本實用新型涉及編碼器的研究領(lǐng)域，特別涉及一種利用增量式角度編碼器光柵零位參考點編碼方法編制的掩膜板。
背景技術(shù)：
：帶內(nèi)置軸承的角度編碼器是角度精密測量的專用設(shè)備，也是高精度機(jī)器旋轉(zhuǎn)軸的關(guān)鍵閉環(huán)位置傳感器。增量式角度編碼器采用增量測量法，其光柵由周期性柵欄狀線條組成，位置信息是由可見光或紅外線透過光柵亮區(qū)(a)，或稱格(亮區(qū)編碼代號為1)形成有效計數(shù)脈沖，再通過計算自某點開始的增量數(shù)(測量步距數(shù))獲得。因此必須用絕對參考點來確定位置，通常有一個或幾個這樣的絕對參考點，以其中一個作為絕對零位參考點。由于零位參考點編碼的長短決定著編碼器識別零位時所需要增量數(shù)，編碼越短零位占據(jù)的增量數(shù)越少，越有利于提高編碼器的精度，但編碼過短過密則不利于零位參考點位置信號的讀取。同時，零位編碼還需使獲取的信號強度逐漸地、緩慢地增強，并在零位信號觸發(fā)位置使信號迅速增強形成合適的短暫且足夠強度的信號，從而獲得準(zhǔn)確零位信息。以往的零位信號編碼方法時往往只考慮了編碼的長度，卻并沒有考慮編碼形成觸發(fā)零位的信號特征，從而導(dǎo)致零位觸發(fā)信號信號周期過長，信號特征不夠顯著，影響參考點精度及系統(tǒng)精度。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種利用增量式角度編碼器光柵零位參考點編碼方法編制的掩膜板。為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：本實用新型利用增量式角度編碼器光柵零位參考點編碼方法編制的掩膜板，包括靠近主光柵的零位編碼光柵基板，所述基板上設(shè)有亮區(qū)和暗區(qū)，所述亮區(qū)和暗區(qū)豎直小角度扇面設(shè)置，且所述亮區(qū)和暗區(qū)間隔設(shè)置，所述亮區(qū)設(shè)置在掩膜板的左右兩側(cè)，中間區(qū)域為一個亮區(qū)間隔一個暗區(qū)依次排列；所述亮區(qū)為30個，暗區(qū)為29個，整個編碼區(qū)占1.47°。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述亮區(qū)、暗區(qū)的印制形式如下：方向依編碼1-59從左至右依次為第一亮區(qū)0.01°、第一暗區(qū)0.05°、第二亮區(qū)0.02°、第二暗區(qū)0.04°、第三亮區(qū)0.01°、第三暗區(qū)0.04°、第四亮區(qū)0.01°、第四暗區(qū)0.03°、第五亮區(qū)0.01°、第五暗區(qū)0.04°、第六亮區(qū)0.02°、第六暗區(qū)0.02°、第七亮區(qū)0.01°、第七暗區(qū)0.03°、第八亮區(qū)0.01°、第八暗區(qū)0.03°、第九亮區(qū)0.02°、第九暗區(qū)0.03°、第十亮區(qū)0.01°、第十暗區(qū)0.04°、第十一亮區(qū)0.01°、第十一暗區(qū)0.04°、第十二亮區(qū)0.01°、第十二暗區(qū)0.05°、第十三亮區(qū)0.02°、第十三暗區(qū)0.01°、第十四亮區(qū)0.01°、第十四暗區(qū)0.04°、第十五亮區(qū)0.01°、第十五暗區(qū)0.05°、第十六亮區(qū)0.01°、第十六暗區(qū)0.05°、第十七亮區(qū)0.01°、第十七暗區(qū)0.03°、第十八亮區(qū)0.02°、第十八暗區(qū)0.05°、第十九亮區(qū)0.01°、第十九暗區(qū)0.03°、第二十亮區(qū)0.01°、第二十暗區(qū)0.05°、第二十一亮區(qū)0.01°、第二十一暗區(qū)0.04°、第二十二亮區(qū)0.02°、第二十二暗區(qū)0.05°、第二十三亮區(qū)0.01°、暗區(qū)第二十三0.05°、第二十四亮區(qū)0.02°、第二十四暗區(qū)0.04°、第二十五亮區(qū)0.01°、第二十五暗區(qū)0.02°、第二十六亮區(qū)0.03°、第二十六暗區(qū)0.04°、第二十七亮區(qū)0.01°、第二十七暗區(qū)0.03°、第二十八亮區(qū)0.01°、第二十八暗區(qū)0.03°、第二十九亮區(qū)0.01°、第二十九暗區(qū)0.03°、第三十亮區(qū)0.01°。