[0034] 附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
[0035] 对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0036] 下面结合附图和实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0037] 实施例一
[0038] 如图1-2所示,为本实施例中基于机械细分的光敏电阻编码器的结构示意图,包括主轴1,所述主轴1固定有主动轮2,该主动轮2分布有多个小孔21,从动轮3与该主动轮2配合安装连接,由主动轮2带动从动轮3转动,本实施例中主动轮2与从动轮3的传动比为4,所述从动轮3固定于从动轴4上,所述从动轮3上固定有第一激光源5,该激光源为单束激光源,光敏电阻面阵6位于该第一激光源5的前方,面阵信号处理系统7与所述光敏电阻面阵6相连接,如图3所示,该面阵信号处理系统7包括信号转换模块71和感光像元地址获取电路72,该信号转换模块71用于将光敏电阻面阵输出的模拟电压信号转换为数字信号1或0,具体地为将接收到激光信号光敏单元输出的模拟电压信号转换为数字信号1,将没接收到激光信号的光敏单元输出的模拟电压信号转换为数字信号0,从而形成第一码值,该感光像元地址获取电路72根据该第一码值获取感光的光敏像元地址;
[0039] 第二激光源8与主动轮上小孔数目相对应,位于所述主动轮2的前方,且要保证该第二激光源所产生的激光要能经过小孔转动时产生的轨迹;所述主动轮码值处理系统9位于所述主动轮2的后方,如图4所述,该主动轮码值处理系统9包括激光接收模块91和信号处理模块92,所述激光接收模块91用于接收所述第二激光光源射出的激光并转换为模拟电压信号;所述信号处理模块92用于将激光接收模块输出的模拟电压信号转换为数字信号1或0,具体地为将接收到激光信号光敏单元输出的模拟电压信号转换为数字信号1,将没接收到激光信号的光敏单元输出的模拟电压信号转换为数字信号0,从而形成第二码值;再如图
3所示,该面阵信号处理系统7中还包括角位置获取电路73,将第二码值和光敏像元地址与角位置获取电路73记录的光敏像元地址和第二码值进行查找比对,从而得出被测轴的角位置。
[0040] 实施例二
[0041] 本实施例为本发明基于机械细分的光敏电阻编码器的测量方法,具体包括以下步骤:
[0042] S1、通过联轴器将本编码器的主轴与待测量转轴相连,主轴与转轴做同步旋转运动,同时第一、第二激光光源通电,发出激光;
[0043] S2、光敏电阻面阵及激光接收模块中的光敏元件接收到激光信号后将激光信号转换为模拟电压信号,并将该模拟电压信号输出;
[0044] S3、面阵信号处理系统中的信号转换模块将步骤S2中光敏电阻面阵输出的模拟电压信号转换为数据信号1或0,形成第一码值,感光像元地址获取电路根据该第一码值获取感光光敏像元地址;信号处理模块将步骤S2中激光接收模块输出的模拟电压信号转换为数字信号1或0,形成第二码值,并将该第二码值传输到面阵信号处理系统;
[0045] S4、将步骤S3中形成的光敏像元地址和第二码值与面阵信号处理系统中角位置获取电路存储记录的光敏像元地址和第二码值进行查找比对,,查找得出步骤S3所得出的光敏像元地址、第二码值相对应的轴位角度,即得出被测轴此时实际的轴位角度;
[0046] S5、将步骤S4的得出的轴位角度信息输出。
[0047] 其中,所述角位置获取电路存储记录的光敏像元地址和第二码值相对应的轴位角度由下式求得:
[0048] α=((i-1)×m+n-1)×d
[0049] 其中:i为当前的码值的二进制数值;
[0050] m为光敏电阻面阵上的光敏元件数目;
[0051] n为光敏元件在光敏电阻面阵中的排列序号;
[0052] d为主轴的单个光敏像元角度
[0053] 其中:d=360×60×60÷m÷f
[0054] f为主轴测量细分倍数。
[0055] 实施例三
[0056] 本实施例将结合实施例一中的编码器及实施例二中的测量方法;
[0057] 本实施例中,为了便于说明,光敏电阻面阵由4个coms光敏元件组成(实际系统中有很多个元件),主动轮的码值由两个码道(小孔)组成,主动轮与从动轮的传动比与码值二进制数值相等(在本例中两码道的码值二进制数值为4,则传动比为4,主轴测量细分倍数也为4),采用实施例二中的测量方法,则当第一激光源激光照射到光敏电阻面阵上的一光敏元件时,则该光敏元件会输出数字信号1,其余的光敏元件输出数字信号0,从而形成第一码值,感光像元地址获取电路根据该第一码进行比对,从而获得该受激光照射光敏像元的地址;同时,当第二激光光源的两束激光照射到主动轮后,如果两数激光均被主动轮挡住,则主动轮码值中的激光接收模块没有接收到激光信号,从而输出数字信号00,从而形成第二码值,并将该第二码传输到面阵信号处理系统中,面阵信号处理系统中的只读存储器将该光敏像元的地址和第二码值进行比对,从而得出被测轴的此时实际的轴位角度。
[0058] 例如,第一激光源激光照射到光敏电阻面阵上坐标为(2,1)的光敏像元上,坐标为(2,1)的光敏像元输出信号为1,其他像元输出信号为0,感光地址获取电路通过对输入信号的比较,得出光敏像元地址(2,1);同时,第二激光光源的两束激光均被主动轮遮挡住,信号处理系统中激光接收模块无法感光,因此输出信号为00,形成第二码值;角位置获取电路将00(第二码值)和光敏像元地址(2,1)与角位置获取电路记录的光敏像元地址和第二码值进行查找比对,如表1所示,即可得出此时被测轴的角度为0度;同理可得出被测轴其他位置时的角度,在此就不再一一赘述。
[0059] 表1:
[0060]第二码值 序号 光敏像元地址X坐标 光敏像元地址Y坐标 角度
00 1 2 1 0
00 2 3 2 22.5
00 3 2 3 45
00 4 1 2 67.5
01 1 2 1 90
01 2 3 2 112.5
01 3 2 3 135
01 4 1 2 157.5
10 1 2 1 180
10 2 3 2 202.5
10 3 2 3 225
10 4 1 2 247.5
11 1 2 1 270
11 2 3 2 292.5
11 3 2 3 315
11 4 1 2 337.5
[0061] 表中的角度由下式求得:
[0062] α=((i-1)×m+n-1)×d
[0063] d=360×60×60÷m÷f
[0064] 如:第二码值为(0,0)和光敏像元地址为(1,2)对应的角度为:
[0065] 本例中,m=4,f=4,i=1,n=4,
[0066] 从而得出α=67.5度。