[发明专利]一种基于旋转编码器的位置测量系统和测量方法

权利要求书

1.一种基于旋转编码器的位置测量系统，是由数据采集装置、连接适配器、数控装置和计算机终端组成的，所述的连接适配器固定到所述的数控装置的末端执行器的适当位置，所述的数据采集装置的两个拉线端子连接到所述的连接适配器上，所述的数据采集装置通过数据线与计算机终端连接。

2.如权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于：所述的数据采集装置是由装置基座、位置反馈仪和数据采集卡组成的，所述的位置反馈仪是由外壳体、拉线端子、编码器固定座、旋转编码器、拉线盒、定滑轮、动滑轮和动滑轮支架组成的，所述的编码器固定座的下端固定在所述的装置基座上，所述的旋转编码器固定到所述的编码器固定座上，所述的拉线盒固定到所述的编码器固定座的适当位置，所述的定滑轮固定到所述的编码器固定座的下端面，所述的动滑轮支架通过联轴器与所述的旋转编码器连接，使得所述的动滑轮支架可以绕着所述的旋转编码器的转轴旋转，所述的数据采集卡固定到所述的装置基座的适当位置。

3.如权利要求2所述的动滑轮，其特征在于：所述的动滑轮的轮槽中心开有一个与拉线盒的拉线的直径相当的环形槽，使得拉线能够嵌入到槽内。

4.如权利要求2所述的位置反馈仪，其特征在于：所述的位置反馈仪有两个，以一个确定的间距分别固定到所述的装置基座上。

5.一种基于旋转编码器的位置测量方法，具体步骤如下：

a.将数据采集装置放置在数控装置周围不影响其工作的合理位置处，检测拉线是否正常，拉线是否嵌入到动滑轮的环形槽中；

b.将连接适配器固定到数控装置的末端执行器上的合理位置处，将两个拉线盒的拉线端子与连接适配器连接，通过数据线将数据采集装置与计算机终端连接；

c.操控数控装置运动到同一平面内的两个确定的位置，分别测得在数控装置基坐标系下这两个固定位置的坐标值，同时通过数据采集装置将在这两个位置处的旋转编码器的数据发送到计算机终端；

d.两个位置反馈仪的旋转编码器转轴中心之间的距离在装配时已经测得，通过计算机终端处理两个旋转编码器的数据可以得到相应的旋转角度，即由两个位置反馈仪的旋转编码器转轴中心和连接适配器与拉线端子的连接点所组成的三角形的两个角和两角的夹边已经确定；

e.通过三角形定理计算出上述两个固定位置在数据采集装置确定的坐标系下的坐标值；

f.通过步骤a-e可以得到两个固定点在数控装置的基座标系和数据采集装置确定的坐标系下的坐标值，然后计算出数据采集装置确定的坐标系与数控装置基坐标系之间的变换矩阵；

g.操纵数控装置在上述平面内运动，通过数据采集装置实时采集两个旋转编码器数据，通过计算机终端计算出末端执行器在数据采集装置确定的坐标系下的坐标值；

h.利用步骤f得到的变换矩阵，通过计算机终端求得末端执行器在数控装置基座标系下的坐标值。

6.如权利要求5所述的数据采集装置确定的坐标系，其特征在于，所述的数据采集装置确定的坐标系的建立应该遵循以下原则：

以其中一个位置反馈仪的旋转编码器转轴中心为坐标原点，以两个位置反馈仪的旋转编码器转轴中心的连线为Xj轴，以从原点处的位置反馈仪的旋转编码器转轴中心到另一个位置反馈仪的旋转编码器转轴中心移动的方向为Xj轴的正方向。