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：本實用新型利用的編碼方法簡單有效，且通過數(shù)字交叉組合而成的數(shù)據(jù)作圖可快速模擬獲得依此編碼印制的編碼產(chǎn)生的零位信號特征。依此印制的光柵零位編碼短，產(chǎn)生的零位信號特征顯著，其強度逐漸地、緩慢地增強，并在零位信號觸發(fā)位置使信號迅速增強形成合適的短暫且足夠強度的信號，可準(zhǔn)確讀取到光柵的零位信息，以配合角度編碼器在機(jī)器人關(guān)節(jié)中的應(yīng)用。附圖說明圖1是本實用新型編碼方法的流程圖。圖2是本實用新型掩膜板的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號說明：1-暗區(qū)；2-亮區(qū)。具體實施方式下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例如圖1所示，本實用新型基于增量式角度編碼器光柵零位參考點編碼方法，包括下述步驟：S1、主光柵的零位編碼光柵與指示光柵的零位編碼光柵鏡面對稱，將零位編碼分為透光編碼和不透光編碼，其中透光編碼用1來表示，不透光編碼用0表示，每個編碼對應(yīng)一個主光柵寬度，先以隨機(jī)順序編碼透光編碼1和不透光編碼0；S2、通過正交組合模擬主光柵的零位編碼光柵與指示光柵的零位編碼光柵相對運動時的透光狀況，首先第一行和第一列的透光編碼1和不透光編碼0排列順序依據(jù)之前的隨機(jī)編碼順序。然后第一列中所有編碼1所在的行都按隨機(jī)編碼順序編碼透光編碼1和不透光編碼0，再計算每行最尾數(shù)字及其以上各行中與其對角的所有數(shù)字之和；S3、通過調(diào)整透光編碼1和不透光編碼0的順序，使得除最后一行外，其他各行計算所得的和都不超過透光編碼總數(shù)的1/3；S4、模擬的結(jié)果表明依照此方法編制的最終零位編碼光柵所產(chǎn)生的零位信號中零位觸發(fā)信號只占1個測量步距(即1個主光柵寬度)，且其余時刻的信號強度都不超過零位觸發(fā)信號強度的1/3，依此建立起方便準(zhǔn)確識別的零位信號特征，即信號強度逐漸地、緩慢地增強，并在零位信號觸發(fā)位置使信號迅速增強形成合適的短暫且足夠強度的信號，從而獲得準(zhǔn)確零位信息；S5、確定零位編碼長度和位置，零位編碼長度即為編碼總數(shù)與主光柵寬度的乘積，依據(jù)最終確定的透光編碼1和不透光編碼0排列順序計算并排列掩膜板中零位編碼光柵亮區(qū)和暗區(qū)的相對位置和寬度，零位編碼光柵單個亮區(qū)寬度即為相對應(yīng)編碼區(qū)段連續(xù)透光編碼數(shù)與主光柵寬度的乘積，零位編碼光柵單個暗區(qū)寬度即為相對應(yīng)編碼區(qū)段連續(xù)不透光編碼數(shù)與主光柵寬度的乘積，零位編碼光柵的位置則選取靠近主光柵而方便安裝光電掃描及光電感應(yīng)裝置的位置；S6、從而獲得所需的零位編碼光柵。本具體實施方式采用如下技術(shù)方案：編碼總數(shù)為340個數(shù)，1為透光編碼和0為不透光編碼，其中透光編碼1總數(shù)為74個數(shù)。通過正交組合模擬隨機(jī)編碼下主光柵的零位編碼光柵與指示光柵的零位編碼光柵相對運動時的透光狀況，通過調(diào)整透光編碼1和不透光編碼0的順序，使得除最后一行外，其他各行最尾數(shù)及其以上各行中與其對角的所有數(shù)字之和都不超過23。零位編碼長度即為編碼總數(shù)與主光柵寬度的乘積，依據(jù)最終確定的透光編碼1和不透光編碼0排列順序計算并排列掩膜板中零位光柵亮區(qū)和暗區(qū)的相對位置和寬度，零位編碼光柵單個亮區(qū)寬度即為相對應(yīng)編碼區(qū)段連續(xù)透光編碼數(shù)與主光柵寬度的乘積，零位編碼光柵單個暗區(qū)寬度即為相對應(yīng)編碼區(qū)段連續(xù)不透光編碼數(shù)與主光柵寬度的乘積，零位編碼光柵的位置則選取靠近主光柵而方便安裝光電掃描及光電感應(yīng)裝置的位置。依此計算結(jié)果獲得所需的零位編碼光柵。