[发明专利]编码盘及旋转编码器

说明书

本发明实施例公开了一种编码盘及旋转编码器，其中，旋转编码器包括光源、光纤编码盘、光信号检测器及信号处理器。光纤编码盘包括多条呈环形阵列分布的光纤，且相邻光纤的外侧壁相紧贴；光源与光信号检测器位于光纤编码盘延光纤长度方向的两端；光纤编码盘与光信号检测器同轴同频旋转；信号处理器与光信号检测器相连；光信号检测器用于采集光纤编码盘在随被测机械转动过程中光源信号通过各光纤出射的携带脉冲波动信息的光信号；信号处理器用于根据被测机械转动过程中接收到的脉冲波动信息总个数计算被测机械的转动角度。本申请不仅在保证旋转编码器精度同时，实现了旋转编码器的小型化，还降低了制造工艺难度，信号处理电路更为简单。

技术领域

本发明实施例涉及角度位置测量技术领域，特别是涉及一种编码盘及旋转编码器。

背景技术

随着工控脚步的跨越式前进，机械手臂、大行程位移测控装置等相应的工厂设备对旋转设备的要求更加苛刻，旋转设备的角度位置测量在整个工控领域中非常重要，编码器作为伺服驱动系统位置测量传感器的应用越来越广泛，旋转编码器的精度决定了工控系统的整体性。

在旋转编码器的生产研发过程中，不仅要提高旋转编码器的测量性能，还要控制成本关注产品的经济性。目前，使用最多的旋转编码器种类为光电编码器。

光电编码器多采用编码盘作为编码器计数部件，即需要在圆盘上按一定编码方式刻制有很多栅距不等或相等的同心分布码道(每一圈成为一个码道)，而圈与圈之间是以一定规律编排的用于测量角位移的圆盘。这种编码盘的刻制的精度要求很高，制造工艺复杂，制造成本比较高，且多采用多圈同心分布码道来提高分辨率，不易实现小型化。此外，光电编码器需要较多接收光电的接受元件，使得电路较复杂，电路处理信号难度较大。

发明内容

本公开实施例提供了一种编码盘及旋转编码器，不仅在保证旋转编码器精度同时，实现了旋转编码器的小型化，还降低了制造工艺难度，信号处理电路更为简单。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种编码盘，应用于旋转编码器，包括多条呈环形阵列分布的光纤，且相邻光纤的外侧壁相紧贴。

可选的，各光纤的规格、型号均相同。

本发明实施例另一方面提供了一种旋转编码器，包括光源、光纤编码盘、光信号检测器及信号处理器；

其中，所述光纤编码盘包括多条呈环形阵列分布的光纤，且相邻光纤的外侧壁相紧贴；所述光源与所述光信号检测器位于所述光纤编码盘延光纤长度方向的两端；所述光纤编码盘与所述光信号检测器同轴同频旋转；所述信号处理器与所述光信号检测器相连；

所述光信号检测器用于采集所述光纤编码盘在随被测机械转动过程中所述光源信号通过各光纤出射的携带脉冲波动信息的光信号；

所述信号处理器用于根据所述被测机械转动过程中接收到的脉冲波动信息总个数计算所述被测机械的转动角度。

可选的，所述光纤编码盘包括环状固定支架和多条光纤；

所述环形固定支架固定在所述被测机械的转轴上；在垂直于所述环状固定支架轴线的截面的外侧壁上贴合排列各光纤，且各光纤的光轴与所述环状固定支架轴线相平行。

可选的，所述光纤编码盘中的各光纤的端面与所述环形固定支架的端面相平齐。

可选的，所述光源的发光面积不大于所述光纤编码盘的各光纤的截面面积。

可选的，所述信号处理器根据下述公式计算所述被测机械的转动角度α：

式中，N为所述光纤编码盘包含光纤的总个数，m为脉冲波动信息的个数。