CN108444506A - 编码器码盘、绝对值编码器、位置获取方法及系统 - Google Patents

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CN108444506A CN201810549809.8A CN201810549809A CN108444506A CN 108444506 A CN108444506 A CN 108444506A CN 201810549809 A CN201810549809 A CN 201810549809A CN 108444506 A CN108444506 A CN 108444506A
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Abstract

本发明提供了一种编码器码盘、绝对值编码器、位置获取方法及系统，所述编码器码盘包括光栅盘，所述光栅盘的盘面上设有第一码道、第二码道及第三码道，且所述第一码道、第二码道及第三码道的圆心分别位于所述光栅盘的旋转中心；所述第一码道的刻线总数为m×n，所述第二码道的刻线总数为m×n－1，所述第三码道的刻线总数为m×(n－1)，所述m、n为大于2的正整数。本发明通过三游标码道的设计，提高了绝对值编码器的容错能力、精度及稳定性。

Description

编码器码盘、绝对值编码器、位置获取方法及系统
技术领域
本发明涉及编码器领域，更具体地说，涉及一种编码器码盘、绝对值编码器、位置获取方法及系统。
背景技术
随着工控技术的飞速发展，制造业产业升级的不断推进，为伺服产业的发展提供了巨大的市场。编码器作为伺服系统中的反馈器件，有效提高了伺服系统的工作精度。近年来，随着汽车行业、数控机床行业、电梯行业、特别是航空航天的飞速发展，对于编码器的精度、分辨力、可靠性、抗干扰性、稳定性的要求越来越高。
由于增量式编码器技术门槛低，目前光电编码器大多是增量式编码器，但由于工作原理的限制，增量式编码器很难适应高速高精度伺服系统的要求。绝对值编码器由于具有多种输出码制及掉电保存等优势，越来越得到广泛应用，但绝对值编码器仍然存在可靠性不高、容错性较低等缺点。
为提高绝对值编码器的精度，出现了基于游标解算原理的绝对值光电编码器。如图1所示，上述绝对值光电编码器的码盘由两条刻线数不同的码道P1、P2组成(其中码道P2的单位刻线较长)，当转子运行到码道P1的第X个栅格时，将两个码道P1、P2的正余弦信号的反正切值作差，得到唯一固定范围的相位差值且该相位差值θ满足：
(2π/码道P2的刻线数)×(X-1)<θ<＝(2π/码道P2的刻线数)×X，由此可以实现转子当前位置h的绝对位置(h＝log2码道P2的刻线数)，如求得1024和1023两个码道各位置的相位差即可实现10位分辨率的绝对定位。
由于上述相位差值θ是由正余弦信号计算求得，外界环境对其中任意一条码道带来的污染必将至少造成绝对位置低位的分辨不清，导致定位不准或出错，形成编码器低精度、低容错的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述绝对值编码器定位不准、低容错的问题，提供一种编码器码盘、绝对值编码器、位置获取方法及系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种编码器码盘，包括光栅盘，所述光栅盘的盘面上设有第一码道、第二码道及第三码道，且所述第一码道、第二码道及第三码道的圆心分别位于所述光栅盘的旋转中心；所述第一码道的刻线总数为m×n，所述第二码道的刻线总数为m×n－1，所述第三码道的刻线总数为m×(n－1)，所述m、n为大于2的正整数。
本发明还提供一种绝对值编码器，包括转轴、发光组件、感光元件以及如上所述的编码器码盘，且所述转轴垂直固定到所述光栅盘的旋转中心。
本发明还提供一种位置获取方法，用于根据如上所述的绝对值编码器的感光元件的输出生成位置信号，所述方法包括以下步骤：
采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第一码道的第一正余弦信号，并根据所述第一正余弦信号获得当前时刻的第一象限值；
根据所述第一正余弦信号解算出当前时刻的精码角度值；
将所述当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得当前时刻的第一高位绝对位置；
将所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的精码角度值进行组合获得所述绝对值编码器当前时刻的输出位置。
在本发明所述的位置获取方法中，所述方法还包括：
