[发明专利]一种绝对式光电编码器码盘及绝对式光电编码器

说明书

本发明实施例提供了一种绝对式光电编码器码盘及绝对式光电编码器，在传统格雷码金属码盘的基础上减少码盘的镂空部分，增加码盘的机械强度，减少码盘的结构变形，进一步提高编码器的精度，适合应用在振动强度大，环境比较恶劣的场合。

技术领域

本发明涉及光电编码器技术领域，具体涉及一种绝对式光电编码器码盘及绝对式光电编码器。

背景技术

光电轴角编码器，又称光电角位置传感器，是一种集光、机、电为一体的精密数字测角装置。绝对式编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干条同心码道，每条码道上由透光和不透光的扇形区间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数。在码盘的一侧是光源，另—侧对应每一码道有一光敏元件，每一个光源和光敏元件配对称为一个读数头。当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的高低电平信号，形成相应的输出码，高电平记为1，低电平记为0。这种编码器的特点是在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

码盘是绝对式光电轴角编码器进行数据采集的核心元件，常用的码盘材料为玻璃，但是玻璃码盘无法适应振动、冲击较大的恶劣环境，在振动、冲击较大的恶劣环境中常采用不锈钢作为制作金属码盘的基片。

现在常用的编码器码盘为格雷码码盘，当编码器位数为N时，则码盘的码道数也为N。10位格雷码金属码盘图案如图1所示，图中黑色实体部分为金属码盘的镂空部分，即码盘的透光部分。每一码道都对应一个读数头，一共10个读数头，10个读数头排成一条直线，从最内圈到最外圈读数头分别计作A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10，10个读数头的排列位置如图2所示。当码盘转动时，根据10个读数头输出的0、1信号，即可以确定转轴的位置信息。

由于图1所示金属码盘镂空部分太多，在编码器工作时，或者使用一段时间后，容易导致码盘变形，或者产生颤动，致使光电轴角编码器的精度下降，甚至导致编码器不能正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种绝对式光电编码器码盘及绝对式光电编码器，在传统格雷码金属码盘的基础上减少码盘的镂空部分，增加码盘的机械强度，减少码盘的结构变形。

第一方面，本发明提供的绝对式光电编码器码盘，所述码盘为金属码盘，所述金属码盘具有编码区和非编码区，所述编码区和所述非编码区在圆周方向上等间隔设置，所述编码区中采用镂空设置格雷码，且所述格雷码在每个编码区上设置两个读数头，所述非编码区为不镂空区域。

可选地，所述编码区和非编码区的角度均为22.5度。

可选地，所述码盘为10位金属格雷码码盘，由内到外分别为第一码道、第二码道、第三码道、第四码道、第五码道、第六码道、第七码道、第八码道、第九码道及第十码道，以第一码道不镂空的起点记为第一码道的0°位置，逆时针旋转角度增加。

可选地，所述码盘采用第一关系计算非编码区，所述第一关系为：

(-11.25+N×22.5°)～(11.25+N×22.5°)，N＝0，2，4，6，8，10，12，14；

得到所述码盘的非编码区分别为：-11.25°～11.25°、33.75°～56.25°、78.75°～101.25°、123.75°～146.25°、168.75°～191.25°、213.75°～236.25°、258.75°～281.25°、303.75°～326.25°区域。

可选地，第五码道的11.25°～33.75°、56.25°～78.75°、101.25°～123.75°、146.25°～168.75°、191.25°～213.75°、236.25°～258.75°、281.25°～303.75°、326.25°～348.75°部分为镂空部分作为编码区，其余不镂空作为非编码区。