX1的角度位置与第2轴AX2的旋转角度位置之差与旋转前(0转时)相同，例如为0°。在该情况下，通过添加旋转的情形，能够区分旋转0°的状态和旋转3600°的状态。在对旋转0°的状态和旋转N转的状态不进行区分的情况下，编码器装置EC也可以针对第1轴AX1来算出对不满N转的转数进行区分的转数信息。

在以检测多旋转信息为目到的情况下，N比1大，而且，N优选为2以上的实数。在N比1大的情况下，根据第1编码器1所检测的θ1与第2编码器2所检测的θ2的旋转位置之差Δθ，能够辨别第1轴AX1的转数是不满1转还是1转以上。

图3是用于说明N＝2的情况下的多旋转信息的算出处理的图。在图3(A)中，第1轴AX1的转数与第2轴AX2的转数之比用N：N-1来表示，在图3(B)中，第1轴AX1的转数与第2轴AX2的转数之比用N：N+1来表示。在N＝2的情况下，在图3(A)或图3(B)的任一方中，在多旋转换算的旋转位置不满720°的范围内，旋转位置的差分与多旋转换算的旋转位置均一对一地对应。因此，相对于算出的旋转位置的差分，多旋转信息唯一确定。

在N为2以上的值的情况下，根据第1编码器1所检测的θ1与第2编码器2所检测的θ2的旋转位置之差Δθ，能够得到旋转2转以上的多旋转编码器的转数信息。此外，第1轴AX1的转数与第2轴AX2的转数之比也可以设定为N-1：N。在该情况下，编码器装置EC也能够针对第1轴AX1来算出到N转为止的转数信息。另外，能够针对第2轴AX2来算出到N-1转为止的转数信息。

此外，第1轴AX1的转数与第2轴AX2的转数之比也可以设定为N：N+1。在该情况下，编码器装置EC能够针对第1轴AX1来算出到N转为止的转数信息。另外，能够针对第2轴AX2来算出到N+1转为止的转数信息。例如在N＝10的情况下，能够算出到10转为止的多旋转信息。另外，第1轴AX1的转数与第2轴AX2的转数之比也可以设定为N+1：N。在该情况下，编码器装置EC能够算出到N+1转为止的转数信息。

此外，对于编码器装置EC而言，N被设定得越大，所能够检测的转数也越大。对于第1轴AX1与第2轴AX2的减速比而言，N越大，越接近1。对于一般的减速器的变速比(减速比)而言，例如输出侧相对于输入侧的转数设定为比1/100小。在本实施方式的编码器装置EC中，第1轴AX1的转数与第2轴AX2的转数的减速比(低速侧的转数相对于高速侧的转数的比例)例如设定在1/100以上且不满1的范围内，也可以设定在1/10以上且不满1、9/10以上且不满1、99/100以上且不满1、999/1000以上且不满1中的任意方的范围内。

此外，(1-Gr)的值是根据变速比而预先设定的比例系数，并被存储于存储部26。运算部25例如从存储部26读取(1-Gr)的值，并使用该值算出多旋转换算的旋转位置θ。存储部26也可以将1/(1-Gr)的值作为比较信息进行存储，运算部25也可以将Δθ乘以1/(1-Gr)的值来算出多旋转换算的旋转位置θ。

运算部25将算出的多旋转换算的旋转位置θ除以360，并算出其整数部作为转数。运算部25对算出的转数和由第1编码器1检测的旋转位置θ1进行合成，并将该合成结果作为第1轴AX1的多旋转信息进行输出。此外，运算部25也可以将利用四舍五入等对多旋转换算的旋转位置θ或多旋转换算的旋转位置θ进行化整处理后得到的值作为第1轴AX1的多旋转信息进行输出。另外，运算部25也可以将算出的旋转位置的差分值Δθ与作为表示第1轴AX1的转数相对于旋转位置的差分值的信息而预先确定的信息(上述的比较信息)进行对照，从而将第1轴AX1的转数作为多旋转信息进行输出。运算部25也可以对将算出的旋转位置的差分值Δθ与作为表示第1轴AX1的转数相对于旋转位置的差分值的信息而预先确定的信息(上述的比较信息)进行对照而输出的第1轴AX1的转数和由第1编码器1检测出的旋转位置θ1进行合成，并将该合成结果作为第1轴AX1的多旋转信息进行输出。