采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第二码道的第二正余弦信号，并根据所述第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值；
将所述当前时刻的第二象限值与前一时刻的第二高位绝对位置组合获得当前时刻的第二高位绝对位置；
在所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的第二高位绝对位置的计数差不大于设定阈值，将所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述精码角度值进行组合获得所述绝对值编码器当前时刻的输出位置。
在本发明所述的位置获取方法中，所述方法还包括在所述绝对值编码器第一次上电时执行的以下步骤：
采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第二码道的第二正余弦信号以及当前时刻对应于所述第三码道的第三正余弦信号；
根据当前时刻的第一正余弦信号计算对应于所述第一码道的第一相位值，根据当前时刻的第二正余弦信号计算对应于所述第二码道的第二相位值以及根据当前时刻的第三正余弦信号计算对应于所述第三码道的第三相位值；
根据所述第一相位值和第二相位值之差获得第一当前绝对位置，并根据所述第一相位值与第三相位值之差获得第二当前绝对位置；
将所述第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置；
将所述当前时刻的第一象限值与所述当前粗码绝对位置组合为当前时刻的第一高位绝对位置，将所述当前时刻的第二象限值与所述当前粗码绝对位置组合为当前时刻的第二高位绝对位置。
在本发明所述的位置获取方法中，在将所述第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置时，将所述第一当前绝对位置的高a位作为所述粗码绝对位置的高a位、将所述第二当前绝对位置的高b位作为所述粗码绝对位置的低b位，且所述a＝log2m、b＝log2n。
在本发明所述的位置获取方法中，所述根据所述第一正余弦信号获得当前时刻的第一象限值、根据所述第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值包括：
将所述第一正余弦信号转化为第一正交方波，并根据所述第一正交方波获得当前时刻的第一象限值；
将所述第二正余弦信号转化为第二正交方波，并根据所述第二正交方波获得当前时刻的第二象限值。
本发明还提供一种位置获取系统，包括存储装置和处理装置，所述存储装置中存储有供所述处理装置运行的代码，以执行如上所述的方法。
本发明还提供一种位置获取系统，用于根据如上所述的绝对值编码器的感光元件的输出生成位置信号，所述系统包括采样单元、第一解算单元、象限计算单元、第二解算单元、位置组合单元，其中：
所述采样单元，用于采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第一码道的第一正余弦信号；
所述第一解算单元，用于根据所述第一正余弦信号解算出当前时刻的精码角度值；
所述象限计算单元，用于根据所述第一正余弦信号获得当前时刻的第一象限值；
所述第二解算单元，用于将所述当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得当前时刻的第一高位绝对位置；
所述位置组合单元，用于将所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的精码角度值进行组合获得所述绝对值编码器当前时刻的输出位置。
在本发明所述的位置获取系统中，所述采样单元还用于采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第二码道的第二正余弦信号；所述象限计算单元还用于根据所述第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值；所述第二解算单元还用于将所述当前时刻的第二象限值与前一时刻的第二高位绝对位置组合获得当前时刻的第二高位绝对位置；
所述位置组合单元在所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的第二高位绝对位置的计数差不大于设定阈值时，将所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述精码角度值进行组合获得所述绝对值编码器当前时刻的输出位置。
在本发明所述的位置获取系统中，所述采样单元还用于采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第三码道的第三正余弦信号；所述系统还包括用于在所述绝对值编码器第一次上电时获得第一高位绝对位置和第二高位绝对位置的初始值的初始化单元；所述初始化单元包括相位值计算子单元、相位差计算子单元、粗码计算子单元以及拼接计算子单元，其中：
