CN219064541U - 正余弦编码器和伺服系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种正余弦编码器和伺服系统，该正余弦编码器包括游标码盘、感应模块和模数转换器；游标码盘具有第一正余弦码道、第二正余弦码道和分区码道；感应模块与游标码盘相对设置；数模转换器与感应模块电性连接，用于将正余弦数字信号转化为正余弦模拟信号后输出，正余弦模拟信号用于解算单圈绝对位置；其中，第一正余弦码道、第二正余弦码道和分区码道同心设置；分区码道上周向设置有至少两个不同明暗程度的码道子区，第一正余弦码道的刻线总数为m×n，第二正余弦码道的刻线总线为m×n‑1，其中，n和m均为大于2的正整数。本实用新型能提高编码器输出位置的检测精确性以及容错性。

Description

正余弦编码器和伺服系统

技术领域

本实用新型涉及编码器技术领域，特别涉及一种正余弦编码器和伺服系统。

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，有效提高了其工作精度。而绝对型旋转编码器，因其每一个位置绝对唯一、抗干扰，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。伴随着对高精度加工的需求，对编码器的有效分辨率也提出了重大的技术要求。

一般的光电编码器在码盘上只刻画一组正余弦码道，而相同面积的码盘上，码道上刻画的刻线越多，则刻线与刻线间距越窄，而间距码道过窄会导致模拟信号对光信号高度敏感，容易受外界环境中例如灰尘或油污等污染物的影响，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。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种正余弦编码器和伺服系统，旨在解决现有技术中的编码器输出位置的检测精确性差，以及容错性低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种正余弦编码器，包括：游标码盘、感应模块和模数转换器；

所述游标码盘具有第一正余弦码道、第二正余弦码道和分区码道；

所述感应模块与所述游标码盘相对设置，用于感应所述游标码盘位置的变化，输出正余弦数字信号；

所述数模转换器与所述感应模块电性连接，用于将所述正余弦数字信号转化为正余弦模拟信号后输出，所述正余弦模拟信号用于解算单圈绝对位置；

其中，所述第一正余弦码道、所述第二正余弦码道和所述分区码道同心设置；所述分区码道上周向设置有至少两个不同明暗程度的码道子区，所述第一正余弦码道的刻线总数为m×n，所述第二正余弦码道的刻线总线为m×n-1，其中，n和m均为大于2的正整数。

可选地，所述码道子区包括第一码道子区和第二码道子区，所述第一码道子区的起始端与所述第二码道子区的终点端连接，所述第二码道子区的起始端与所述第一码道子区的终点端连接；

所述第一码道子区设置在所述游标码盘的零点刻线的一侧，所述第二码道子区设置在所述游标码盘的零点刻线的另一侧。

可选地，所述感应模块为光电传感器。

可选地，所述游标码盘为光栅盘。

可选地，所述游标码盘为透射式光栅盘或反射式光栅盘。

可选地，所述数模转换器设于所述游标码盘的盘面上。

可选地，所述感应模块为磁电传感器。

可选地，所述游标码盘为磁栅码盘。

可选地，所述正余弦编码器还包括转轴，且所述转轴垂直固定于所述游标码盘的旋转中心。

此外，本实用新型提出一种伺服系统，包括：如上任一项所述的正余弦编码器。

本实用新型的技术方案是通过将正余弦编码器设置包括游标码盘100、感应模块和模数转换器，游标码盘100具有第一正余弦码道2、第二正余弦码道3和分区码道1；感应模块与游标码盘100相对设置，用于感应游标码盘100位置的变化，输出正余弦数字信号；数模转换器与感应模块电性连接，用于将正余弦数字信号转化为正余弦模拟信号后输出，正余弦模拟信号用于解算单圈绝对位置；其中，第一正余弦码道2、第二正余弦码道3和分区码道1同心设置；分区码道1上周向设置有至少两个不同明暗程度的码道子区，第一正余弦码道2的刻线总数为m×n，第二正余弦码道3的刻线总线为m×n-1，其中，n和m均为大于2的正整数。

