CN208366358U - 编码装置、系统及编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种编码装置、系统以及编码器，涉及无线编码的技术领域，该装置包括编码盘及传感器；该编码盘安装在旋转部件上，编码盘上设置有圆形的刻度表，刻度表包括零位标记刻度块，刻度表为横向开口结构；刻度表以实体压铸的形式固定在编码盘表面；该传感器可旋转的安装在编码盘上。本实用新型提供了一种编码装置、系统以及编码器，解决了编码装置安装不牢固、旋转易变形的技术问题，提高了测量的精确性和稳定性。

Description

编码装置、系统及编码器

技术领域

本实用新型涉及无线编码的技术领域，尤其是涉及一种编码装置、系统及编码器。

背景技术

随着智能制造的快速发展，工厂智能化已成为不可逆的发展趋势，任何智能化控制装置和系统都离不开传感器，而各类传感器变成了该装置和系统的“眼睛”和“触角”。

轮式移动机器人作为智能化控制装置和系统中的一员，因为高效、安全的运行方式受到各行各业的关注，因此在智能化工厂里担当重要角色。轮式移动机器人有多种导航方式，其中激光导航是目前应用最为灵活和定位最精确的导航方式。激光导航方式是激光扫描传感器对轮式移动机器人周转环境进行扫描测量，然后定位当前的坐标，通过一定的算法生成路径进行自主运行。

导航型的激光扫描传感器由于采用360°无盲区扫描，其旋转部件的旋转角度需要精确的反馈，因此需要编码器来测量旋转角度，而编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，其中，激光扫描传感器上应用的是旋转式增量编码器，该编码器结构简单，包括：编码装置和控制电路，在现有技术中，激光扫描传感器的编码装置中的编码盘采用薄片式环形结构，该编码盘上粘贴或印刷有反光标记，将反光标记粘贴或印刷在编码盘上的过程不容易，且安装不牢固，同时，该环形结构的编码盘在安装过程中也极易发生形变，进而导致反光标记发生形变，从而在测量角度时产生误差，造成测量的精确度低，稳定性变差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种编码装置、系统及编码器，以缓解现有技术中存在的编码装置中的编码盘采用薄片式环形结构造成的测量角度精确度低、稳定差的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种编码装置，该编码装置应用于感测激光扫描传感器旋转部件的旋转角度，该装置包括：编码盘及传感器；编码盘安装在旋转部件上，编码盘上设置有圆形的刻度表，刻度表包括零位标记刻度块，刻度表为横向开口结构；刻度表以实体压铸的形式固定在编码盘表面；传感器可旋转的安装在编码盘上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，传感器为包括发射端与接收端的收发一体的光电传感器，该光电传感器安装在刻度表上。

结合第一方面第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，刻度表还包括多个定位标记刻度块，每一定位标记刻度块的形状和大小相同。

结合第一方面第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，相邻定位标记刻度块刻度之间的间距相同。

结合第一方面第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，发射端与接收端分别相对位于定位标记刻度块的两侧。

结合第一方面第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，光电传感器设置有横向矩形槽孔，发射端与接收端设置在光电传感器的开设有矩形槽孔的内表面。

结合第一方面第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，传感器的矩形槽孔的高度大于定位标记刻度块的高度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，编码盘为PCB板结构。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种编码器，编码器应用于激光扫描传感器，该编码器包括：第一方面所述的编码装置，还包括控制电路，控制电路与编码装置相连。

第三方面，本实用新型实施例还提供一种编码系统，该编码系统应用于激光扫描传感器，该编码系统包括：第二方面所述的编码器，还包括主控制器，主控制器与编码系统相连。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供了一种编码装置、系统及编码器，其包括编码盘及传感器，该编码盘安装在旋转部件上，编码盘上设置有圆形的刻度盘，刻度盘上设置有零位标记刻度块，刻度表为横向开口结构，刻度表以实体压铸的形式固定在编码盘表面，该传感器可旋转的安装在编码盘上，将刻度表以这样的形式固定在编码盘上，安装牢固，即使在高速旋转时，该刻度表也不易发生形变，有效的提升了测量的精确度和稳定性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种编码装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种编码装置的正视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种编码装置的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种编码装置的剖视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种编码器的结构框图；