以上那样的本实施方式的编码器装置EC算出第1编码器1所检测的旋转位置与第2编码器2所检测的旋转位置之差Δθ，并根据该算出结果检测第1轴AX1的转数。因此，编码器装置EC只要有至少2个传感器(例如第1编码器1、第2编码器2)，就能够检测转数，能够使装置结构简单。

接着，基于上述那样的编码器装置EC的动作，对多旋转信息的检测方法进行说明。图4是表示编码器装置EC的动作的流程图。第1轴AX1是连接于电动马达等的轴，并在安装有电动马达的装置(例如机器人)停止时停止旋转。第1轴AX1例如在安装有电动马达的装置起动时，利用电动马达而开始旋转。在第1轴AX1开始旋转时，开始从外部的装置(例如机器人的电源)向编码器装置EC供给电力。

编码器装置EC的控制部27例如在开始供给来自外部的电力时(步骤S1)控制第1编码器1，并使第1编码器1检测第1轴AX1的旋转位置(步骤S2)。另外，控制部27将第2编码器2与第1编码器1同步地进行控制，并使第2编码器2与第1编码器1大致同时地检测第2轴AX2的旋转位置(步骤S3)。另外，编码器装置EC的运算部25算出第1编码器1所检测的旋转位置与第2编码器2所检测的旋转位置的差分值(步骤S4)。另外，运算部25从存储部26读取比较信息，并使用在步骤S4中算出的差分值和从存储部26读取的比较信息，来算出第1轴AX1的多旋转信息(步骤S5)。另外，编码器装置EC例如向电动马达的控制部输出运算部25所算出的第1轴AX1的多旋转信息(步骤S6)。电动马达的控制部例如使用从编码器装置EC输出的第1轴AX1的多旋转信息来控制电动马达的旋转。

另外，编码器装置优选能够以简单的(简易的)结构来得到多旋转信息。例如在将所检测的齿的编号与转数对应的编码器装置中，在主动齿轮的齿数为A、从动齿轮的齿数为B的情况下，其组合为(A×B)，将所检测的齿的编号与转数对应的结构有可能变得复杂。另外，在具备第1符号圆盘、第2符号圆盘和第3符号圆盘的编码器装置中，例如在使第2符号圆盘旋转第1符号圆盘的1/64转，使第3符号圆盘旋转第2符号圆盘的1/64转，且在第1符号圆盘超过1转的情况下对第2符号圆盘以及第3符号圆盘符号进行计数来得到位置信息的编码器装置中，符号圆盘的数量越多，装置结构越复杂。

上述那样的本实施方式的编码器装置EC基于第1编码器1所检测的旋转位置和第2编码器2所检测的旋转位置进行运算处理，并基于该运算结果来检测包括第1轴AX1的转数的信息在内的多旋转信息。例如，编码器装置EC算出第1编码器1所检测的旋转位置与第2编码器2所检测的旋转位置之差(运算处理)，并基于该算出结果(运算结果)来检测包括第1轴AX1的转数的信息在内的多旋转信息。因此，编码器装置EC能够以简单的结构得到多旋转信息。由于能够组合少量的齿轮来得到多旋转信息，所以可动部少，不易发生由磨损或破损导致的故障。

此外，一般仅利用齿轮进行变速的变速部3的变速比用整数比来表示。在变速部3例如使用平带、V带等传动带的情况下，能够将带轮设为自由的直径，也能够将变速比设定为除了整数比以外的实数。另外，第1轴经由变速部与第2轴连接，此时，例如将与第1轴连接的齿轮用于减速并将与第2轴连接的齿轮用于加速，由此即使齿轮的数量少，也能够检测数百转、数千转这样的多转数。