而通常的游标码盘上往往只刻画一组正余弦码道，如图1所示，这个编码器包含一圈产生多个周期(比如2048个周期)的正余弦信号(A+、A-、B+、B-)，以及一圈只产生一个脉冲的Z信号。为了提高游标码盘的分辨率，需要在该正余弦码道刻画较密的刻线，刻线与刻线之间间距较窄，导致模拟信号对光信号高度敏感，容易受外界环境中例如灰尘水汽、或油污等污染物的影响，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。相比于该现有技术，本实用新型通过在编码器中本来有一组正余弦码道的基础上，再增加一组正余弦码道，即第一正余弦码和第二正余弦码道，其中，第一正余弦码道的刻线总数大于所述第二正余弦码道的刻线总线(例如在编码器中本来有一圈产生2048个周期的正余弦码道的基础上，再增加一圈产生2047个周期的正余弦码道)，这样在编码器旋转到任意角度，我们只需要知道2048个周期的正余弦信号和2047个周期的正余弦信号的相位差，就可以定位到编码器码盘的当前旋转角度，这样就构成了一个单圈绝对值编码器，之所以会用到三组条码道，是因为考虑到实际产品应用中，安装对码盘解算位置的影响，以及产品在未来的使用过程中难免会有脏污，通过三组码道(即还额外设置分区码道)从而实现能在先确定光源痕迹处于游标码盘上的哪一块扇形区域后，再结合第一正余弦码道的正余弦信号θ₁与第二正余弦码道的正余弦信号θ₂进行反正切值作差，确定光源在码盘上的目标位置，从而可以提供冗余并且减少码盘污染对编码器精度的影响，实现高容错且更加准确定位出游标码盘的当前旋转位置，能够尽量避免因游标码盘有油污或缺损、温度环境变化等外界因素导致的正余弦信号不准确，提高编码的准确性和可靠性，使编码器一圈只产生一个周期的正余弦信号的精度更高，并且在抗电气干扰特性、鲁棒性、易生产特性、经济性上优于现有方案，进而解决了现有技术中的编码器输出位置的检测精确性差，以及容错性低的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中正余弦编码器的游标码盘旋转过程中所产生正余弦信号的脉冲信号示意图；

图2为本实用新型一实施例的游标码盘的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中正余弦编码器的游标码盘旋转过程中所产生正余弦信号的脉冲信号示意图；

图4为游标码盘呈并行二进制的排列方式的示意图；

图5为游标码盘呈并行格雷码的排列方式的示意图；

图6为游标码盘呈伪随机序列的排列方式的示意图；

图7是本实用新型一实施例中图2的局部放大图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型中对“上”、“下”、“左”、“右”等方位的描述，仅用于解释各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

目前，一般的光电编码器在码盘上只刻画一组正余弦码道，而相同面积的码盘上，码道上刻画的刻线越多，则刻线与刻线间距越窄，而间距码道过窄会导致模拟信号对光信号高度敏感，容易受外界环境中例如灰尘或油污等污染物的影响，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。

请参照图2，本实用新型实施例提出一种正余弦编码器(未图示)，包括：游标码盘100、感应模块(未图示)和模数转换器(未图示)；游标码盘100具有第一正余弦码道2、第二正余弦码道3和分区码道1；感应模块与游标码盘100相对设置，用于感应游标码盘100位置的变化，输出正余弦数字信号；数模转换器与感应模块电性连接，用于将正余弦数字信号转化为正余弦模拟信号后输出，正余弦模拟信号用于解算单圈绝对位置；

其中，第一正余弦码道2、第二正余弦码道3和分区码道1同心设置；分区码道1上周向设置有至少两个不同明暗程度的码道子区，第一正余弦码道2的刻线总数为m×n，第二正余弦码道3的刻线总线为m×n-1，其中，n和m均为大于2的正整数。

在本实施例中，第一正余弦码道2、第二正余弦码道3和分区码道1可以同心设置，各码道可以沿着测量方向设置。图中示例性的给出了旋转码盘100的示意，但是本说明书实施例的技术方案应用于直线标尺也是可选的，具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