图6为本实用新型实施例提供的一种编码系统的结构框图。

图标：10-编码盘；20-传感器；102-定位标记刻度块；202-发射端；204-接收端；502-编码装置；504-控制电路；602-编码器；604-主控制器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，现有的激光扫描传感器的编码装置中的编码盘采用的是薄片式环形结构，该编码盘上粘贴或印刷有反光标记，将反光标记粘贴或印刷在编码盘上的过程不容易，且安装不牢固，同时，该环形结构的编码盘在安装过程中也极易发生形变，进而导致反光标记发生形变，从而导致测量角度时产生误差，造成测量的精确度低，稳定性变差。进一步的，该反光标记与编码盘的灵敏度有关，若对编码盘的灵敏度要求较高时，则粘贴或印刷的反光标记密度需要非常大，增加了编码装置的成本。

基于此，本实用新型实施例提供的一种编码装置、系统以及编码器，实现了旋转部件上的编码装置在旋转过程中不易发生形变，有效的提升了测量的精确度和稳定性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种编码装置进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种编码装置(以下简称装置)，该装置用于感测激光扫描传感器旋转部件的旋转角度。

具体的，该装置包括编码盘10及传感器20，图1所示的是一种编码装置的立体结构示意图，图2所示的是一种编码装置的正视图，图3所示的是一种编码装置的侧视图。

该编码盘安装在旋转部件上，编码盘上设置有圆形的刻度表，刻度表上设置有零位标记刻度块，该零位标记刻度块的作用是每圈的零位校正触发，该传感器每经过该零位标记刻度块一次即编码装置校正一次，实现了对旋转部件的旋转角度进行精确性的测量。

该刻度表为横向开口结构，且该刻度表以实体压铸的形式固定在编码盘表面，其中，该刻度表以这种固定形式进行安装，安装牢固稳定，即使在高速旋转时，该刻度表也不易变形，有效的保证了测量精确度和稳定性，其中，编码盘的直径大小可以按照激光扫描传感器的实际大小进行设计确定。

该传感器可旋转的安装在编码盘刻度表上，其中，传感器与编码盘可以相对旋转。

本实用新型实施例提供的一种编码装置，该装置用于感测激光扫描传感器旋转部件的旋转角度，该装置包括编码盘和传感器，该编码盘安装在旋转部件上，编码盘上设置有圆形的刻度表，该刻度表上设置有零位标记刻度块，且刻度表为横向开口结构，该刻度表以实体压铸的形式固定在编码盘表面，该传感器可旋转的安装在编码盘上，将刻度表以这种方式固定在编码盘上，安装稳定，不易变形，即使在高速旋转时，该编码装置的结构也不会变形，提高了旋转角度测量的准确性和稳定性。

一般的，该刻度表还包括多个定位标记刻度块102，每一个定位标记刻度块的形状和大小相同，且相邻定位标记刻度块刻度之间的间距相同，其中，编码盘的定位标记刻度块的大小可以根据激光扫描传感器的要求进行确定，同时编码盘的定位标记刻度块之间的间距与编码装置测量的精度有关，具体的定位标记刻度块之间的间距可以根据实际要求进行设计，在这里本实用新型不作具体的限定，如果激光扫描传感器要求的测量精度高，则编码盘的定位标记刻度块可以设置的紧密一些，即定位标记刻度块的间距小一些，如果激光扫描传感器要求的测量精度低，则编码盘的定位标记刻度块可以设置的稀疏一些，即定位标记刻度块的间距大一些，在现有技术中，编码装置的编码盘刻度通过粘贴或印刷的反光标记的密度，来改进编码装置的精确度，其成本大，且安装不牢固，与现有技术相比，该编码装置通过对定位标记刻度块的密度进行设置的成本较低，且简单牢固。

具体的，该传感器为包括发射端202与接收端204的收发一体的光电传感器，该光电传感器安装在刻度表上，具体的如图4所示，图中示出的是一种编码装置的剖视图，其中，光电传感器上的发射端与接收端分别位于定位标记刻度块的两侧。

进一步的，光电传感器设置有横向矩形槽孔，发射端与接收端设置在光电传感器的开设有矩形槽孔的内表面，且发射端与接收端相对位于定位标记刻度块的两侧，其中，发射端位于定位标记刻度块的内侧，接收端位于定位标记刻度块的外侧，而发射端与接收端的位置可以互换，也可以是发射端位于定位标记刻度块的外侧，接收端位于内侧。

具体的，当光电传感器旋转到定位标记刻度块旁边的凹槽时，则接收端能够接受到发射端发出的波长为850纳米的红外光束，当接收端不能接收到该红外光束时，则此时光电传感器旋转到刻度表上的定位标记刻度块上，定位标记刻度块阻挡了发射端发出的红外光束，使接收端不能接收到该红外光束，因此，通过确定接收端能接收到红外光束的次数来判断光电传感器旋转经过的定位标记块的个数，进而通过计算可得到光电传感器相对编码盘旋转的角度，也就是激光扫描传感器旋转部件旋转的角度。