所述相位值计算子单元，用于根据当前时刻的第一正余弦信号计算对应于所述第一码道的第一相位值，根据当前时刻的第二正余弦信号计算对应于所述第二码道的第二相位值以及根据当前时刻的第三正余弦信号计算对应于所述第三码道的第三相位值；
所述相位差计算子单元，用于根据所述第一相位值和第二相位值之差获得第一当前绝对位置，并根据所述第一相位值与第三相位值之差获得第二当前绝对位置；
所述粗码计算子单元，用于将所述第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置；
所述拼接计算子单元，用于将所述当前时刻的第一象限值与所述当前粗码绝对位置组合为第一高位绝对位置初始值，将所述当前时刻的第二象限值与所述当前粗码绝对位置组合为第二高位绝对位置初始值。
在本发明所述的位置获取系统中，所述粗码计算子单元在将所述第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置时，将所述第一当前绝对位置的高a位作为所述粗码绝对位置的高a位、将所述第二当前绝对位置的高b位作为所述粗码绝对位置的低b位，且所述a＝log2m、b＝log2n。
本发明的编码器码盘、绝对值编码器、位置获取方法及系统，通过三游标码道的设计，提高了绝对值编码器的容错能力、精度及稳定性。本发明还通过两组游标码进行组合，实现了自诊断功能。
附图说明
图1是现有通过两条码道进行定位的原理图；
图2是本发明编码器码盘实施例的示意图；
图3是本发明绝对值编码器实施例的示意图；
图4是本发明位置获取方法第一实施例的流程示意图；
图5是本发明位置获取方法第二实施例的流程示意图；
图6是本发明位置获取方法第三实施例的流程示意图；
图7是本发明位置获取系统第一实施例的示意图；
图8是本发明位置获取系统第二实施例的示意图；
图9是本发明位置获取系统中初始化单元实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2所示，是本发明编码器码盘实施例的示意图，该编码器码盘可用于绝对值光电编码器，以辅助实现精确定位。本实施例中编码器码盘包括光栅盘1，且该光栅盘1的盘面上设有第一码道11、第二码道12及第三码道13，且第一码道11、第二码道12及第三码道13的圆心分别位于光栅盘1的旋转中心。上述第一码道11、第二码道12及第三码道13相邻设置。
上述第一码道11、第二码道12及第三码道13上分别具有刻线，且第一码道11的刻线总数为m×n，第二码道12的刻线总数为m×n－1，第三码道13的刻线总数为m×(n－1)。上述m、n为大于2的正整数，具体可根据精度要求、应用场景等调整m、n的具体值。较佳地，可选取m×n＝2x，m和n选择大小较为接近的两个数值，且x为任意正整数。特别地，上述第二码道12可位于最外侧、第三码道13则位于最内侧，即第二码道12的半径大于第一码道11的半径，第一码道11的半径大于第三码道13的半径
由于上述编码器码盘具有三个码道，即第一码道11、第二码道12及第三码道13，在其应用于绝对值编码器，可通过对三个码道的识别与计算，大幅提高绝对值编码器的精度、自诊断和容错力。
如图3所示，是本发明绝对值编码器实施例的示意图，该绝对值编码器可用于实现伺服电机等的运转控制。本实施例中的绝对值编码器包括转轴2、发光组件3(列入LED灯组)、感光元件4(例如可采用光电池芯片，其可固定到印刷电路板5)以及上述的编码器码盘。转轴2垂直固定到光栅盘1的旋转中心，并在该绝对值编码器运行时，带动光栅盘1转动，感光元件根据发光组件透过编码器码盘1的第一码道11、第二码道12及第三码道13上的刻线的光生成相应的正余弦信号。
如图4所示，是本发明位置获取方法实施例的示意图，该方法用于根据如图3所示的绝对值编码器的感光元件的输出生成位置信号，从而实现高精度定位。该位置获取方法在绝对值编码器稳定运行过程中(即非编码器第一次上电时)执行，具体地，该方法包括以下步骤：
步骤S41：采样绝对值编码器中感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于第一码道11的第一正余弦信号。
步骤S42：根据上述第一正余弦信号解码获得当前时刻的精码角度值，以及根据上述第一正余弦信号获得当前时刻的第一象限值。
上述精码角度值对应于第一码道11的刻线的当前时刻角度。而当前时刻的第一象限值即为第一码道的当前刻线对应的象限。
该步骤中，可通过以下方式获得当前时刻的第一象限值：将第一正余弦信号转化为第一正交方波，并根据第一正交方波获得当前时刻的第一象限值。