分区码道1沿测量方向上可以设置有至少两个不同明暗程度的码道子区，第一正余弦码道2上和第二正余弦码道3上均沿测量方向设置有多个刻线，第一正余弦码道2的刻线总数为m×n，第二正余弦码道3的刻线总线为m×n-1，其中，n和m均为大于2的正整数。

示例性地，第一正余弦码道2的刻线总数可以为2048个，第二正余弦码道3的刻线总数可以为2047个。作为另一种示例，第一正余弦码道2的刻线总数为1024个，第二正余弦码道3的刻线总数为1023个。作为又一种示例，第一正余弦码道2的刻线总数为512个，第二正余弦码道3的刻线总数为511个。具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

示例性地，该感应模块可以为光电传感器，还可以为磁电传感器。当感应模块为光电传感器时，游标码盘100为光栅盘。当感应模块为磁电传感器时，游标码盘100为磁栅码盘。

在本实施例中，该数模转换器可以设于游标码盘100的盘面上，还可以设于其他便于安装的位置，具体可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施例中，解算单圈绝对值的方式为计算2048码道和2047码道之间的相位差，但在实际工程应用中，由于随着编码器分辨率的增高，对编码器的装配精度也随之增高，所以在一些精度要求不高的场合，也可以在用1024+1023或512+511的组合，但基本原理还是通过计算两组正余弦信号的相位差，来获得编码器的当前绝对值位置值。

在本实施例中，还可以采用其它可能的码盘图案解算单圈绝对位置，作为一种示例，游标码盘100还可以呈并行二进制的排列方式，如图4所示。作为另一种示例，游标码盘100还可以呈并行格雷码的排列方式，如图5所示。作为又一种示例，游标码盘100还可以呈伪随机序列的排列方式，如图6所示。具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施例中，值得一提的是，本实施例的单圈绝对值位置获取方式为计算两组码道之间的相位差，但获取单圈绝对值的方式还有很多种，比如可以采用码盘呈并行二进制或并行格雷码的排列方式，即在编码器的径向位置上(本示例中的垂直方向)码盘的每个位置在一圈之内都是唯一的，如图4和图5所示。也可以采用如图6所示的伪随机序列(M序列)的方式，即在水平方向上编码器每个位置的编码都是唯一的，我们确定了这个唯一的编码，就可以知道基于游标码盘100的编码器的单圈唯一位置值。

在本实施例中，第一正余弦码道2上和第二正余弦码道3上的多个刻线可以是均匀地沿测量方向设置的。

在一实施例中，游标码盘100可以为光栅盘，在另一实施例中，游标码盘100可以为磁栅码盘。当游标码盘100为光栅盘时，示例性地，该游标码盘100可以为透射式光栅盘或反射式光栅盘。

作为一种示例，游标码盘100为光栅盘，也即本实施例的正余弦编码器为光电编码器，可通过采用光电传感器采集游标码盘100反射或透射的光栅信号(即光源发出的光被游标码盘100反射或透射的光栅信号)，并将光栅信号转换为电信号从而得到正弦信号和余弦信号；进一步的，可以采用数模转换器将正弦信号和余弦信号进行数字模拟转换处理，对应得到正余弦模拟信号；采用角度计算单元对正余弦模拟信号进行细分处理得到细分信号；进而根据该细分信号精确得到游标码盘100的绝对位置信息。

作为另一种示例，游标码盘100为磁栅码盘，也即本实施例的正余弦编码器为磁电编码器，而感应模块可采用磁电传感器，感应游标码盘100的磁场信号，并将感应到的磁场信号转换为电信号从而得到正弦信号和余弦信号；采用数模转换器将正弦信号和余弦信号进行数字模拟转换处理，对应得到正余弦模拟信号；采用角度计算单元正余弦模拟信号进行细分处理得到细分信号；进而根据该细分信号精确得到游标码盘100的绝对位置信息。

