光电编码器制造技术

本申请涉及一种光电编码器，属于位移传感器技术领域，所述光电编码器，包括：光栅，光栅上设有圆形的绝对码道，绝对码道由多个岸台和多个凹坑形成数据记录序列，岸台和凹坑处的光反射率不同，光栅中心设有安装孔以套设于电机转动轴轴套上，绝对码道环绕安装孔；激光读头，激光读头设于光栅上方，激光读头上设有对应于绝对码道的感应元件以读取岸台和凹坑对应的光线信号；信号处理电路，信号处理电路与激光读头电性连接以根据光线信号解码获得位置编码信号。根据本实用新型专利技术的光电编码器，激光读头直接读取即可获得位置信息，能够有效保障光栅的精度，同时降低光栅信号处理电路的复杂性，提升信号处理的实时性。提升信号处理的实时性。提升信号处理的实时性。

【技术实现步骤摘要】
光电编码器


[0001]本申请涉及位移传感器
，尤其涉及一种光电编码器。

技术介绍

[0002]光电编码器也称光电轴角编码器。它是一种集成光、机、电为一体的数字测角装置，是将主轴旋转过的角度、角位移以及角速度等物理量转换成数字信号并且输出的位移传感器。
[0003]由于光学码盘的刻画受工艺影响，高分辨率编码器无法通过码盘直接刻线实现。目前高分辨率绝对编码器的信号处理过程如图1所示，系统包括增量码道和绝对码道，绝对码道负责绝对位置的识别，增量码道负责分辨率的提升，整个信号处理过程包括信号调理、数模转换器(英文名称为Analog to Digital Converter，缩写为ADC)采样、细分处理、数据校正和绝对信号计算等模块，系统较复杂。