具体地，在第一正交方波中，若对应正弦信号的脉冲和对应余弦信号的电平都大于零，则确定当前第一码道的刻线位于第一象限，可将第一象限值输出为00；若对应正弦信号的电平大于零且对应余弦信号的电平小于零，则确定当前第一码道的刻线位于第二象限，可将第一象限值输出为01；若对应正弦信号的电平和对应余弦信号的电平都小于零，则确定当前第一码道的刻线位于第三象限，可将第一象限值输出为10；若对应正弦信号的电平小于零且对应余弦信号的电平大于零，则确定当前第一码道的刻线位于第四象限，可将第一象限值输出为11。
步骤S43：将当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得当前时刻的第一高位绝对位置。
具体地，在该步骤中，当前时刻的第一高位绝对位置可通过将当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得。而第一高位绝对位置的初始值(即绝对值编码器第一次上电时对应的第一高位绝对位置)则可通过初始化步骤计算获得。
步骤S44：将当前时刻的第一高位绝对位置与当前时刻的精码角度值进行组合获得绝对值编码器当前时刻的输出位置。具体地，在上述绝对位置中的高位可由当前时刻的第一高位绝对位置构成、低位则由当前时刻的精码角度值构成。
上述位置获取方法可在正常运行时，仅根据第一码道11的反馈信号即可实现绝对位置定位，节省了编码器高速旋转时的绝对角度计算时间。
如图5所示，在本发明的位置获取方法的第二实施例中，包括以下步骤：
步骤S51：采样绝对值编码器中感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于第一码道11的第一正余弦信号、对应于第二码道12的第二正余弦信号、对应于第三码道13的第三正余弦信号。
步骤S52：根据上述第一正余弦信号解码获得当前时刻的精码角度值以及当前时刻的第一象限值，同时根据第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值。上述精码角度值对应于第一码道11的刻线的当前时刻角度，当前时刻的第一象限值即为第一码道11的当前刻线对应的象限，当前时刻的第二象限值即为第二码道12的当前刻线对应的象限。
该步骤中，可通过将第一正余弦信号转化为第一正交方波，并根据第一正交方波获得当前时刻的第一象限值；同样地，可通过将第二正余弦信号转化为第二正交方波，并根据第二正交方波获得当前时刻的第二象限值。
步骤S53：判断当前时刻是否为绝对值编码器第一次上电，若为绝对值编码器第一次上电，则执行步骤S54～S57的初始化操作(即获得第一高位绝对位置的初始值的操作)，否则直接执行步骤S58。
步骤S54：根据当前时刻的第一正余弦信号计算对应于第一码道11的第一相位值，根据当前时刻的第二正余弦信号计算对应于第二码道12的第二相位值以及根据当前时刻的第三正余弦信号计算对应于第三码道13的第三相位值。
具体地，上述第一相位值可通过对第一正余弦信号进行反正切运算获得，第二相位值可通过对第二正余弦信号进行反正切运算获得，第三相位值可通过对第三正余弦信号进行反正切运算获得。
步骤S55：根据第一相位值和第二相位值之差获得第一当前绝对位置，并根据第一相位值与第三相位值之差获得第二当前绝对位置。
步骤S56：将第一当前绝对位置与第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置。
具体地，在该步骤中，可通过将第一当前绝对位置的高a位作为粗码绝对位置的高a位、将第二当前绝对位置的高b位作为粗码绝对位置的低b位拼接组成粗码绝对位置。特别地，上述a＝log2m、b＝log2n。
此外，在该步骤中，还可以包括确认操作，即判断拼接是否正确，如果不正确则需要补偿和校正后再返回步骤56，如果正确则执行步骤S57。
步骤S57：将当前时刻的第一象限值与当前粗码绝对位置组合为当前时刻的第一高位绝对位置(即第一高位绝对位置的初始值)，然后执行步骤S59。
步骤S58：将当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得当前时刻的第一高位绝对位置。
步骤S59：将当前时刻的第一高位绝对位置与当前时刻的精码角度值进行组合获得绝对值编码器当前时刻的输出位置。具体地，在上述绝对位置中的高位可由当前时刻的第一高位绝对位置构成、低位则由当前时刻的精码角度值构成。
在上述位置获取方法中，还可包括一个自诊断操作，如图6所示，该实施例具体包括以下步骤：
步骤S611：采样绝对值编码器中感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于第一码道11的第一正余弦信号、对应于第二码道12的第二正余弦信号、对应于第三码道13的第三正余弦信号。
