專利名稱：絕對(duì)編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種編碼器，尤其是一種精確測(cè)試運(yùn)動(dòng)位置和運(yùn)動(dòng)速度的絕 對(duì)編碼器。
背景技術(shù)：
工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域所用的絕對(duì)編碼器主要由位置檢測(cè)部分(紅外線光源、 光學(xué)透鏡、編碼光柵盤、紅外接收管陣列)、機(jī)械安裝軸、機(jī)械外殼、電子 部分(編碼讀取、格式轉(zhuǎn)換、輸出接口 )組成，如果是多圏絕對(duì)值編碼器則 還應(yīng)包含非易失性多圈計(jì)數(shù)器。其中編碼器的精度取決于位置檢測(cè)部分。目
前這類編碼器主要分為2類，第一類應(yīng)用于起重行業(yè)，該類編碼器可靠性高 但價(jià)格昂貴；第二類是應(yīng)用于機(jī)床、電梯行業(yè)，該類編碼器價(jià)格較低，但可 靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的編碼器的缺陷，提供一種編碼器，以實(shí)現(xiàn)低 價(jià)格和高可靠性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種編碼器，包括 安裝法蘭，用于固定和安裝；
旋轉(zhuǎn)軸，通過(guò)所述安裝法蘭的軸承從所述安裝法蘭的中心穿過(guò)； 編碼器模塊，安裝在所述安裝法蘭上，該編碼器模塊包括 光源裝置，安裝在所述安裝法蘭上，用于產(chǎn)生照射用的平行光線； 編碼光柵，套設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)軸上，用于遮擋光源裝置產(chǎn)生的光線； 接收裝置，用于接收經(jīng)過(guò)編碼光柵后的光線產(chǎn)生光電流，輸出編碼序列；
數(shù)據(jù)處理器，通過(guò)銅柱安裝在所述安裝法蘭上并與所述接收裝置相連接， 用于接收編碼序列，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和通信。 進(jìn)一步地，所述光源裝置包括 紅外線光源，用于產(chǎn)生照射用的紅外光線； 透鏡，用于將光源產(chǎn)生的紅外光線變成平行光線。 進(jìn)一步地，所述接收陣列是紅外接收二極管。 進(jìn)一步地，所述接收陣列是集成在芯片上的三極管。 進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理器為單片機(jī)。
進(jìn)一步地，所述的編碼器還包括多圏計(jì)數(shù)器，用于記錄圏數(shù)以達(dá)到拓展 測(cè)量范圍。
進(jìn)一步地，所述編碼光柵是格雷碼光柵。
因此，本發(fā)明編碼器可以通過(guò)利用AEAS-7000編碼器模塊使用旋轉(zhuǎn)軸實(shí) 現(xiàn)可靠性高和價(jià)格便宜。


圖1為本發(fā)明絕對(duì)編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為在本發(fā)明時(shí)序下從AEAS-7000中讀取數(shù)據(jù)到單片機(jī)。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 如圖1所示為本發(fā)明絕對(duì)編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖。該絕對(duì)編碼器包括 安裝法蘭10，用于固定和安裝；其中安裝法蘭，是整個(gè)絕對(duì)編碼器的基
座；
旋轉(zhuǎn)軸20即是光柵安裝軸或者是編碼器旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)安裝法蘭的 軸承100從其中心穿過(guò)；旋轉(zhuǎn)軸的作用相當(dāng)于是延伸電機(jī)輸出軸；其中旋轉(zhuǎn)軸20在套設(shè)有編碼光棚-302的這一段201部分呈口徑4交小的軸，剛好與光棚^ 部分吻合；而在安裝法蘭的軸承100的左邊部分203則旋轉(zhuǎn)軸的直接大小可 以剛好與軸承的直徑相等或者小于軸承的直徑(圖中示出了小于的情況)， 主要取決于實(shí)際應(yīng)用，而軸承100和編碼光柵30之間的旋轉(zhuǎn)軸部分202的直 徑則和軸承的直徑相同，以便適合安裝法蘭的軸承；
編碼器模塊30，安裝在所述安裝法蘭20上，作為編碼器整體而言，編碼 器模塊是通過(guò)安裝法蘭裝到電機(jī)外殼上的；該編碼器模塊30包括
光源裝置302,安裝在所述安裝法蘭上，用于產(chǎn)生照射用的平行光線；其 具體包括紅外線光源，用于產(chǎn)生照射用的紅外光線；透鏡，用于將光源產(chǎn)生 的紅外光線變成平行光線；
編碼光柵30,套設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)軸20上，用于遮擋光源裝置產(chǎn)生的光線；
接收裝置301，用于接收經(jīng)過(guò)編碼光柵后的光線產(chǎn)生光電流，輸出編碼序
列；
數(shù)據(jù)處理器40,通過(guò)銅柱50安裝在所述安裝法蘭上并與所述接收裝置 301相連接，用于接收編碼序列，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和通信。
其中，由于編碼器的技術(shù)難點(diǎn)主要是紅外接收陣列，使用分離的紅外接 收三極管，生產(chǎn)組裝難度大，也無(wú)法作到較高的精度；如果與半導(dǎo)體制造商 合作定制紅外接收陣列，由于成本和需求量的原因，也很難實(shí)現(xiàn)。因此，優(yōu) 選地，編碼器模塊采用AEAS-7000模塊，集成了 14顆紅外接收二極管作為 接收裝置的陣列，可以實(shí)現(xiàn)最高16位精度的絕對(duì)編碼器，同時(shí)模塊還配套了 格雷碼光柵作為編碼光柵，解決了編碼器制造的技術(shù)難點(diǎn)。因此通過(guò)設(shè)置光 柵安裝軸(旋轉(zhuǎn)軸20)和編碼器模塊安裝底盤(安裝法蘭10)，就可以實(shí)現(xiàn) 編碼器中關(guān)鍵的位置檢測(cè)部分，從而解決技術(shù)難點(diǎn)。
其中，該優(yōu)選的AEAS-7000的數(shù)據(jù)采用同步串行通信的方式輸出，如圖 2為AEAS-7000的輸出接口時(shí)序圖，如表1為AEAS-7000的主要引腳使用說(shuō) 明。當(dāng)NSL引腳為低電平時(shí)，當(dāng)前的數(shù)據(jù)被鎖存到移位寄存器中，DOUT為移位寄存器最高位輸出線，SCL (時(shí)鐘線)引腳的上升沿，4吏移位寄存器數(shù)據(jù) 左移一次。
