一種機器人、旋轉(zhuǎn)測量裝置及方法
【專利摘要】一種機器人、旋轉(zhuǎn)測量裝置及方法，裝置包括編碼器，編碼器包括一環(huán)形碼道及一檢測器，環(huán)形碼道同軸地安裝在測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸上，環(huán)形碼道包括環(huán)形排列檢測目標(biāo)，檢測目標(biāo)構(gòu)成首尾相接的第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域包括相同且重復(fù)排列的第一檢測目標(biāo)；第二區(qū)域包括至少一個第二檢測目標(biāo)；檢測檢測目標(biāo)輸出脈沖信號，根據(jù)脈沖信號計算測定目標(biāo)的預(yù)設(shè)零位位置、旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)速度。碼盤加在測定目標(biāo)上，消除了低成本行星減速器回程間隙造成的編碼器與末端執(zhí)行器之間的誤差，降低了產(chǎn)品成本，提高了系統(tǒng)精度；采用非均勻刻線的碼盤方法，可以通過一個讀頭，一個碼道，以低成本的方式實現(xiàn)區(qū)分不同旋轉(zhuǎn)區(qū)域的功能，如工作區(qū)和限位區(qū)。
【專利說明】
一種機器人、旋轉(zhuǎn)測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機械設(shè)備旋轉(zhuǎn)測量領(lǐng)域，特別是涉及一種機器人、旋轉(zhuǎn)測量裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機器人及自動化裝備有著廣闊的應(yīng)用市場，以機器人為例，機器人技術(shù)作為先進制造技術(shù)的典型代表，是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進技術(shù)于一體的重要的現(xiàn)代制造業(yè)自動化裝備。其中，機器人一般都具驅(qū)動電機，驅(qū)動電機的作用是帶動機器人的各個運動關(guān)節(jié)進行軸向運動。另外，機器人的控制系統(tǒng)在控制運動關(guān)節(jié)運動的過程中，需要獲取或限制各個關(guān)節(jié)運動姿態(tài)，一般采用檢測驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)角速度及角位移等數(shù)據(jù)以得到其運動姿態(tài)。
[0003]現(xiàn)有的有使用碼盤為標(biāo)準碼盤的旋轉(zhuǎn)編碼器，寬度相同的編碼狹縫均勻分布，只能夠輸出增量式位置信息，使用時，定位零點較為困難，存在一定的局限性。另外，也有使用帶編碼器的電機，因減速器的存在，為了獲得末端執(zhí)行器的絕對角度編碼信息或者零位角度信息，如此需要使用絕對式多圈編碼器，成本高昂。減速器選用低成本行星減速器，存在回程間隙，造成編碼器信息與末端執(zhí)行器之間存在誤差。如果選用回程間隙小的諧波減速器，成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種機器人、旋轉(zhuǎn)測量裝置及方法，旨在解決傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)測量方法測試零位位置困難和成本高的問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)測量裝置，包括編碼器和計算單元，所述編碼器包括一環(huán)形碼道及一與所述計算單元連接的檢測器，所述環(huán)形碼道同軸地安裝在測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸上，所述檢測器與所述環(huán)形碼道相對放置，所述環(huán)形碼道包括環(huán)形排列檢測目標(biāo)，所述檢測目標(biāo)構(gòu)成首尾相接的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域包括相同且重復(fù)排列的第一檢測目標(biāo);所述第二區(qū)域包括至少一個且與所述第一檢測目標(biāo)不同的第二檢測目標(biāo);所述檢測器檢測所述環(huán)形碼道上的所述檢測目標(biāo)輸出脈沖信號，所述計算單元根據(jù)所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的預(yù)設(shè)零位位置、旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)速度中的一種或多種。
[0006]本發(fā)明還提供了一種旋轉(zhuǎn)測量方法，包括編碼器，所述編碼器包括一環(huán)形碼道及一與所述環(huán)形碼道相對放置的檢測器，所述環(huán)形碼道同軸地安裝在測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸上，所述環(huán)形碼道包括環(huán)形排列檢測目標(biāo)，所述檢測目標(biāo)構(gòu)成首尾相接的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域包括相同且重復(fù)排列的第一檢測目標(biāo);所述第二區(qū)域包括至少一個且與所述第一檢測目標(biāo)不同的第二檢測目標(biāo);所述方法包括:
[0007]控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)，并獲取所述編碼器的檢測目標(biāo)輸出的脈沖信號；
[0008]利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的預(yù)設(shè)零位位置、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)角度中的一種或多種。
[0009]本發(fā)明還提供了一種機器人，包括至少一個可作旋轉(zhuǎn)運動的運動關(guān)節(jié)，及上述的旋轉(zhuǎn)測量裝置
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案中碼盤加在測定目標(biāo)(執(zhí)行器)上，消除了低成本行星減速器回程間隙造成的編碼器與末端執(zhí)行器之間的誤差，不再需要使用價格高昂的諧波減速器，降低了產(chǎn)品成本。采用非均勻刻線的碼盤方法，可以通過一個讀頭，一個碼道，以低成本的方式實現(xiàn)區(qū)分不同旋轉(zhuǎn)區(qū)域的功能，如工作區(qū)和限位區(qū)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)測量裝置的模塊示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明實施例一提供的碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為圖2中A處的局部放大示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)測量方法的流程圖；