步骤S612：根据上述第一正余弦信号解码获得当前时刻的精码角度值以及当前时刻的第一象限值，同时根据第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值。上述精码角度值对应于第一码道11的刻线的当前时刻角度，当前时刻的第一象限值即为第一码道11的当前刻线对应的象限，当前时刻的第二象限值即为第二码道12的当前刻线对应的象限。
该步骤中，可通过将第一正余弦信号转化为第一正交方波，并根据第一正交方波获得当前时刻的第一象限值；同样地，可通过将第二正余弦信号转化为第二正交方波，并根据第二正交方波获得当前时刻的第二象限值。
步骤S613：判断当前时刻是否为绝对值编码器第一次上电，若为绝对值编码器第一次上电，则执行步骤S614，否则直接执行步骤S618。
步骤S614：根据当前时刻的第一正余弦信号计算对应于第一码道11的第一相位值，根据当前时刻的第二正余弦信号计算对应于第二码道12的第二相位值以及根据当前时刻的第三正余弦信号计算对应于第三码道13的第三相位值。
步骤S615：根据第一相位值和第二相位值之差获得第一当前绝对位置，并根据第一相位值与第三相位值之差获得第二当前绝对位置。
步骤S616：将第一当前绝对位置与第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置。
步骤S617：将当前时刻的第一象限值与当前粗码绝对位置组合为当前时刻的第一高位绝对位置(即第一高位绝对位置的初始值)，并将当前时刻的第二象限值与当前粗码绝对位置组合为当前时刻的第二高位绝对位置(即第二高位绝对位置的初始值)，然后执行步骤S619。
步骤S618：根据前一时刻的第一高位绝对位置获得当前时刻的第一高位绝对位置，以及根据前一时刻的第二高位绝对位置组合获得当前时刻的第二高位绝对位置。具体地，当前时刻的第一高位绝对位置可由当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得；当前时刻的第二高位绝对位置可由当前时刻的第二象限值与前一时刻的第二高位绝对位置组合获得。
步骤S619：将当前时刻的第一高位绝对位置与当前时刻的第二高位绝对位置进行差值运算，获得计数差。
步骤S620：判断当前时刻的第一高位绝对位置与当前时刻的第二高位绝对位置的计数差是否大于设定阈值，并在上述计数差大于设定阈值时执行步骤S621，否则执行步骤S622。
步骤S621：输出报警信号，具体地，可通过蜂鸣器发声、或LED灯闪烁等方式输出报警信号。
步骤S622：将当前时刻的第一高位绝对位置与当前时刻的精码角度值进行组合获得绝对值编码器当前时刻的输出位置。
上述位置获取方法通过三游标码道(即第一码道11、第二码道12、第三码道13)的定位信号，将两组游标码进行组合，并实现了自诊断功能，大大提高了绝对值编码器的容错能力、精度及稳定性，填补了国内高精度、高稳定性绝对值编码器的空白。
如图7所示，是本发明位置获取系统实施例的示意图，该位置获取系统可集成到绝对值编码器，或与绝对值编码器中的感光元件的输出连接的装置。本实施例中的位置获取系统包括存储装置71和处理装置72，且存储装置71中存储有供处理装置72中运行的代码，以执行如上所述的方法。
如图8所示，是本发明位置获取系统第二实施例的示意图，其用于根据图3中的绝对值编码器的感光元件的输出生成位置信号。本实施例的位置获取系统包括采样单元81、象限计算单元82、第一解算单元83、第二解算单元84、位置组合单元85，上述采样单元81、象限计算单元82、第一解算单元83、第二解算单元84、位置组合单元85可结合运行在微处理器中的软件实。
采样单元81用于采样绝对值编码器的感光元件的输出信号，并获得当前时刻对应于第一码道11的第一正余弦信号。第一解算单元83用于根据采样单元81采样获得的第一正余弦信号解算出当前时刻的精码角度值(即第一码道的当前刻线对应的角度)。象限计算单元82用于根据采样单元81采样获得的第一正余弦信号获得当前时刻的第一象限值。第二解算单元84用于将当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得当前时刻的第一高位绝对位置。位置组合单元85用于将当前时刻的第一高位绝对位置与第一解算单元83解算出的当前时刻的精码角度值进行组合，获得绝对值编码器当前时刻的输出位置。
上述位置获取系统还可包括报警单元，相应地，采样单元81还用于采样感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于第二码道12的第二正余弦信号；象限计算单元82还用于根据第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值；第二解算单元84还用于将当前时刻的第二象限值与前一时刻的第二高位绝对位置组合获得当前时刻的第二高位绝对位置。