接着，对变形例进行说明。图5(A)以及图5(B)分别是表示变形例的编码器装置EC的图。

图5(A)所示的第1变形例的编码器装置EC在第1编码器1的标尺Sa与第2编码器2的标尺Sb之间具有台阶。设置有标尺Sa的圆板16配置成与设置有标尺Sb的圆板21重叠。这样，标尺Sa和标尺Sb可以不被配置在同一面上。在该情况下，能够使第1轴AX1与第2轴AX2相互接近，并能够在与第1轴AX1正交的方向上使编码器装置EC节省空间。在该情况下，当在变速部3使用正时皮带以及正时带轮、或者链条以及链轮时，还能够提高第1轴AX1与第2轴AX2的配置自由度。

对于图5(B)所示的第1变形例的编码器装置EC而言，第1轴AX1和第2轴AX2配置成不平行。变速部3例如包括平面齿轮、锥齿轮、螺旋齿轮、蜗轮中的至少1种，并向第2轴AX2传递第1轴AX1的旋转。这样，第1轴AX1和第2轴AX2也可以为不平行。

[第2实施方式]

接着，对第2实施方式进行说明。在本实施方式中，对与上述实施方式同样的结构标注相同的附图标记并适当地对其说明进行省略或简略化。图6是表示本实施方式的编码器装置EC的图。

第1实施方式的编码器装置EC的变速比越接近1，能够识别的转数的上限越高。另一方面，变速比越接近1，第1轴AX1与第2轴AX2的旋转位置的差越小，由于检测旋转位置的传感器(例如，第1编码器1)的检测误差，多旋转信息所包含的误差有可能会变大。如图6所示，本实施方式的编码器装置EC具备修正部51，利用修正部51对旋转信息的误差进行修正。修正部51例如设置于检测部4，但也可以设置于除了检测部4以外的位置。

修正部51基于第1编码器1的检测结果以及第2编码器2的检测结果中的一方的检测结果来推定根据另一方的检测结果得到的旋转信息，并且基于该推定结果，对根据另一方的检测结果得到的旋转信息进行修正。例如，修正部51使用第1编码器1所检测到的第1轴AX1的旋转位置、第2编码器2所检测到的第2轴AX2的旋转位置以及变速比Gr来推定第2轴AX2的旋转位置。

图7是用于说明本实施方式的运算处理以及修正处理的图。在图7(A)中，横轴是添加了第1轴AX1(例如主旋转轴)的转数的旋转位置，纵轴是不满1转的旋转位置。符号Q1是第1编码器1所检测到的第1轴AX1的旋转位置，符号Q2是第2编码器2所检测到的第2轴AX2的旋转位置。另外，图7(A)的符号Q3是旋转位置Q1与旋转位置Q2之差。

如图7的旋转位置Q1、旋转位置Q2那样，编码器的检测结果有可能具有各种误差。此处，周期性误差以外的误差是微小的，可以被无视。在编码器的检测结果所包含误差仅为周期性误差的情况下，对于各轴的旋转位置而言，例如表示从原点位置开始经过一周而再次返回到原点位置的情形的相当于360°的计数，能够得到不含有误差的准确的值。

另外，由于第1轴AX1与第2轴AX2的变速比(Gr)是已知的，所以能够根据第1轴AX1的旋转位置的检测值来预测(推定)第2轴AX2的旋转位置。在图7(B)中，用符号Q4表示根据第1编码器1所检测到的第1轴AX1的旋转位置Q1推定的第2轴AX2的旋转位置。在旋转位置Q1变为360°前，通过将变速比与旋转位置Q1相乘，来算出旋转位置Q4。另外，在旋转位置Q1超过360°的情况下，通过将变速比与旋转位置Q1加上360°所得到的和值相乘来得到旋转位置Q4。

在本实施方式中，修正部51在根据第1编码器1的检测结果和第2编码器的检测结果中的一方的检测结果得到的旋转信息满足预定的条件的情况下，将根据另一方的检测结果得到的旋转信息与推定结果比较并进行修正。预定的条件例如是一方的旋转轴(例如第1轴AX1)处于预定的基准位置(例如原点、旋转位置0°)的条件。例如，在第1编码器1检测到第1轴AX1处于旋转位置0°的情况下，在该检测结果中不包含周期性误差，或者检测结果所包含的周期性误差为可以无视的程度。因此，在使用第1编码器1检测到第1轴AX1处于基准位置时的检测值来推定第2轴AX2的旋转位置时，在该推定结果中不包含周期性误差，或者推定结果所包含的周期性误差为可以无视的程度。通过对该推定结果(推定值)和在用于推定的检测结果的检测时刻的另一方的旋转轴(例如第2轴AX2)的旋转位置的检测结果进行比较，从而能够算出在该地点(旋转位置)的第2编码器2的检测结果所包含的误差。