但是，通过计算光电传感器旋转经过的定位标记块的个数得到的旋转角度有一定的误差，为了减少测量误差，避免误差的累加，在刻度表上设置了零位标记刻度块，具体的可以指定任意一个定位标记块为零位标记块，其中，可以将零位标记块的大小设置的与定位标记块不同，根据接收端接收不到红外线的时间判断是否经过零位标记块，具体的零位标记块的设置可以有其他不同的方式，对此本实用新型不作具体的限定，当光电传感器经过该零位标记块时，则编码装置就校正一次，旋转的角度清零，重新开始编码，这样可以避免编码装置对测量过程中产生的误差进行累计，进而影响了测量的精度。

具体的，传感器的矩形槽孔的高度大于定位标记刻度块的高度，传感器通过该矩形槽孔放置在定位标记刻度块上，且该传感器的下表面与编码盘可旋转的相连，致使传感器与编码盘之间可以相对旋转，具体实现时，可以使编码盘与旋转部件固定安装，传感器静止放置，通过编码盘的旋转测量激光扫面传感器旋转部件的旋转角度，也可以将传感器与旋转部件固定安装，编码盘静止放置，通过传感器的旋转测量激光扫描传感器旋转部件的旋转角度。

一般的，该编码盘为PCB板结构，同时该编码盘结构是无源的，不会消耗任何能量，可直接安装在激光扫描传感器的旋转部件上，在现有技术中，该薄片式环形编码盘通过粘贴的方式固定在旋转部件上，在固定时，该编码盘容易变形，且固定不牢固，与现有技术相比，即使在旋转部件高速旋转时，该编码盘的结构也不会变形，安装可靠，同时对角度测量的精确性高，稳定性好。

实施例二：

本实用新型实施例提供了一种编码器，该编码器用于对激光扫描传感器上的旋转部件进行测量，如图5所示的是一种编码器的结构框图，该编码器包括实施例一中的编码装置502，还包括控制电路504，编码装置502与控制电路504相连。

具体的，该编码器是对激光扫描传感器上的旋转部件的旋转角度进行测量，该编码装置上的光电传感器会根据旋转部件旋转的角度发出不同数量的脉冲信号，并将该脉冲信号传送到控制电路，控制电路将接收到的脉冲信号转换成角度信号，实现对激光扫描传感器旋转部件角度的测量。

本实用新型实施例所提供的编码器，与上述实施例所提供的编码装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

实施例三：

本实用新型实施例提供了一种编码系统，该编码系统用于激光扫描传感器中，如图6所示，图中所示的是一种编码系统的结构框图，该系统包括实施例二中所描述的编码器602，还包括主控制器604，编码器602与主控制器604相连。

具体的，该主控制器包括电源模块和控制模块，该电源模块对编码器进行供电，编码器获得电能后对激光扫描传感器旋转的角度进行测量，并将测量得到的角度值传送到控制模块，而控制模块接收编码器传送过来的旋转角度，并对该旋转角度进行控制。

本实用新型实施例所提供的编码系统，与上述实施例所提供的编码器具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种编码装置，其特征在于，所述编码装置用于感测激光扫描传感器旋转部件的旋转角度，所述装置包括：编码盘及传感器；

所述编码盘安装在所述旋转部件上，所述编码盘上设置有圆形的刻度表，所述刻度表包括零位标记刻度块，所述刻度表为横向开口结构；

所述刻度表以实体压铸的形式固定在所述编码盘表面；

所述传感器可旋转的安装在所述编码盘上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器为包括发射端与接收端的收发一体的光电传感器，所述光电传感器安装在所述刻度表上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述刻度表还包括多个定位标记刻度块，每一所述定位标记刻度块的形状和大小相同。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，相邻所述定位标记刻度块之间的间距相同。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述发射端与所述接收端分别相对位于所述定位标记刻度块的两侧。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光电传感器设置有横向矩形槽孔，所述发射端与所述接收端设置在所述光电传感器的开设有所述矩形槽孔的内表面。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传感器的所述矩形槽孔的高度大于所述定位标记刻度块的高度。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述编码盘为PCB板结构。

9.一种编码器，其特征在于，所述编码器应用于激光扫描传感器，所述编码器包括：权利要求1-8中任一项所述的编码装置，还包括控制电路，所述控制电路与所述编码装置相连。

10.一种编码系统，其特征在于，所述编码系统应用于激光扫描传感器，所述编码系统包括：权利要求9中所述的编码器，还包括主控制器，所述主控制器与所述编码器相连。