CN110296724A - 一种偏振角度编码器 - Google Patents

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景国丰
吉玉成
刘晓乐
潘光鑫
段程程
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Abstract

本发明公开了一种偏振角度编码器，包括安装外壳，安装外壳上转动安装有转轴，转轴的一侧设有电机，电机的输出端固定安装有驱动轴，且转轴可拆卸连接在驱动轴上，转轴远离驱动轴一端的外侧壁上固定安装有偏振玻璃盘，偏振玻璃盘的顶壁上固定安装有第一偏振片和第二偏振片，且第一偏振片和第二偏振片均倾斜设置，偏振玻璃盘靠近第一偏振片和第二偏振片一侧的顶壁上刻画有参考点刻线。本发明中与现有光栅编码器相比，偏振角度编码器不需要刻画大量刻线而只需要刻画一道参考点刻线，极大的降低了加工难度，而且偏振玻璃盘较传统光栅刻线玻璃盘成本较低，从而极大的降低了制造成本，经济适用性好。

Description

一种偏振角度编码器
技术领域
本发明涉及角度编码器技术领域，尤其涉及一种偏振角度编码器。
背景技术
如今在工业中的各种伺服电机大量的用到角度编码器，现有的角度编码器一般为光栅编码器和磁编码器，磁编码器由于精度较低，无法满足伺服电机及其它一些高精度场合对编码器的精度需求，所以现在的伺服电机编码器及其它高精度场合所使用的编码器一般都使用光栅编码器，光栅编码器由于需要精密的光栅刻线，制造难度及成本较高，因此需要对此作出改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中光栅编码器制造难度及成本较高的问题，而提出的一种偏振角度编码器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种偏振角度编码器，包括安装外壳，所述安装外壳上转动安装有转轴，所述转轴的一侧设有电机，所述电机的输出端固定安装有驱动轴，且转轴可拆卸连接在驱动轴上，所述转轴远离驱动轴一端的外侧壁上固定安装有偏振玻璃盘，所述偏振玻璃盘的顶壁上固定安装有第一偏振片和第二偏振片，且第一偏振片和第二偏振片均倾斜设置，所述偏振玻璃盘靠近第一偏振片和第二偏振片一侧的顶壁上刻画有参考点刻线，所述偏振玻璃盘的顶端固定安装有第一光敏元件、第二光敏元件和第三光敏元件，且第一光敏元件、第二光敏元件和第三光敏元件分别与第一偏振片、第二偏振片和参考点刻线对应，所述第一光敏元件、第二光敏元件和第三光敏元件上共同连接有电子电路，所述偏振玻璃盘的底端固定安装有第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管，且第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管分别与参考点刻线、第二偏振片和第一偏振片对应，所述第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管的顶端分别固定安装有第三扩束准直镜、第二扩束准直镜和第一扩束准直镜，且第三扩束准直镜、第二扩束准直镜和第一扩束准直镜均位于偏振玻璃盘的下方。
优选地，所述转轴靠近驱动轴一端的外侧壁上固定安装有轴承。
优选地，所述第一偏振片和第二偏振片均倾斜设置，且第一偏振片与第二偏振片的倾斜角度差值为°。
与现有技术相比，本发明有如下有益效果：与现有光栅编码器相比，偏振角度编码器不需要刻画大量刻线而只需要刻画一道参考点刻线，极大的降低了加工难度，而且偏振玻璃盘较传统光栅刻线玻璃盘成本较低，从而极大的降低了制造成本，经济适用性好。
附图说明
图1为本发明提出的一种偏振角度编码器的正面结构示意图。
图中：1第一光敏元件、2第二光敏元件、3第三光敏元件、4第一偏振片、5第二偏振片、6参考点刻线、7偏振玻璃盘、8第一扩束准直镜、9第二扩束准直镜、10第三扩束准直镜、11第一发光二极管、12第二发光二极管、13第三发光二极管、14轴承、15转轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种偏振角度编码器，包括安装外壳，安装外壳上转动安装有转轴15，转轴15的一侧设有电机，电机的输出端固定安装有驱动轴，且转轴15可拆卸连接在驱动轴上，转轴15靠近驱动轴一端的外侧壁上固定安装有轴承14，不仅便于转轴15自由转动，还可以减轻转轴15的轴向载荷。
转轴15远离驱动轴一端的外侧壁上固定安装有偏振玻璃盘7，偏振玻璃盘7的顶壁上固定安装有第一偏振片4和第二偏振片5，且第一偏振片4和第二偏振片5均倾斜设置，第一偏振片4和第二偏振片5均倾斜设置，且第一偏振片4与第二偏振片5的倾斜角度差值为45°，偏振玻璃盘7靠近第一偏振片4和第二偏振片5一侧的顶壁上刻画有参考点刻线6，偏振玻璃盘7的顶端固定安装有第一光敏元件1、第二光敏元件2和第三光敏元件3，且第一光敏元件1、第二光敏元件2和第三光敏元件3分别与第一偏振片4、第二偏振片5和参考点刻线6对应，第一光敏元件1、第二光敏元件2和第三光敏元件3上共同连接有电子电路，偏振玻璃盘7的底端固定安装有第一发光二极管11、第二发光二极管12和第三发光二极管13，且第一发光二极管11、第二发光二极管12和第三发光二极管13分别与参考点刻线6、第二偏振片5和第一偏振片4对应，第一发光二极管11、第二发光二极管12和第三发光二极管13的顶端分别固定安装有第三扩束准直镜10、第二扩束准直镜9和第一扩束准直镜8，且第三扩束准直镜10、第二扩束准直镜9和第一扩束准直镜8均位于偏振玻璃盘7的下方。