作为又一种示例，游标码盘100可以为光栅和磁栅组合的码盘，可感应模块可采用磁电传感器，感应游标码盘100的磁场信号，并结合采用光电传感器采集游标码盘100的光栅信号，对磁场信号和光栅信号分别进行转换处理，并在两者光电转换处理完成后进行融合分析得到正弦信号和余弦信号；采用数模转换器将正弦信号和余弦信号进行数字模拟转换处理，对应得到正余弦模拟信号；采用角度计算单元对正余弦模拟信号进行细分处理得到细分信号；进而根据该细分信号精确得到游标码盘100的绝对位置信息，进而避免目前的编码器输出信号错位，位置检测精确性较差，难以精准定位运动设备的绝对位置信息的现象。

在本实施例中，该游标码盘100可为光栅盘，分区码道1可用于将游标码盘100等分为多个区域，多个码道子区可以设置为明暗相间的多个区间。在光源照射到游标码盘100的不同的码道子区上时，会输出不同的电平信号。例如光源照射到第一个码道子区时，由于第一码道子区为明条纹，此时输出第一电平信号(高电平)，光源照射到第二个码道子区时，由于第二码道子区为暗条纹，此时输出第二电平信号(低电平)，该光痕处于第三个码道子区时，由于第三码道子区为明条纹，此时输出第三电平信号。当检测高低电平切换时，则说明从一个码道子区切换到了另一个码区子道，从而可以识别出光源此时照射到了哪一个码道子区。

在一些实施例中，各分区码道的也可以设置为明暗程度均不同的多个区域，对应输出的第一电平信号、第二电平信号和第三电平信号也均不同，当光源照射到不同的码道子区时，由于光接收器接收到不同明暗程度的光信号，因此输出不同的电平信号。

在本实施例中，分区码道1上各码道子区在码盘上占据的角度可以是相同的，也可以是不同的，具体可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。例如分区码道1可以包括三个码道子区，且三个码道子区所占据的角度区域均为120度的扇形区域(即分别为0至120度、120度至240度，以及240度至360度)。又例如，分区码道1包括三个码道子区，第一个码道子区所占据的角度区域为90度、第二个码道子区所占据的角度区域为120度，以及第三个码道子区所占据的角度区域为150度(即分别为0至90度、90度至210度，以及210度至360度)。

在本实施例中，以三个码道子区为示例进行说明，在一些实施方式中还可以设置更多或者更少的码道子区，具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不做限定。

在具体实施中，光源透过游标码盘100照射到PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)时，会在PCB板上留下一定的光源痕迹。照射在游标码盘100的光源痕迹一定处于一个确定的码道子区上，可以利用光接收器对从该码道子区透过或者反射的光源痕迹的明暗程度进行测量，输出该明暗程度对应的电平信号，从而确定该游标码盘100的当前旋转位置处于哪一个角度范围的扇形区域，并结合第一正余弦码道2与第二正余弦码道3的相位差，进而可以精确地定位出游标码盘100的当前旋转位置。

在本实施例中，分区码道1可以包括三个码道子区，其中第一个码道子区在游标码盘100上以零线为起点占据0-120度的第一扇形区域，第一个码道子区对光源进行透射或者反射的亮暗程度为第一亮度。第二个码道子区占据120-240度的第二扇形区域，第二个码道子区对光源进行透射或者反射的亮暗程度为第二亮度。第三个码道子区占据240-360度的第三扇形区域，第三个码道子区对光源进行透射或者反射的亮暗程度为第三亮度。在对光源的痕迹位置进行确定时，可以先根据光源痕迹的亮暗程度确定出属于哪一个扇形区域，例如光接收器接收到第一亮度的光痕迹，则说明游标码盘100的当前旋转位置处于第一扇形区域。然后结合第一正余弦码道2与第二正余弦码道3的相位差，进而可以精确地定位出游标码盘100的当前旋转位置，具体地，基于游标解算原理的绝对值光电编码器，如图3所示，编码器的游标码盘100由两条刻线数不同的码道：第一正余弦码道2和第二正余弦码道3组成(第一正余弦码道2的刻线总数大于第二正余弦码道3的刻线总线)，当游标码盘100的转子在旋转时，将两个码道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θ＝θ₁-θ₂，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。