报警单元判断当前时刻的第一高位绝对位置与当前时刻的第二高位绝对位置的计数差是否大于设定阈值，并在计数差大于设定阈值时输出报警信号。位置组合单元85在上述计数差不大于设定阈值时，将当前时刻的第一高位绝对位置与精码角度值进行组合获得绝对值编码器当前时刻的输出位置。
此外，如图9所示，上述位置获取系统还可包括初始化单元86，该初始化单元86用于在绝对值编码器第一次上电时获得第一高位绝对位置和第二高位绝对位置的初始值。此时，采样单元81还用于采样感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于第三码道13的第三正余弦信号。上述初始化单元86具体可包括相位值计算子单元861、相位差计算子单元862、粗码计算子单元863以及拼接计算子单元864。
上述相位值计算子单元861用于根据当前时刻的第一正余弦信号计算对应于第一码道的第一相位值，根据当前时刻的第二正余弦信号计算对应于第二码道的第二相位值以及根据当前时刻的第三正余弦信号计算对应于第三码道的第三相位值。相位差计算子单元862用于根据第二相位值和第一相位值之差获得第一当前绝对位置，并根据第一相位值与第三相位值之差获得第二当前绝对位置。粗码计算子单元863用于将第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置。拼接计算子单元864用于将当前时刻的第一象限值与当前粗码绝对位置组合为第一高位绝对位置初始值，将当前时刻的第二象限值与当前粗码绝对位置组合为第二高位绝对位置初始值。
特别地，粗码计算子单元863在将第一当前绝对位置与第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置时，将第一当前绝对位置的高a位作为粗码绝对位置的高a位、将第二当前绝对位置的高b位作为所述粗码绝对位置的低b位，且a＝log2m、b＝log2n。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种编码器码盘，其特征在于，包括光栅盘，所述光栅盘的盘面上设有第一码道、第二码道及第三码道，且所述第一码道、第二码道及第三码道的圆心分别位于所述光栅盘的旋转中心；所述第一码道的刻线总数为m×n，所述第二码道的刻线总数为m×n－1，所述第三码道的刻线总数为m×(n－1)，所述m、n为大于2的正整数。
2.一种绝对值编码器，其特征在于，包括转轴、发光组件、感光元件以及如权利要求1所述的编码器码盘，且所述转轴垂直固定到所述光栅盘的旋转中心。
3.一种位置获取方法，其特征在于，用于根据所述权利要求2中的绝对值编码器的感光元件的输出生成位置信号，所述方法包括以下步骤：
采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第一码道的第一正余弦信号，并根据所述第一正余弦信号获得当前时刻的第一象限值；
根据所述第一正余弦信号解算出当前时刻的精码角度值；
将所述当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得当前时刻的第一高位绝对位置；
将所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的精码角度值进行组合获得所述绝对值编码器当前时刻的输出位置。
4.根据权利要求3所述的位置获取方法，其特征在于，所述方法还包括：
采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第二码道的第二正余弦信号，并根据所述第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值；
将所述当前时刻的第二象限值与前一时刻的第二高位绝对位置组合获得当前时刻的第二高位绝对位置；
在所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的第二高位绝对位置的计数差不大于设定阈值时，将所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的精码角度值进行组合获得所述绝对值编码器当前时刻的输出位置。
5.根据权利要求4所述的位置获取方法，其特征在于，所述方法还包括在所述绝对值编码器第一次上电时执行的以下步骤：
采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第二码道的第二正余弦信号以及当前时刻对应于所述第三码道的第三正余弦信号；
根据当前时刻的第一正余弦信号计算对应于所述第一码道的第一相位值，根据当前时刻的第二正余弦信号计算对应于所述第二码道的第二相位值以及根据当前时刻的第三正余弦信号计算对应于所述第三码道的第三相位值；
根据所述第一相位值和第二相位值之差获得第一当前绝对位置，并根据所述第一相位值与第三相位值之差获得第二当前绝对位置；