另外，在用n：n-1表示变速比的情况下，在使第1轴AX向1个方向持续旋转时，每旋转1转，其与第2轴AX2的角度差就扩大1/n转。因此，通过使第1轴AX1旋转n转，能够在将第2轴AX2的1转n等分的各地点得到准确的推定值，另外，能够得到在各地点的第2轴AX2的旋转位置的检测值的误差。根据上述各地点的检测值的误差算出修正值并写入例如存储部26中，由此能够修正第2编码器2的检测结果所包含的周期性误差。

另外，对于第1编码器1的检测结果所包含的周期性误差而言也同样地，根据第2编码器2检测第2轴AX2的旋转位置而得到的检测结果来推定第1轴AX1的旋转位置，由此也能够进行修正。例如，修正部51基于第1编码器1的检测结果来推定根据第2编码器2的检测结果得到的旋转信息，并基于该推定结果，进行第1修正处理，该第1修正处理对根据第2编码器2的检测结果得到的旋转信息进行修正。另外，修正部51基于第2编码器2的检测结果来推定根据第1编码器1的检测结果得到的旋转信息，并基于该推定结果，进行第2修正处理，该第2修正处理对根据第1编码器1的检测结果得到的旋转信息进行修正。修正部51例如交替地进行第1修正处理和第2修正处理。

如上所述，修正部51例如算出修正量并生成将算出的修正量与旋转位置相关联的修正信息。修正部51例如使修正信息存储于存储部26，并根据存储于存储部25的修正信息对旋转信息进行修正。修正部51算出修正量的时机可任意地设定。例如，修正部51算出修正量的时机既可以为起动编码器装置EC的时刻，也可以为每次经过预定的时间的时刻，还可以为每次旋转轴旋转预定的转数的时刻。另外，上述的修正信息既可以包含如表格数据那样离散的数据，也可以包含表示修正量与旋转位置的关系的算式的系数等。

此外，修正部51也可以不算出修正量，例如也可以通过采用基于第1编码器1所检测的第1轴AX1的旋转信息而推定的第2轴AX2的旋转信息，从而对第2轴AX2的旋转信息进行修正。例如，修正部51也可以通过将所推定的第2轴AX2的旋转信息与基于第2编码器2的检测结果的第2轴AX1的旋转信息置换，从而对第2轴AX2的旋转信息进行修正。

此外，修正部51可以对第1轴AX1的旋转信息以及第2轴AX2的旋转信息中的至少一方进行修正，也可以不对第1轴AX1的旋转信息或第2轴AX2的旋转信息进行修正。

[驱动装置]

接着，对驱动装置进行说明。图6是表示驱动装置MTR的一例的图。在以下的说明中，对与上述实施方式同一或同等的结构部分标注同一附图标记并对说明进行省略或简略化。该驱动装置MTR是包括电动马达的马达装置。驱动装置MTR具有第1轴AX1、对第1轴AX1进行旋转驱动的主体部(驱动部)BD、以及对第1轴AX1的旋转信息进行检测的编码器装置EC。

旋转轴SF(例如第1轴)具有负载侧端部SFa和负载相反侧端部SFb。负载侧端部SFa连接于减速器等其它的动力传递机构。标尺S经由固定部固定于负载相反侧端部SFb。在固定该标尺S的同时，对编码器装置EC进行安装。编码器装置EC是上述实施方式、变形例或者它们的组合的编码器装置。

在该驱动装置MTR中，图1等所示的马达控制部MC使用编码器装置EC的检测结果来对主体部BD进行控制。对于驱动装置MTR而言，由于没有更换编码器装置EC的电池的必要性或者必要性低，所以能够降低维护成本。此外，驱动装置MTR并不被限定于马达装置，也可以为具有利用液压、气动进行旋转的轴部的其它的驱动装置。