本发明中，使用时安装外壳与电机外壳联接，转轴15与驱动轴进行联接，电机转动时转轴15及安装在转轴15上的偏振玻璃盘7跟随转动，第一发光二极管11、第二发光二极管12和第三发光二极管13发出的光经第三扩束准直镜10、第二扩束准直镜9和第一扩束准直镜8后变为平行光，其中两路光线经过偏振玻璃盘7后变为两路偏振光，两路偏振光经过第一偏振片4和第二偏振片5后照射到第一光敏元件1和第二光敏元件2上，从而使光敏元件产生对应的电压，随着偏振玻璃盘7的转动，经过偏振玻璃盘7的两路偏振光的偏振方向发生改变，在经过第一偏振片4和第二偏振片5的进一步偏振后，光的照射强度也随之发生改变，最终导致第一光敏元件1和第二光敏元件2的输出电压为周期变化的正弦波(转轴15每转动半圈电压为一个周期的正弦波)，由于第一偏振片4和第二偏振片5的偏振角度相差45°，所以第一光敏元件1和第二光敏元件2的输出电压实际上是两路相位上相差45°的正弦波，这两路电压信号可由电子电路计算获得空间角度并由输出至上位机，第一发光二极管11发出的光束在经过第三扩束准直镜10准直后照射到偏振玻璃盘7上，每当参考点刻线6经过时将在第三光敏元件3上产生一个零脉冲信号用于确定零位置。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种偏振角度编码器，包括安装外壳，所述安装外壳上转动安装有转轴(15)，其特征在于：所述转轴(15)的一侧设有电机，所述电机的输出端固定安装有驱动轴，且转轴(15)可拆卸连接在驱动轴上，所述转轴(15)远离驱动轴一端的外侧壁上固定安装有偏振玻璃盘(7)，所述偏振玻璃盘(7)的顶壁上固定安装有第一偏振片(4)和第二偏振片(5)，且第一偏振片(4)和第二偏振片(5)均倾斜设置，所述偏振玻璃盘(7)靠近第一偏振片(4)和第二偏振片(5)一侧的顶壁上刻画有参考点刻线(6)，所述偏振玻璃盘(7)的顶端固定安装有第一光敏元件(1)、第二光敏元件(2)和第三光敏元件(3)，且第一光敏元件(1)、第二光敏元件(2)和第三光敏元件(3)分别与第一偏振片(4)、第二偏振片(5)和参考点刻线(6)对应，所述第一光敏元件(1)、第二光敏元件(2)和第三光敏元件(3)上共同连接有电子电路，所述偏振玻璃盘(7)的底端固定安装有第一发光二极管(11)、第二发光二极管(12)和第三发光二极管(13)，且第一发光二极管(11)、第二发光二极管(12)和第三发光二极管(13)分别与参考点刻线(6)、第二偏振片(5)和第一偏振片(4)对应，所述第一发光二极管(11)、第二发光二极管(12)和第三发光二极管(13)的顶端分别固定安装有第三扩束准直镜(10)、第二扩束准直镜(9)和第一扩束准直镜(8)，且第三扩束准直镜(10)、第二扩束准直镜(9)和第一扩束准直镜(8)均位于偏振玻璃盘(7)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种偏振角度编码器，其特征在于：所述转轴(15)靠近驱动轴一端的外侧壁上固定安装有轴承(14)。
3.根据权利要求1所述的一种偏振角度编码器，其特征在于：所述第一偏振片(4)和第二偏振片(5)均倾斜设置，且第一偏振片(4)与第二偏振片(5)的倾斜角度差值为45°。
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06288792A (ja) * 1993-04-06 1994-10-18 Shinko Electric Co Ltd 磁気ロータリーエンコーダ
US5424535A (en) * 1993-04-29 1995-06-13 The Boeing Company Optical angle sensor using polarization techniques
CN2519238Y (zh) * 2001-12-20 2002-10-30 武汉大学 伪随机码轴角编码器
CN1428594A (zh) * 2001-12-28 2003-07-09 富士施乐株式会社 光学式编码器和编码器用标尺
DE102006024179A1 (de) * 2005-05-31 2007-01-04 Siemens Ag Laser-Codierungsvorrichtung, Verfahren zum Messen des Winkelbetrags einer Drehung eines Objekts und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
CN101727924A (zh) * 2008-10-10 2010-06-09 索尼株式会社 记录和再现设备以及偏振方向控制方法
CN102150017A (zh) * 2008-09-12 2011-08-10 莱卡地球系统公开股份有限公司 确定位置的方法和装置
CN102175184A (zh) * 2011-01-10 2011-09-07 中国科学院光电技术研究所 偏振光栅自参考自准直二维测角装置
US20130306845A1 (en) * 2012-05-15 2013-11-21 Sick Stegmann Gmbh Transmission and reception unit and rotary encoder comprising same
TW201428240A (zh) * 2013-01-14 2014-07-16 Prec Machinery Res & Dev Ct 角度編碼器之角度檢知方法
CN104567956A (zh) * 2014-12-22 2015-04-29 佛山轻子精密测控技术有限公司 一种相对式旋转编码器及其测量方法
CN108202326A (zh) * 2016-12-19 2018-06-26 精工爱普生株式会社 编码器、机器人以及打印机
CN208140148U (zh) * 2018-05-09 2018-11-23 重庆市计量质量检测研究院 一种角度编码器检测装置
CN109458956A (zh) * 2018-12-06 2019-03-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种利用偏振原理的扭转角测量装置及方法
CN209992001U (zh) * 2019-07-31 2020-01-24 烟台环球数控科技有限公司 一种偏振角度编码器

