[实用新型]一种单码道旋转编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种旋转编码器，具体地涉及一种单码道旋转编码器，尤其涉及一种包括至少一个零位的单码道旋转编码器。

背景技术

旋转编码器广泛用于确定旋转物体的机械位移量的传感器，通过光电或者磁场霍尔等探测，将位置信号变换为电信号，提供给处理器。旋转编码器主要分为增量式和绝对式，绝对式旋转编码器输出绝对的位置关系，而增量式旋转编码器一般输出两相信号，包括A相和B相，通常情况下，A、B相位差为90°，因此，除了可以测量速度外，增加这种的相位关系，能够额外检测出旋转方向(正转以及反转)。根据应用场合不同，增量式的旋转编码器输出信号还可以分为脉冲信号和正弦波信号，这种两种信号在一定条件下可以互相转换。目前的旋转编码器中，通常还会增加除了A相以及B相之外的定位信号Z相(一次旋转输出一次)，用于指示零点位置。目前，增量式旋转编码器的编码盘上通常需要1条码道和A/B读头分别产生A相、B相，如果需要Z相(零位信号)，则需要增加一条码道和一个读头。码道数越多，编码盘的结构复杂，精度要求高，制作困难。

有鉴于此，如何设计一种新的单码道旋转编码器，减少码道和读取头数目，提高可靠性，降低成本，以消除现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

为了克服现有技术中旋转编码器需要多个码道以判断旋转方向和转速以及定位基准点所出现的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种单码道旋转编码器，其编码盘上只包括一条码道，仅需一条码道和两个读取头就能实现一个或多个可区分的零位区域定位基准点，同时相关信号处理的元器件数量也大大减少，结构明显优化，成本更低，可靠性高。

本实用新型的第一方面，提供一种单码道编码盘，所述单码道编码盘上设有一环形码道，所述的码道由透光扇区和不透光扇区交替组成，所述码道包括一个或多个零位区，所述零位区由m个连续的不透光扇区或m个连续的透光扇区组成，其中m>1。

优选地，所述各透光扇区和/或各不透光扇区宽度相同且交替均匀排列。

优选地，所述零位区由m个连续的不透光扇区组成，且所述零位区两侧的扇区均为透光扇区。

优选地，所述零位区由m个连续的透光扇区组成，且所述零位区两侧的扇区均为不透光扇区。

优选地，所述编码盘为金属环形盘体、玻璃环形盘体、或树脂环形盘体。

优选地，所述编码盘为光电编码盘或磁性编码盘。

本实用新型第二方面，提供一种单码道旋转编码器，包括如本实用新型第一方面所述的编码盘；一编码器刻度读取器，包括第一读取头和第二读取头，所述编码器刻度读取器在经过所述编码盘的不同位置时产生响应信号；一用于产生零位信号的零位检测电路。

优选地，所述第一读取头和所述第二读取头的相对位置△s满足(1+2×n)×W<△s<(2+2×n)×W，其中，W为单个扇区的宽度，n为大于等于零的整数。

优选地，第一读取头和第二读取头采用透射或者反射式光电开关。

优选地，所述第一读取头和第二读取头为霍尔元件。

优选地，所述零位检测电路包括第一触发器、第二触发器和微处理器。

优选地，所述第一触发器包括第一CLK输入端和第一D输入端，所述第二触发器包括第二CLK输入端和第二D输入端，所述第一和第二触发器的输入信号均为所述第一读取头和所述第二读取头输出的信号，所述第一触发器和/或第二触发器的输出信号作为零位信号。

本实用新型第三方面，提供一种如本实用新型第二方面所述的编码器的零位测试方法，包括步骤：

(1)所述编码盘绕中心轴旋转，设置第一读取头和第二读取头的相对位置△s；

(2)所述透光扇区和不透光扇区经过所述第一读取头和第二读取头时，分别产生A相信号和B相信号；

(3)所述第一读取头分别与所述第一CLK输入端和第二CLK输入端相连，所述第二读取头分别与所述第一D输入端和第二D输入端相连，所述第一CLK输入信号设置为上升沿有效，所述第二CLK输入信号设置为下降沿有效；

或者，所述第二读取头分别与所述第一CLK输入端和第二CLK输入端相连，所述第一读取头分别与所述第一D输入端和第二D输入端相连，所述第一CLK输入信号设置为下降沿有效，所述第二CLK输入信号设置为上升沿有效；