引腳號(hào)和引 腳名稱功能說(shuō)明
6 MSB證數(shù)據(jù)的最高位取反，改變計(jì)數(shù)遞增方向
8 NSL移位寄存器移位(NSL = 0 )和數(shù)據(jù)載入(NSL =1 )控制
9 S(X移位寄存器工作時(shí)鐘
10 DOUT移位寄存器數(shù)據(jù)輸出，最高位先出
11 DO0。脈沖信號(hào)輸出
12 DPROBE90。脈沖信號(hào)輸出
13 VDD模塊數(shù)字電源
14 GND電源地
15 A09P90。正弦信號(hào)輸出
16 GND電源地
17 A0P0。正弦信號(hào)輸出
18 A09N90。反相正弦信號(hào)輸出
19 VDD A模塊模擬電源
20 AON0。反相正弦信號(hào)
表1
在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)處理器釆用單片機(jī)，單片機(jī)完成了絕對(duì)位置編碼數(shù)據(jù) (序列)的讀取、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、與用戶系統(tǒng)的通信接口、與多圈計(jì)數(shù)器通
信功能。編碼器模塊AEAS-7000，其第2、 8、 9、 10、 21腳連到單片機(jī)U2， 在單片機(jī)的控制下，完成圖2所示的時(shí)序(當(dāng)NSL為低時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)效)，從AEAS-7000中讀取數(shù)據(jù)到單片機(jī)。
單片機(jī)連接到多圈計(jì)數(shù)器，當(dāng)有多圈計(jì)數(shù)器時(shí)，單片機(jī)上電時(shí)，需要從 多圈計(jì)數(shù)器讀取原先的圏數(shù)值，否則被懸空，單片機(jī)表示沒(méi)接多圈計(jì)數(shù)器。 多圏值的讀取方法采用串行同步方式。
增量編碼輸出。單圏1024脈沖的正交編碼信號(hào)是從編碼器模塊 AEAS-7000直接輸出。多圈計(jì)數(shù)器，優(yōu)選地，其最大功耗是8uA。
因此，本發(fā)明通過(guò)利用編碼器模塊AEAS-7000以及法蘭和旋轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)了 一種新型的絕對(duì)編碼器，從而利用編碼器模塊降低了費(fèi)用，并且?guī)?lái)了高可 靠性。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技 術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種絕對(duì)編碼器，其特征在于包括安裝法蘭，用于固定和安裝；旋轉(zhuǎn)軸，通過(guò)所述安裝法蘭的軸承從所述安裝法蘭的中心穿過(guò)；編碼器模塊，安裝在所述安裝法蘭上，該編碼器模塊包括光源裝置，安裝在所述安裝法蘭上，用于產(chǎn)生照射用的平行光線；編碼光柵，套設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)軸上，用于遮擋光源裝置產(chǎn)生的光線；接收裝置，用于接收經(jīng)過(guò)編碼光柵后的光線產(chǎn)生光電流，輸出編碼序列；數(shù)據(jù)處理器，通過(guò)銅柱安裝在所述安裝法蘭上并與所述接收裝置相連接，用于接收編碼序列，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和通信。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對(duì)編碼器，其特征在于所述光源裝置包括 紅外線光源，用于產(chǎn)生照射用的紅外光線；透鏡，用于將光源產(chǎn)生的紅外光線變成平行光線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕對(duì)編碼器，其特征在于所述接收陣列是紅外 接收二極管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕對(duì)編碼器，其特征在于所述接收陣列是集成 在芯片上的三極管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對(duì)編碼器，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理器為單 片機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對(duì)編碼器，其特征在于還包括多圈計(jì)數(shù)器， 用于記錄圈數(shù)以達(dá)到拓展測(cè)量范圍。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對(duì)編碼器，其特征在于所述編碼光柵是格雷 碼光柵。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對(duì)編碼器，其特征在于所述編碼器模塊是 AEAS-7000模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種絕對(duì)編碼器，包括安裝法蘭，用于固定和安裝；旋轉(zhuǎn)軸，通過(guò)所述安裝法蘭的軸承從所述安裝法蘭的中心穿過(guò)；編碼器模塊，安裝在所述安裝法蘭上，該編碼器模塊包括光源裝置，安裝在所述安裝法蘭上，用于產(chǎn)生照射用的平行光線；編碼光柵，套設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)軸上，用于遮擋光源裝置產(chǎn)生的光線；接收裝置，用于接收經(jīng)過(guò)編碼光柵后的光線產(chǎn)生光電流，輸出編碼序列；數(shù)據(jù)處理器，通過(guò)銅柱安裝在所述安裝法蘭上并與所述接收裝置相連接，用于接收編碼序列，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和通信。因此，本發(fā)明編碼器可以通過(guò)利用AEAS-7000編碼器模塊使用旋轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)可靠性高和價(jià)格便宜。
文檔編號(hào)G02B7/00GK101424548SQ200710176439
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者鐘永勇 申請(qǐng)人:北京中礦雷恩科技有限公司