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06288792A (ja) * 1993-04-06 1994-10-18 Shinko Electric Co Ltd 磁気ロータリーエンコーダ
US5424535A (en) * 1993-04-29 1995-06-13 The Boeing Company Optical angle sensor using polarization techniques
CN2519238Y (zh) * 2001-12-20 2002-10-30 武汉大学 伪随机码轴角编码器
CN1428594A (zh) * 2001-12-28 2003-07-09 富士施乐株式会社 光学式编码器和编码器用标尺
DE102006024179A1 (de) * 2005-05-31 2007-01-04 Siemens Ag Laser-Codierungsvorrichtung, Verfahren zum Messen des Winkelbetrags einer Drehung eines Objekts und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
CN102150017A (zh) * 2008-09-12 2011-08-10 莱卡地球系统公开股份有限公司 确定位置的方法和装置
CN101727924A (zh) * 2008-10-10 2010-06-09 索尼株式会社 记录和再现设备以及偏振方向控制方法
CN102175184A (zh) * 2011-01-10 2011-09-07 中国科学院光电技术研究所 偏振光栅自参考自准直二维测角装置
US20130306845A1 (en) * 2012-05-15 2013-11-21 Sick Stegmann Gmbh Transmission and reception unit and rotary encoder comprising same
TW201428240A (zh) * 2013-01-14 2014-07-16 Prec Machinery Res & Dev Ct 角度編碼器之角度檢知方法
CN104567956A (zh) * 2014-12-22 2015-04-29 佛山轻子精密测控技术有限公司 一种相对式旋转编码器及其测量方法
CN108202326A (zh) * 2016-12-19 2018-06-26 精工爱普生株式会社 编码器、机器人以及打印机
CN208140148U (zh) * 2018-05-09 2018-11-23 重庆市计量质量检测研究院 一种角度编码器检测装置
CN109458956A (zh) * 2018-12-06 2019-03-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种利用偏振原理的扭转角测量装置及方法
CN209992001U (zh) * 2019-07-31 2020-01-24 烟台环球数控科技有限公司 一种偏振角度编码器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王亚峰等编: "《新型传感器技术及应用》", 中国计量出版社, pages: 148 - 151 *

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