[平台装置]

接着，对平台装置进行说明。图7是表示平台装置STG的图。该平台装置STG是在图6所示的驱动装置MTR的旋转轴SF(第1轴)中的负载侧端部SFa安装有旋转台(移动物体)TB的结构。在以下的说明中，对与上述实施方式同一或同等的结构部分标注同一附图标记并对说明进行省略或简略化。

在平台装置STG中，在对驱动装置MTR进行驱动而使第1轴AX1旋转时，该旋转被传递到旋转台TB。此时，编码器装置EC检测第1轴AX1的角度位置等。因此，通过使用来自编码器装置EC的输出，能够检测旋转台TB的角度位置。此外，也可以在驱动装置MTR的负载侧端部SFa与旋转台TB之间配置减速器等。

这样，由于平台装置STG没有更换编码器装置EC的电池的必要性或者必要性低，所以能够降低维护成本。此外，平台装置STG例如能够适用于车床等机床所具有的旋转台等。

[机器人装置]

接着，对机器人装置进行说明。图8是表示机器人装置RBT的立体图。此外，在图8中示意性地示出了机器人装置RBT的一部分(关节部分)。在以下的说明中，对与上述实施方式同一或同等的结构部分标注同一附图标记并对说明进行省略或简略化。该机器人装置RBT具有第1臂AR1、第2臂AR2、以及关节部JT。第1臂AR1经由关节部JT与第2臂AR2连接。

第1臂AR1具备腕部101、轴承101a以及轴承101b。第2臂AR2具有腕部102以及连接部102a。连接部102a在关节部JT被配置在轴承101a与轴承101b之间。连接部102a与旋转轴SF一体地设置。旋转轴SF在关节部JT被插入到轴承101a与轴承101b这两方中。旋转轴SF中的被插入到轴承101b中的一侧的端部贯通轴承101b并连接于减速器RG。

减速器RG连接于驱动装置MTR，并将驱动装置MTR的旋转减速到例如100分之1等而向旋转轴SF传递。虽然在图8中未图示，但驱动装置MTR的旋转轴SF中的负载侧端部SFa连接于减速器RG。另外，在驱动装置MTR的第1轴AX1中的负载相反侧端部SFb安装有编码器装置EC的标尺S。

在机器人装置RBT中，在对驱动装置MTR进行驱动而使第1轴AX1旋转时，该旋转经由减速器RG被传递到旋转轴SF。通过旋转轴SF的旋转，连接部102a一体地进行旋转，由此，第2臂AR2相对于第1臂AR1进行旋转。此时，编码器装置EC检测第1轴AX1的角度位置等。因此，通过使用来自编码器装置EC的输出，能够对第2臂AR2的角度位置进行检测。

这样，由于机器人装置RBT没有更换编码器装置EC的电池的必要性或者必要性低，所以能够降低维护成本。此外，机器人装置RBT并不限定于上述结构，驱动装置MTR能够适用于具备关节的各种机器人装置。

根据上述实施方式，能够提供一种以简单的结构来得到多旋转信息的编码器装置、驱动装置、平台装置、机器人装置以及多旋转信息算出方法。

此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式或变形例。例如，在上述实施方式或变形例中说明了的1个以上的必要条件有时会被省略。另外，在上述实施方式或变形例中说明了的必要条件能够适当地进行组合。

附图标记说明

1···第1编码器、2···第2编码器、3···变速部、4···检测部、EC···编码器装置、AR1···第1臂、AR2···第2臂、AX1···第1轴、AX2···第2轴、MTR···驱动装置、RBT···机器人装置、STG···平台装置。

Claims (19)

1.一种编码器装置，其特征在于，具备：

第1编码器，所述第1编码器检测第1轴的旋转位置；

第2编码器，所述第2编码器检测相对于所述第1轴以一定的变速比进行旋转的第2轴的旋转位置；以及

检测部，所述检测部基于所述第1编码器所检测的旋转位置和所述第2编码器所检测的旋转位置进行运算处理，并基于该运算结果来检测所述第1轴的多旋转信息。

2.根据权利要求1所述的编码器装置，其特征在于，

所述运算处理包括对所述第1编码器所检测的旋转位置与所述第2编码器所检测的旋转位置之差进行算出的处理。

3.根据权利要求1～3中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

使用2以上的实数N，并且用(1+1/N)或(1-1/N)来表示所述第2轴相对于所述第1轴的变速比。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