本实施例的技术方案是通过将正余弦编码器设置包括游标码盘100、感应模块和模数转换器，游标码盘100具有第一正余弦码道2、第二正余弦码道3和分区码道1；感应模块与游标码盘100相对设置，用于感应游标码盘100位置的变化，输出正余弦数字信号；数模转换器与感应模块电性连接，用于将正余弦数字信号转化为正余弦模拟信号后输出，正余弦模拟信号用于解算单圈绝对位置；其中，第一正余弦码道2、第二正余弦码道3和分区码道1同心设置；分区码道1上周向设置有至少两个不同明暗程度的码道子区，第一正余弦码道2的刻线总数为m×n，第二正余弦码道3的刻线总线为m×n-1，其中，n和m均为大于2的正整数。

而通常游标码盘上往往只刻画一组正余弦码道，如图1所示，这个编码器包含一圈产生多个周期(比如2048个周期)的正余弦信号(A+、A-、B+、B-)，以及一圈只产生一个脉冲的Z信号。为了提高游标码盘的分辨率，需要在该正余弦码道刻画较密的刻线，刻线与刻线之间间距较窄，导致模拟信号对光信号高度敏感，容易受外界环境中例如灰尘水汽、或油污等污染物的影响，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。相比于该现有技术，本实施例通过在编码器中本来有一组正余弦码道的基础上，再增加一组正余弦码道，即第一正余弦码和第二正余弦码道3，其中，第一正余弦码道2的刻线总数大于第二正余弦码道3的刻线总线(例如在编码器中本来有一圈产生2048个周期的正余弦码道的基础上，再增加一圈产生2047个周期的正余弦码道)，这样在编码器旋转到任意角度，我们只需要知道2048个周期的正余弦信号和2047个周期的正余弦信号的相位差，就可以定位到编码器码盘的当前旋转角度，这样就构成了一个单圈绝对值编码器，为了方便理解，如图3所示，我们以编码器一圈只产生10个周期的正余弦信号举例，其中的一条码道编码器每旋转一圈有10个周期的正余弦信号，另外一条码道是编码器每旋转一圈产生9个周期的正余弦信号，所以我们只要知道了这两个正余弦信号的相位差(Ψ1-Ψ2)就可以知道这个编码器当前旋转的角度，进而也就知道了编码器当前的绝对位置值。在实际工程应用中，码盘图形如图2所示，其中图7是图2的局部放大图，通过计算出第一正余弦码道2和第二正余弦码道3的相位差，根据该相位差的大小就可以确定码盘的当前绝对位置值，之所以会用到三组条码道，是因为考虑到实际产品应用中，安装对码盘解算位置的影响，以及产品在未来的使用过程中难免会有脏污，通过三组码道(即还包括分区码道1)在先确定光源痕迹处于游标码盘100上的哪一块扇形区域后，再结合第一正余弦码道2的正余弦信号θ₁与第二正余弦码道3的正余弦信号θ₂进行反正切值作差，确定光源在码盘上的目标位置，从而可以提供冗余并且减少码盘污染对编码器精度的影响，实现高容错且更加准确定位出游标码盘100的当前旋转位置，能够尽量避免因游标码盘100有油污或缺损、温度环境变化等外界因素导致的正余弦信号不准确，提高编码的准确性和可靠性，使编码器一圈只产生一个周期的正余弦信号的精度更高，并且在抗电气干扰特性、鲁棒性、易生产特性、经济性上优于现有方案，进而解决了现有技术中的编码器输出位置的检测精确性差，以及容错性低的技术问题。

需要说明的是，本实施例可采用利用两组正余弦码道输出的信号的相位差来获取编码器单圈的绝对位置值，将这个绝对位置值通过D/A的方式来输出编码器的单圈正余弦模拟信号。其中，通过D/A输出模拟量的正弦和余弦信号，这种方法产生的模拟量相比现有的通过光电池的面积大小来产生模拟量，可以提高输出模拟量的精度，并且鲁棒性更好，对灰尘和脏污没有那么敏感。

可以理解的是，本实施例采用D/A(数字/模拟信号转换)来输出正余弦信号，在实际工程应用中也可以采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)+滤波的方式来输出正余弦信号，因为在某些应用中，这种PWM+滤波的方式要比D/A的形式更加的便宜，硬件成本更低。