透光編碼和不透光編碼的編排形式如表1所示：表1透光編碼和不透光編碼的編制表格1000100010000000100001000000100001000010000100010001000100001000000010000100010001000001000100010001000100100001000010000001000001001000010000100010001000010000010000000111000010001000000100000100001000100010000000110000011000000100010000011000000100001001000000001000100000100011000001001000010000100010001000000100010000110001000100010001從上表可知，編碼總數(shù)為340個數(shù)，1為透光編碼和0為不透光編碼，其中透光編碼1總數(shù)為74個數(shù)。如圖2所示，依照這種編碼方法編制的零位參考點掩膜板形式為：它包括亮區(qū)2和暗區(qū)1；所述亮區(qū)2和暗區(qū)1間隔設(shè)置，亮區(qū)2設(shè)置在印制模板的兩邊，中間區(qū)域為一個亮區(qū)2間隔一個暗區(qū)1依次排列；所述亮區(qū)2為30個，暗區(qū)1為29個，整個編碼區(qū)占1.47°。進(jìn)一步的，所述的亮區(qū)2、暗區(qū)1印制形式如下：方向依編碼1-59從左至右依次為第一亮區(qū)0.01°、第一暗區(qū)0.05°、第二亮區(qū)0.02°、第二暗區(qū)0.04°、第三亮區(qū)0.01°、第三暗區(qū)0.04°、第四亮區(qū)0.01°、第四暗區(qū)0.03°、第五亮區(qū)0.01°、第五暗區(qū)0.04°、第六亮區(qū)0.02°、第六暗區(qū)0.02°、第七亮區(qū)0.01°、第七暗區(qū)0.03°、第八亮區(qū)0.01°、第八暗區(qū)0.03°、第九亮區(qū)0.02°、第九暗區(qū)0.03°、第十亮區(qū)0.01°、第十暗區(qū)0.04°、第十一亮區(qū)0.01°、第十一暗區(qū)0.04°、第十二亮區(qū)0.01°、第十二暗區(qū)0.05°、第十三亮區(qū)0.02°、第十三暗區(qū)0.01°、第十四亮區(qū)0.01°、第十四暗區(qū)0.04°、第十五亮區(qū)0.01°、第十五暗區(qū)0.05°、第十六亮區(qū)0.01°、第十六暗區(qū)0.05°、第十七亮區(qū)0.01°、第十七暗區(qū)0.03°、第十八亮區(qū)0.02°、第十八暗區(qū)0.05°、第十九亮區(qū)0.01°、第十九暗區(qū)0.03°、第二十亮區(qū)0.01°、第二十暗區(qū)0.05°、第二十一亮區(qū)0.01°、第二十一暗區(qū)0.04°、第二十二亮區(qū)0.02°、第二十二暗區(qū)0.05°、第二十三亮區(qū)0.01°、暗區(qū)第二十三0.05°、第二十四亮區(qū)0.02°、第二十四暗區(qū)0.04°、第二十五亮區(qū)0.01°、第二十五暗區(qū)0.02°、第二十六亮區(qū)0.03°、第二十六暗區(qū)0.04°、第二十七亮區(qū)0.01°、第二十七暗區(qū)0.03°、第二十八亮區(qū)0.01°、第二十八暗區(qū)0.03°、第二十九亮區(qū)0.01°、第二十九暗區(qū)0.03°、第三十亮區(qū)0.01°。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型有益效果為：編碼方法簡單有效，且通過數(shù)字交叉組合而成的數(shù)據(jù)作圖可快速模擬獲得依此編碼印制的編碼產(chǎn)生的零位信號特征。依此印制的光柵零位編碼短，產(chǎn)生的零位信號特征顯著，其強度逐漸地、緩慢地增強，并在零位信號觸發(fā)位置使信號迅速增強形成合適的短暫且足夠強度的信號，可準(zhǔn)確讀取到光柵的零位信息，以配合角度編碼器在機(jī)器人關(guān)節(jié)中的應(yīng)用。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3