所述检测部将所述运算结果与表示所述第1轴的转数相对于所述第1轴和所述第2轴的旋转位置之差的比较信息进行对照，来检测所述多旋转信息。

5.根据权利要求4所述的编码器装置，其特征在于，

所述检测部在从所述第1轴的旋转位置θ1减去所述第2轴的旋转位置θ2而得到的值为负的情况下，对θ3＝θ1-θ2+360°进行算出，并将算出的所述θ3与所述比较信息进行对照，来检测所述多旋转信息。

6.根据权利要求5所述的编码器装置，其特征在于，

所述检测部将所述第1轴的转数相对于所述θ3的比例系数与所述θ3的乘积值的整数部作为所述第1轴的转数而进行算出。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

所述编码器装置具备存储所述比较信息的存储部，

所述检测部使用存储于所述存储部的所述比较信息来检测所述第1轴的转数。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

所述检测部使用所述变速比来算出所述比较信息，并使用该算出结果来检测所述第1轴的转数。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

所述检测部根据在所述第1轴开始旋转时所被供给的电力来检测所述第1轴的转数。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

所述检测部在所述第1编码器检测出所述第1轴的预定的旋转位置的情况和所述第2编码器检测出所述第2轴的预定的旋转位置的情况中的至少一方的情况下，检测所述第1轴的转数。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

所述编码器装置具备以所述变速比连接所述第1轴和所述第2轴的变速部，

所述变速部包括所述第2轴侧相对于所述第1轴侧为高速的加速部和所述第2轴侧相对于所述第1轴侧为低速的减速部。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

所述运算处理基于所述第1编码器所检测的旋转位置和所述第2编码器所检测的旋转位置求出所述第1轴的转数，并对所述第1轴的转数和由所述第1编码器检测的旋转位置进行合成，将该合成结果作为所述第1轴的多旋转信息而进行输出。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的编码器装置，其特征在于，

所述编码器装置具备修正部，所述修正部基于所述第1编码器的检测结果以及所述第2编码器的检测结果中的一方的检测结果来推定根据另一方的检测结果得到的旋转信息，并基于该推定结果，进行第1修正处理，该第1修正处理对根据所述另一方的检测结果得到的旋转信息进行修正。

14.根据权利要求13所述的编码器装置，其特征在于，

所述修正部在根据所述一方的检测结果得到的旋转信息满足预定的条件的情况下，将根据所述另一方的检测结果得到的旋转信息与所述推定结果比较而进行修正。

15.根据权利要求12或14所述的编码器装置，其特征在于，

所述修正部交替地进行所述第1修正处理和第2修正处理，所述第2修正处理基于所述另一方的检测结果来推定根据所述一方的检测结果得到的旋转信息，并基于该推定结果，对根据所述一方的检测结果得到的旋转信息进行修正。

16.一种驱动装置，其特征在于，具备：

如权利要求1～15中任一项所述的编码器装置；

动力供给部，所述动力供给部向所述第1轴或所述第2轴供给动力；以及

控制部，所述控制部使用所述编码器装置的所述检测部所检测的转数来控制所述动力供给部。

17.一种平台装置，其特征在于，具备：

移动物体；和

使所述移动物体移动的如权利要求16所述的驱动装置。

18.一种机器人装置，其特征在于，具备：

如权利要求16所述的驱动装置；和

第1臂和第2臂，所述第1臂和第2臂利用所述驱动装置进行相对移动。

19.一种多旋转信息算出方法，其特征在于，包括：

利用第1编码器检测第1轴的旋转位置的步骤；

利用第2编码器检测相对于所述第1轴以一定的变速比进行旋转的第2轴的旋转位置的步骤；以及

基于所述第1编码器所检测的旋转位置和所述第2编码器所检测的旋转位置进行运算处理，并基于该运算结果来检测包括所述第1轴的转数的信息在内的多旋转信息的步骤。