在一种可能的实施方式中，码道子区可以包括第一码道子区和第二码道子区，第一码道子区的起始端与第二码道子区的终点端连接，第二码道子区的起始端与第一码道子区的终点端连接；

第一码道子区设置在游标码盘100的零点刻线的一侧，第二码道子区设置在游标码盘100的零点刻线的另一侧。

本实施例通过将第一码道子区与第二码道子区首尾连接，第一码道子区设置在游标码盘100的零点刻线的一侧，第二码道子区设置在游标码盘100的零点刻线的另一侧，也即，第一码道子区所占据的角度区域为0至180度的扇形区域，第二码道子区所占据的角度区域为180至360度的扇形区域，从而使得在先通过确定光源在游标码盘100上所处的哪一块扇形区域后，再结合第一正余弦码道2的正余弦信号θ₁与第二正余弦码道3的正余弦信号θ₂进行反正切值作差，确定光源在码盘上的目标位置，从而可以提供冗余并且减少码盘污染对编码器精度的影响，实现高容错且更加准确定位出游标码盘100的当前旋转位置，能够尽量避免因游标码盘100有油污或缺损、温度环境变化等外界因素导致的正余弦信号不准确，提高编码的准确性和可靠性。

此外，本实施例还提供一种正余弦编码器，该正余弦编码器包括转轴，且该转轴垂直固定到游标码盘100的旋转中心。

在一实施例中，该正余弦编码器包括转轴、发光组件、感光元件以及如上的游标码盘100，且转轴垂直固定到游标码盘100的旋转中心。也即，正余弦编码器的种类为光电编码器，该游标码盘100的种类为光栅盘。

在另一实施例中，该正余弦编码器包括转轴、永磁体、磁感元件以及如上的游标码盘100，且转轴垂直固定到游标码盘100的旋转中心。也即，正余弦编码器的种类为磁电编码器，该游标码盘100的种类为磁栅码盘。

此外，本实施例还提供一种伺服系统，该伺服系统包括如上任一项所述的正余弦编码器。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种正余弦编码器，其特征在于，包括：游标码盘、感应模块和模数转换器；

所述游标码盘具有第一正余弦码道、第二正余弦码道和分区码道；

所述感应模块与所述游标码盘相对设置，用于感应所述游标码盘位置的变化，输出正余弦数字信号；

所述模数转换器与所述感应模块电性连接，用于将所述正余弦数字信号转化为正余弦模拟信号后输出，所述正余弦模拟信号用于解算单圈绝对位置；

其中，所述第一正余弦码道、所述第二正余弦码道和所述分区码道同心设置；所述分区码道上周向设置有至少两个不同明暗程度的码道子区，所述第一正余弦码道的刻线总数为m×n，所述第二正余弦码道的刻线总线为m×n-1，其中，n和m均为大于2的正整数。

2.如权利要求1所述的正余弦编码器，其特征在于，所述码道子区包括第一码道子区和第二码道子区，所述第一码道子区的起始端与所述第二码道子区的终点端连接，所述第二码道子区的起始端与所述第一码道子区的终点端连接；

所述第一码道子区设置在所述游标码盘的零点刻线的一侧，所述第二码道子区设置在所述游标码盘的零点刻线的另一侧。

3.如权利要求1所述的正余弦编码器，其特征在于，所述感应模块为光电传感器。

4.如权利要求3所述的正余弦编码器，其特征在于，所述游标码盘为光栅盘。

5.如权利要求4所述的正余弦编码器，其特征在于，所述游标码盘为透射式光栅盘或反射式光栅盘。

6.如权利要求1所述的正余弦编码器，其特征在于，所述模数转换器设于所述游标码盘的盘面上。

7.如权利要求1所述的正余弦编码器，其特征在于，所述感应模块为磁电传感器。

8.如权利要求7所述的正余弦编码器，其特征在于，所述游标码盘为磁栅码盘。

9.如权利要求1至8中任一项所述的正余弦编码器，其特征在于，所述正余弦编码器还包括转轴，且所述转轴垂直固定于所述游标码盘的旋转中心。

10.一种伺服系统，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的正余弦编码器。

Images