[发明专利]一种单码道绝对式位移测量编码码盘和系统

权利要求书

1.一种单码道绝对式位移测量编码码盘，其特征在于，包括：

标线组合，以圆环形式设置于码盘基底上，依所述圆环分布方向设置有多个编码区间；每一编码区间设置有第一编码标线、第二编码标线和第三编码标线，所述第一编码标线、第二编码标线和第三编码标线分别具有不同宽度的透光区域；所述第一编码标线设置于相邻的两个编码区间之间，所述第二编码标线、第三编码标线依预定编码规则排列于各个编码区间内，第一编码标线将码盘基底的圆周分为2^N份，N为预设值，N表示一个编码区间内所包含的第二编码标线和第三编码标线的总数量；2^N条第一编码标线均匀的分布在码盘基底的圆周内；

所述第一编码标线的宽度为L，所述第二编码标线的宽度为L/2，所述第三编码标线的宽度为L/4；

相邻的第一编码标线的间距相同；在各个编码区间内，所述第二编码标线与其相邻的第三编码标线的间距相同；

码盘基底，包括码盘盘面，所述码盘盘面在所述标线组合位置透光，在除所述标线组合外的其他位置不透光；

利用单码道绝对式位移测量编码码盘测量角位移数值包括以下步骤：

以采集到的光信号图像的中心点为原点，建立x-o-y坐标系，像素灰度值为y轴，像素位置为x轴；

采用质心算法分别计算y轴两侧的两条第一编码标线的质心位置坐标，记为a和b；

计算光信号图像的细分数值如下：

；

其中，η为细分映射值，B为细分数值；

通过对编码区间的识别确定出原始位置的译码值为A，则最终角位移测量数值D的计算式如下：。

2.如权利要求1所述的单码道绝对式位移测量编码码盘，其特征在于，所述码盘码盘在除所述标线组合外的其他位置镀有不透光膜。

3.如权利要求1所述的单码道绝对式位移测量编码码盘，其特征在于，所述码盘基底在沿厚度方向上还设置有贯穿所述码盘基底的定位孔。

4.如权利要求1所述的单码道绝对式位移测量编码码盘，其特征在于，所述第一编码标线、第二编码标线和第三编码标线均为矩形透光区域；各个矩形透光区域的长度相同，长度方向指向所述圆环对应的圆心位置，宽度方向垂直于所述圆环的内径或外径方向。

5.如权利要求1所述的单码道绝对式位移测量编码码盘，其特征在于，每一所述第二编码标线表示编码元1，每一所述第三编码标线表示编码元0；

所述第二编码标线和所述第三编码标线在各个编码区间内按照二进制规则进行编码，同一编码区间内的所述第二编码标线与所述第三编码标线依排列关系组成一编码数值；相邻的编码区间对应的编码数值逐次递增或逐次递减。

6.一种码道绝对式位移测量编码系统，其特征在于，包括：

编码码盘，为如权利要求1至5任一项所述的单码道绝对式位移测量编码码盘；

平行光源，发出照射于所述标线组合位置的平行光；

旋转机构，与所述编码码盘传动连接，用于驱动所述编码码盘的盘面旋转；

线阵图像传感器，与所述平行光源分别设置于所述码盘盘面的上下两侧，用于采集码盘盘面旋转过程中平行光透过所述标线组合位置后的光信号；

处理器，与所述线阵图像传感器电连接，用于对所述光信号进行译码，并根据译码信号对旋转的角位移进行测量；

码道绝对式位移测量编码系统测量角位移数值包括以下步骤：

以所述线阵图像传感器采集到的光信号图像的中心点为原点，建立x-o-y坐标系，像素灰度值为y轴，像素位置为x轴；

采用质心算法分别计算y轴两侧的两条第一编码标线的质心位置坐标，记为a和b；

计算光信号图像的细分数值如下：

；

其中，η为细分映射值，B为细分数值；

通过对编码区间的识别确定出原始位置的译码值为A，则最终角位移测量数值D的计算式如下：。