技术实现思路

[0004]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种光电编码器，光电编码器将位置信息进行数字化编码，直接读取即可获得位置信息，能够有效保障光栅的精度，同时降低光栅信号处理电路的复杂性。
[0005]根据本技术实施例的光电编码器，包括：光栅，光栅上设有圆形的绝对码道，绝对码道由多个岸台和多个凹坑形成数据记录序列，岸台和凹坑处的光反射率不同，光栅中心设有安装孔以套设于电机转动轴轴套上，绝对码道环绕安装孔；激光读头，激光读头设于光栅上方，激光读头上设有对应于绝对码道的感应元件以读取岸台和凹坑对应的光线信号；信号处理电路，信号处理电路与激光读头电性连接以根据光线信号解码获得位置编码信号。
[0006]展开来说，光栅与电机同轴，电机旋转时，光栅与电机同速旋转，激光读头从光栅上获取信息以确定电机的转速和转动方向，激光读头发出激光束照射到光栅上的绝对码道上，凹坑上记录的是一个或多个“0”，岸台记录的是一个或多个“1”，在凹坑处反射回激光读头的光线信号比岸台处反射回激光读头的光线信号弱，从而使得激光读头输出的光线信号是被凹坑调制过得脉冲波，从激光读头输出的强弱有别的脉冲波经过信号处理电路处理解码后获得记录在光栅上的“0”、“1”位置编码信号。
[0007]根据本技术实施例的光电编码器，激光读头直接读取即可获得位置信息，能够有效保障光栅的精度，同时降低光栅信号处理电路的复杂性，提升信号处理的实时性。
[0008]根据本技术实施例的光电编码器，绝对码道为一条，激光读头与绝对码道相对设置，数据记录序列为最长线行反馈移存器序列码，即可实现通过单条绝对码道完成位置信息的编码，激光读头可取消传统光驱动态调焦系统与动态循迹系统，又可解决玻璃光栅与金属光栅的单圈刻划数量较少的问题。
[0009]根据本技术实施例的光电编码器，光栅包括：基板；信息层，信息层层叠设于
基板上，信息层限定出多个岸台和多个凹坑，多个岸台和多个凹坑依次交替排列；反射层，反射层层叠设于信息层上；保护层，保护层层叠设于反射层上。信息层用于记录数字序列信息，而信息层通过保护层封于光栅内部，能够防止污染和刻画损伤。
[0010]可选地，信息层由相变金属材料制成，岸台为非结晶区域，凹坑为结晶区域。如此，能够使得光栅可读取可写入。
[0011]可选地，光栅还包括：标签层，标签层层叠于保护层远离反射层的一侧，如此可以在标签层上印着光栅参数等信息方便识别。
[0012]根据本技术实施例的光电编码器，感应元件包括：激光二极管，激光二极管用于发射激光束照射到绝对码道上；光检测器，光检测器与信号处理电路电性连接，光检测器用于接收经绝对码道反射的激光束以生成光线信号并将光线信号传输给信号处理电路用于解码生成位置编码信号。如此实现对光栅上的数据记录序列的读取。
[0013]可选地，信号处理电路包括：射频放大器，射频放大器的输入端与光检测器电性连接，射频放大器用于接收光线信号并输出放大信号；解码器，解码器与射频放大器的输出端电性连接，解码器用于接收放大信号并解码输出位置编码信号，光线信号是数最长线行反馈移存器V的微弱信号，故而需要射频放大器将信号放大处理，光栅的编码可以通过最长线行反馈移存器码或格雷码编码，故经过处理电路处理后的二进制数据可通过顺序查找表的方式完成序列码的解码并转换成可识别的位置编码信号。
[0014]可选地，信号处理电路还包括：信号滤波器，信号滤波器的输入端与射频放大器电性连接，信号滤波器的输出端与解码器电性连接，信号滤波器用于接收放大信号并输出滤波信号，解码器用于接收滤波信号并解码输出位置编码信号。通过信号滤波器，可以滤除放大信号中的高频段噪声。
[0015]可选地，信号处理电路还包括：电平比较器，电平比较器的输入端与信号滤波器的输出端电性连接，电平比较器的输出端与解码器电性连接，电平比较器用于接收滤波信号并输出脉冲信号，解码器用于接收脉冲信号并解码输出位置编码信号。电平比较器对滤波信号进行整形处理(或称双值化处理)从而得到所需要的标准的脉冲信号。
[0016]可选地，信号处理电路还包括：相位处理器，相位处理器的两个输入端分别与电平比较器和射频放大器电性连接，相位处理器的输出端与解码器电性连接，相位处理器用于接收并比较脉冲信号和放大信号以获得相位误差参数，并根据相位误差参数矫正脉冲信号以输出二进制数据信号，解码器用于接收二进制数据信号并解码输出位置编码信号。相位处理器是通过对脉冲信号的上升/下降沿、过零点的处理，得到未滤波的脉冲信号和经过滤波均衡的较为理想的脉冲信号的相位误差信息，并根据相位误差参数矫正脉冲信号，从而使得读取的脉冲信号更为准确。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
[0018]为了更清楚地说明本技术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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为现有技术的光栅数据读取处理技术。
[0020]图2为根据本技术实施例的光电编码器1与电机转动轴的连接示意图；
[0021]图3为根据本技术实施例的光电编码器1的绝对码道的示意图；
[0022]图4为根据本技术实施例的光电编码器1的绝对码道的编码序列示意图；
[0023]图5为根据本技术的一些实施例的光电编码器1的光栅的俯视图；
[0024]图6为根据本技术实施例的光电编码器1的光栅的结构示意图；
[0025]图7为根据本技术实施例的光电编码器1的信号处理电路的示意图。
[0026]附图标记：
[0027]光电编码器11，
[0028]光栅10，绝对码道101，岸台102，凹坑103，安装孔104，
[0029]基板11，信息层12，反射层13，保护层14，标签层15，
[0030]激光读头20，激光二极管2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电编码器，其特征在于，包括：光栅，所述光栅上设有圆形的绝对码道，所述绝对码道由多个岸台和多个凹坑形成数据记录序列，所述岸台和所述凹坑处的光反射率不同，所述光栅中心设有安装孔以套设于电机转动轴轴套上，所述绝对码道环绕所述安装孔；激光读头，所述激光读头设于所述光栅上方，所述激光读头上设有对应于所述绝对码道的感应元件以读取所述岸台和所述凹坑对应的光线信号；信号处理电路，所述信号处理电路与所述激光读头电性连接以根据所述光线信号解码获得位置编码信号。2.根据权利要求1所述的光电编码器，其特征在于，所述绝对码道为一条，所述激光读头与所述绝对码道相对设置。3.根据权利要求1所述的光电编码器，其特征在于，所述光栅包括：基板；信息层，所述信息层层叠设于所述基板上，所述信息层限定出多个所述岸台和多个所述凹坑，多个所述岸台和多个所述凹坑依次交替排列；反射层，所述反射层层叠设于所述信息层上；保护层，所述保护层层叠设于所述反射层上。4.根据权利要求3所述的光电编码器，其特征在于，所述信息层由相变金属材料制成，所述岸台为非结晶区域，所述凹坑为结晶区域。5.根据权利要求4所述的光电编码器，其特征在于，所述光栅还包括：标签层，所述标签层层叠于所述保护层远离所述反射层的一侧。6.根据权利要求1所述的光电编码器，其特征在于，所述感应元件包括：激光二极管，所述激光二极管用于发射激光束照射到所述绝对码道上；光检测器，所述光检测器与所述信号处理电路电性连接，所述光检测器用于接收经所述绝对码道反射的激光束以生成所述光线信号并将所述光线信号传输给...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭玉礼，胡森，周溪，陈鑫，吕梦娅，李和荣，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：