将所述第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置；
将所述当前时刻的第一象限值与所述当前粗码绝对位置组合为当前时刻的第一高位绝对位置，将所述当前时刻的第二象限值与所述当前粗码绝对位置组合为当前时刻的第二高位绝对位置。
6.根据权利要求5所述的位置获取方法，其特征在于，在将所述第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置时，将所述第一当前绝对位置的高a位作为所述粗码绝对位置的高a位、将所述第二当前绝对位置的高b位作为所述粗码绝对位置的低b位，且所述a＝log2m、b＝log2n。
7.根据权利要求4所述的位置获取方法，其特征在于，所述根据所述第一正余弦信号获得当前时刻的第一象限值、根据所述第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值包括：
将所述第一正余弦信号转化为第一正交方波，并根据所述第一正交方波获得当前时刻的第一象限值；
将所述第二正余弦信号转化为第二正交方波，并根据所述第二正交方波获得当前时刻的第二象限值。
8.一种位置获取系统，其特征在于，包括存储装置和处理装置，所述存储装置中存储有供所述处理装置运行的代码，以执行如权利要求3-7中任一项所述的方法。
9.一种位置获取系统，其特征在于，用于根据所述权利要求2中的绝对值编码器的感光元件的输出生成位置信号，所述系统包括采样单元、第一解算单元、象限计算单元、第二解算单元、位置组合单元，其中：
所述采样单元，用于采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第一码道的第一正余弦信号；
所述第一解算单元，用于根据所述第一正余弦信号解算出当前时刻的精码角度值；
所述象限计算单元，用于根据所述第一正余弦信号获得当前时刻的第一象限值；
所述第二解算单元，用于将所述当前时刻的第一象限值与前一时刻的第一高位绝对位置组合获得当前时刻的第一高位绝对位置；
所述位置组合单元，用于将所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的精码角度值进行组合获得所述绝对值编码器当前时刻的输出位置。
10.根据权利要求9所述的位置获取系统，其特征在于，所述采样单元还用于采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第二码道的第二正余弦信号；所述象限计算单元还用于根据所述第二正余弦信号获得当前时刻的第二象限值；所述第二解算单元还用于将所述当前时刻的第二象限值与前一时刻的第二高位绝对位置组合获得当前时刻的第二高位绝对位置；
所述位置组合单元在所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述当前时刻的第二高位绝对位置的计数差不大于设定阈值时，将所述当前时刻的第一高位绝对位置与所述精码角度值进行组合获得所述绝对值编码器当前时刻的输出位置。
11.根据权利要求9所述的位置获取系统，其特征在于，所述采样单元还用于采样所述感光元件的输出信号，获得当前时刻对应于所述第三码道的第三正余弦信号；所述系统还包括用于在所述绝对值编码器第一次上电时获得第一高位绝对位置和第二高位绝对位置的初始值的初始化单元；所述初始化单元包括相位值计算子单元、相位差计算子单元、粗码计算子单元以及拼接计算子单元，其中：
所述相位值计算子单元，用于根据当前时刻的第一正余弦信号计算对应于所述第一码道的第一相位值，根据当前时刻的第二正余弦信号计算对应于所述第二码道的第二相位值以及根据当前时刻的第三正余弦信号计算对应于所述第三码道的第三相位值；
所述相位差计算子单元，用于根据所述第一相位值和第二相位值之差获得第一当前绝对位置，并根据所述第一相位值与第三相位值之差获得第二当前绝对位置；
所述粗码计算子单元，用于将所述第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置；
所述拼接计算子单元，用于将所述当前时刻的第一象限值与所述当前粗码绝对位置组合为第一高位绝对位置初始值，将所述当前时刻的第二象限值与所述当前粗码绝对位置组合为第二高位绝对位置初始值。
12.根据权利要求11所述的位置获取系统，其特征在于，所述粗码计算子单元在将所述第一当前绝对位置与所述第二当前绝对位置拼接组成当前粗码绝对位置时，将所述第一当前绝对位置的高a位作为所述粗码绝对位置的高a位、将所述第二当前绝对位置的高b位作为所述粗码绝对位置的低b位，且所述a＝log2m、b＝log2n。
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