[实用新型]高精度编码轮、及其构成的编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小体积高精度的编码器，具体是指一种高精度编码轮、及其构成的编码器。

背景技术

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。 编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时透射式以透光区和不透光区来表示代码的状态是1”还是0”，反射式以反射区和非反射区来表示代码的状态是“1”还是“0”，通过1”和“0”的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。自从圆盘式编码器诞生至今一直沿用将码条设置在码盘侧面的方式，受码盘半径的限制，设置在码盘侧面的码条的内外半径必然比码盘的直径更小，因此其内外半径中点的等效半径必然小于码盘半径，对应于同样分辨率传感器的情况下限制了实际能够设置的码条数目；传统圆盘编码器因为码条设置在码盘侧面，其码条与码条之间的间隔均呈扇形，受限于光电传感器的能力，该扇形的内外半径差不能低于某一个数值，因此在小直径编码器上光电式受到很大的约束，一般直径较小的编码器只能采用磁电式的，但磁电式的在温度适应能力和抗电磁干扰能力上相对光电式的要差得多。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度编码轮、及其构成的编码器，在相同的码盘半径情况下，增加码条的数量，从而提高其精度。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

高精度编码轮，包括码轮，所述的码轮呈圆柱状，具有两个圆盘面、以及位于两个圆盘面之间的轮面，在其圆柱轴线上设置有用于插入电机轴的通孔，在码轮的轮面至少设置有一个码条环，每个码条环具有多个相互平行的码条，任意一个码条均与码轮的轴线平行。码轮的两端为圆盘面，位于两个圆盘面之间的圆柱面即为轮面，由于条码需要一定的宽度和长度，传统方式将条码设置在码盘的盘面，相对传统方式，采用编码轮替代码盘，在编码轮的轮面刻录条码，条码呈直线状，且与码轮的轴线平行，如此，在相同的直径且码条的宽度相同情况下，设置在码轮的轮面上的条码数量远远多于传统方式的码盘上设置的码条数量。将码条设置于码轮的轮面，无疑是最大程度的利用了码轮的半径，因此也将可以设置的码条数目最大化，最大程度的提高了相同直径编码器的物理分辨率。

包括上述高精度编码轮的编码器，包括壳体，在壳体的一端安装有电机，电机的电机轴延伸至壳体内，在所述壳体内安装有编码轮，所述电机轴插入编码轮的通孔内，所述编码轮上的每一个码条环至少对应一个安装在壳体内壁上的传感器，所述传感器的感应方向与该传感器对应的码条环所在的轮面垂直。编码器包括壳体，在壳体的一端连接有电机，电机的电机轴穿过壳体延伸至壳体内，将码轮插接在电机轴上，码轮与壳体之间存在一定的间隙，将传感器放置在壳体与码轮的轮面之间的空隙内，当电机转动时，电机轴带动码轮转动，传感器检测码轮的轮面上的码条，即可监控码轮的转动情况，由于码轮的轮面设置的码条数量相对于同样直径的码盘设置的码条数量多，因此，在码轮旋转一周的情况下，传感器检测码条的数量较传统方式的码盘上码条的数量多，因此，提高了检测的精度。对于传感器而言，在垂直与码轮轴线方向可以设置一个、两个、甚至多个传感器，根据所检测到的相位差通过一定的算法计算后，得到的数据可以更加精确；在平行于码轮轴线的方向可以设置多个传感器对应于码轮上刻录的多个码条环以应用于绝对位置编码器，利用更长的码条长度获得更高的精度或减少码条环数。

所述传感器为光电传感器。传统圆盘编码器因为码条设置在码盘侧面，其码条与码条之间的间隔均呈扇形，受限于光电传感器的能力，该扇形的内外半径差不能低于某一个数值，因此在小直径编码器上光电式受到很大的约束，一般直径较小的编码器只能采用磁电式的，但磁电式的在温度适应能力和抗电磁干扰能力上相对光电式的要差得多，因此，将码条设置到码轮的轮面上，码条为标准的矩形，码条形状与码轮直径没有关系，能够很好的适应于小直径光电式编码器。

所述的传感器为两个。在码轮上设置用于标注零位的专用码条，利用两只传感器分别采集零位位置的方式既可以避免零位专用码条形状差异导致的位置误差，又还可以利用该零位码条分别经过两只传感器的时间差或其间经过的码条数目或相位差等位置差信息来修正所采集到的零位码条位置的偏差，提高编码器的精度。