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一种冗余式光电轴角编码器制造技术

技术编号:3832680 阅读:233 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种冗余式光电轴角编码器,属于光电检测技术领域中的编码器。要解决的技术问题是提供一种冗余式光电轴角编码器。解决技术方案包括主轴、轴承、轴套、第一、二发光器件、第一、二光电接收器件、第一、二信号输出电缆、第一、二处理电路。主轴通过轴承安装在轴套内,码盘固定在主轴上,主轴带动码盘旋转;狭缝与码盘留有空隙平行安装;在码盘的下面对准同一码道安装第一和第二发光器件,该两个发光器件之间的夹角为180°;在狭缝盘的一面,分别与第一、二发光器件相对的位置安装第一、二光电接收器件;第一、二光电接收器件的输出端与第一、二处理电路连接;第一、二处理电路分别通过第一、二信号输出电缆与外部设备数据采集端连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电检测
中涉及的一种冗余式光电轴角编码器
技术介绍
光电轴角编码器是角位移和长度测量的具有代表性的光电传感 器,在工业、科研、国防装备等领域得到了广泛的应用。在技术进步 的今天,这两个几何量的量度方式有了很大的变化,由简单的刻度式 量具己发展成数字化的数显量具,如角度测量有了光电轴角编码器, 线位移测量有了光电数显尺等。几何量的测量数字化,实现了物体空 间位置及姿态的自动控制。数控机床的应用,大大的提高了劳动生产率,并确保产品的质量;在有毒、烟尘、水下等恶劣环境条件下的工 作不再由人去做,而是由机器人所代替, 一个国家现代化程度越高, 光电编码器的用途就越广泛。冗余光电轴角编码器是重复配置系统部件,当系统发生故障时, 冗余配置的部件等于增加了备用件,当一个系统出现故障时,可立即 切换到另一备用系统,从而增加了编码器的可靠性。将冗余概念应用到光电轴角编码器中,对多数应用编码器的领域 都可以应用,特别是在汽车,航空领域很受欢迎,前景十分广阔。例 如近年来国外自动驾驶汽车开始盛行,在高速公路上司机长时间快速驾驶容易疲劳,人们为了避免疲劳驾驶,保证行车安全,另一方面, 人们希望驾车舒服轻松,于是汽车开始增加自动驾驶功能。在这种汽 车上装有很多雷达,识别不同方向的障碍物。汽车上的电脑根据各个 雷达探测的信号调整汽车的前进方向和行驶速度。汽车的转向就是由 安装在方向盘上的角度传感器提供准确的角度信号再经电脑控制完 成的,这就要求角度传感器的工作高度可靠,确保行车安全,否则方 向一旦失灵,高速行驶的汽车就会出现严重车祸,这就要求提供一种 占据空间小,成本又低的角度传感器,冗余式光电轴角编码器就具有 这种功能。与本专利技术最为接近的已有技术,是中国科学院长春光机所研制开 发的一路信号输出的光电轴角编码器。如图1所示,包括主轴l、轴承2、轴套3、发光器件4、信号输出电缆5、光电接 收器件6、处理电路7、狭缝8、码盘9。处理电路7包括放大、整形、 译码、并行或串行码输出。码盘9固定在主轴1上,狭缝8固定在轴套3上,当主轴1带动 码盘9旋转时,与狭缝8产生相对运动,将发光元件4发出的光线切 割成有规律的断续光线,经光电接收元件6转换成电信号,再经处理 电路7的放大、整形、译码处理,以二进制代码电平输出,供外部设 备采集。一路信号输出的光电轴角编码器存在的主要问题是 一旦一组电 器系统出现故障,致使光电轴角编码器工作失灵,导致主体仪器控制 失灵,不能正常工作。
技术实现思路
为了克服已有技术存在的缺陷,本专利技术的目的在于提高光电轴角 编码器拾取信号的可靠性和稳定性,保证主体仪器工作的可靠性,特 设计一种冗余式光电轴角编码器。本专利技术要解决的技术问题是提供一种冗余式光电轴角编码器。 解决技术问题的技术方案如图2所示,包括主轴10、轴承11、轴套12、第一发光器件13、第一光电接收器件14、第一信号输出电缆15、第一处理电路16、第二信号输出电缆 17、第二处理电路18、第二光电接收器件19、狭缝20、码盘21、第 二发光器件22。其中第一处理电路16和第二处理电路18均包括放 大、整形、译码处理,以二进制代码电平输出,供外部设备采集。主轴10通过轴承11安装在轴套12内,主轴10、轴承11和轴 套12构成轴系;码盘21固定在主轴10上,主轴10带动码盘21同 步旋转;狭缝20固定在轴套12上,与码盘21留有空隙平行安装; 在码盘21的下面对准同一码道安装第一发光器件13和第二发光器件 22,该两个发光器件之间的夹角为180°或90°,固定在轴套12上; 在狭缝盘20的一面,分别与第一发光器件13和第二发光器件22相 对的位置安装第一光电接收器件14和第二光电接收器件19,该两个 光电器件固定在轴套12上;第一光电接收器件14的输出端与第一处 理电路16连接,第二光电接受器件19的输出端与第二处理电路18 连接;第一处理电路16和第二处理电路18都固定在轴套12上,第 一处理电路16通过第一信号输出电缆15与外部设备数据采集端连接,第二处理电路18通过第二信号输出电缆17与外部设备数据采集 端连接。工作原理说明当主轴10带动码盘21旋转时与狭缝盘20产生 相对运动,第一发光元件13和第二发光元件22发出的光,通过玛盘 21和狭缝盘20的透光区,切割成有规律的断续的光信号,分别被第 一光电接收器件14和第二光电接收器件19接收,第一光电接收器件 14将接收的光信号转变为电信号,通过第一信号输出电缆15传送给 外部设备的数据采集系统,第二光电接收器件19将接收的光信号转 变为电信号,通过第二信号输出电缆17传送给外部设备的数据采集 系统。本专利技术的积极效果设冗余式光电轴角编码器,由于采用两套独立工作的光电信号处 理系统,大大提高了光电轴角编码器工作的可靠性和稳定性;在使用 过程中,即使一路出现故障,启动另一路信号处理系统,也能使编码 器正常工作,从而保证主体仪器的正常工作。附图说明图l是已有技术的结构示意图;图2是本专利技术的结构示意图;具体实施方式本专利技术按图2所示的结构实施,其中轴系(主轴IO、轴套12)的材 质采用不锈钢,要求滚动配合,并要求转动灵活;第一发光器件13 和第二发光器件22采用红外发光二极管或白质灯;狭缝盘20和码盘21的材质采用玻璃,也可以采用金属片或塑料,对码盘码道的要求: 透光均匀,图案边缘整齐,无划伤、无破损、无斑点等弊病;第一处 理电路16和第二处理电路18采用PVC板,并有放大、整形和译码 功能的相关电子元件。权利要求1.一种冗余式光电轴角编码器,包括主轴(10)、轴承(11)、轴套(12)、第一发光器件(13)、第一光电接收器件(14)、第一信号输出电缆(15)、第一处理电路(16)、狭缝(20)、码盘(21),其中处理电路包括放大、整形、译码处理,以二进制代码电平输出;其特征在于还包括第二信号输出电缆(17)、第二处理电路(18)、第二光电接收器件(19)、第二发光器件(22);主轴(10)通过轴承(11)安装在轴套(12)内,主轴(10)、轴承(11)和轴套(12)构成轴系;码盘(21)固定在主轴(10)上,主轴(10)带动码盘(21)同步旋转;狭缝(20)固定在轴套(12)上,与码盘(21)留有空隙平行安装;在码盘(21)的下面对准同一码道安装第一发光器件(13)和第二发光器件(22),该两个发光器件之间的夹角为180°或90°,固定在轴套(12)上;在狭缝盘(20)的一面,分别与第一发光器件(13)和第二发光器件(22)相对的位置安装第一光电接收器件(14)和第二光电接收器件(19),该两个光电器件固定在轴套(12)上;第一光电接收器件(14)的输出端与第一处理电路(16)连接,第二光电接受器件(19)的输出端与第二处理电路(18)连接;第一处理电路(16)和第二处理电路(18)都固定在轴套(12)上,第一处理电路(16)通过第一信号输出电缆(15)与外部设备数据采集端连接,第二处理电路(18)通过第二信号输出电缆(17)与外部设备数据采集端连接。全文摘要一种冗余式光电轴角编码器,属于光电检测
中的编码器。要解决的技术问题是提供一种冗余式光电轴角编码器。解决技术方案包括本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种冗余式光电轴角编码器,包括主轴(10)、轴承(11)、轴套(12)、第一发光器件(13)、第一光电接收器件(14)、第一信号输出电缆(15)、第一处理电路(16)、狭缝(20)、码盘(21),其中处理电路包括放大、整形、译码处理,以二进制代码电平输出;其特征在于还包括第二信号输出电缆(17)、第二处理电路(18)、第二光电接收器件(19)、第二发光器件(22);主轴(10)通过轴承(11)安装在轴套(12)内,主轴(10)、轴承(11)和轴套(12)构成轴系;码盘(21)固定在主轴(10)上,主轴(10)带动码盘(21)同步旋转;狭缝(20)固定在轴套(12)上,与码盘(21)留有空隙平行安装;在码盘(21)的下面对准同一码道安装第一发光器件(13)和第二发光器件(22),该两个发光器件之间的夹角为180°或90°,固定在轴套(12)上;在狭缝盘(20)的一面,分别与第一发光器件(13)和第二发光器件(22)相对的位置安装第一光电接收器件(14)和第二光电接收器件(19),该两个光电器件固定在轴套(12)上;第一光电接收器件(14)的输出端与第一处理电路(16)连接,第二光电接受器件(19)的输出端与第二处理电路(18)连接;第一处理电路(16)和第二处理电路(18)都固定在轴套(12)上,第一处理电路(16)通过第一信号输出电缆(15)与外部设备数据采集端连接,第二处理电路(18)通过第二信号输出电缆(17)与外部设备数据采集端连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:曹奇峰曹向峰
申请(专利权)人:曹奇峰
类型:发明
国别省市:82[中国|长春]

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