[0015]圖5為圖4所示的旋轉(zhuǎn)測量方法的計算零位位置的流程圖；
[0016]圖6為圖4所示的旋轉(zhuǎn)測量方法的計算轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速的流程圖；
[0017]圖7為圖4所示的旋轉(zhuǎn)測量方法的計算旋轉(zhuǎn)角度的流程圖；
[0018]圖8為本發(fā)明實施例二提供的碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖9為圖8中A處的局部放大示意圖；
[0020]圖10為本發(fā)明實施例提供的機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖11為沿圖1O中C-C線的剖切視圖；
[0022]圖12為圖11中B處的局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]請參閱圖1至圖3，本發(fā)明較佳實施例中一種旋轉(zhuǎn)測量裝置，包括編碼器500和計算單元600，所述編碼器500包括一環(huán)形碼道510及一與所述計算單元600連接的檢測器520，所述環(huán)形碼道510同軸地安裝在測定目標(biāo)100的旋轉(zhuǎn)軸上。碼盤加在測定目標(biāo)100上，消除了低成本行星減速器回程間隙造成的編碼器500與末端測定目標(biāo)100之間的誤差。不再需要使用價格高昂的諧波減速器。
[0025]檢測器520與所述環(huán)形碼道510相對放置，所述環(huán)形碼道510包括環(huán)形排列檢測目標(biāo)，所述檢測目標(biāo)構(gòu)成首尾相接的第一區(qū)域511和第二區(qū)域512，所述第一區(qū)域511包括相同且重復(fù)排列的第一檢測目標(biāo)5111;所述第二區(qū)域512包括至少一個且與所述第一檢測目標(biāo)5111不同的第二檢測目標(biāo)5121;所述檢測器520檢測所述環(huán)形碼道510上的所述檢測目標(biāo)輸出脈沖信號，所述計算單元600根據(jù)所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)100的預(yù)設(shè)零位位置、旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)速度中的一種或多種。
[0026]更加具體地，當(dāng)所述環(huán)形碼道510或檢測器520勻速轉(zhuǎn)動時，檢測器520所述檢測所述第一檢測目標(biāo)5111輸出第一脈沖信號，檢測所述第二檢測目標(biāo)5121輸出與所述第一脈沖信號不同的第二脈沖信號。其中，該第一脈沖信號和第二脈沖信號為占空比、周期和脈沖寬度中有至少一種不同?；蛘叩诙}沖信號為第一脈沖信號的一半，即第二脈沖信號為只為第一脈沖信號的一個高電平或一個低電平。
[0027]具體地，控制所述測定目標(biāo)100旋轉(zhuǎn)。通過當(dāng)獲取到的相鄰的脈沖信號的脈寬發(fā)生變化時，確定兩個不同脈寬的脈沖信號之間的跳變沿位置;根據(jù)所述跳變沿位置和預(yù)設(shè)校準參數(shù)確定所述預(yù)設(shè)零位位置。
[0028]其中，所述預(yù)設(shè)校準參數(shù)為預(yù)設(shè)脈沖信號個數(shù)，即實際預(yù)設(shè)零位位置可以是不同脈寬的脈沖信號之間的跳變沿位置B，預(yù)設(shè)脈沖信號為零個。也可以是與該跳變沿位置B相距預(yù)設(shè)個脈沖信號(第一脈沖信號或第二脈沖信號)的某一位置。另外，獲取到的相鄰的脈沖信號的脈寬發(fā)生變化，則需要控制測定目標(biāo)100的旋轉(zhuǎn)方向，帶動具有環(huán)形碼道510的碼盤上轉(zhuǎn)動，使得第一區(qū)域511和第二區(qū)域512都經(jīng)過檢測器520的檢測，則可以使得相鄰的脈沖信號的脈寬發(fā)生變化。
[0029]通過獲取到的旋轉(zhuǎn)的預(yù)設(shè)時間內(nèi)的脈沖信號個數(shù);根據(jù)所述預(yù)設(shè)時間和所述脈沖信號個數(shù)計算所述測定目標(biāo)100的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。若獲取的脈沖信號都為其中一種脈沖信號，則計算轉(zhuǎn)速的方法比較簡單，為:(脈沖信號個數(shù)*每個脈沖信號代表的角位移)/預(yù)設(shè)時間=旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。若獲取的脈沖信號包含兩種脈沖信號，則放棄計算;或者，以單個脈沖信號計算旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，具體為:脈沖信號代表的角位移)/脈沖信號的周期=旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。
[0030]通過獲取所述測定目標(biāo)100旋轉(zhuǎn)過程中的脈沖信號個數(shù);根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)過程中的脈沖信號個數(shù)計算所述測定目標(biāo)100的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度。具體地，通過將脈沖信號代表的角位相加則得到當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度。若其中包含不同脈寬的脈沖信號，可以先確定預(yù)設(shè)零位位置，在根據(jù)旋轉(zhuǎn)的終點與預(yù)設(shè)零位位置之間的脈沖個數(shù)計算測定目標(biāo)100與預(yù)設(shè)零位位置之間旋轉(zhuǎn)角度。
[0031]本實施例中，關(guān)于環(huán)形碼道510的設(shè)置規(guī)則。述第一區(qū)域511占所述環(huán)形碼道510的比例與所述第二區(qū)域512占所述環(huán)形碼道510的比例之比為1/14?2/7。第一檢測目標(biāo)5111包括第一有效檢測部5111A和第一無效檢測部5111B，所述第一區(qū)域511上的所述第一有效檢測部5111A間隔設(shè)置，所述第一無效檢測部5111B位于相鄰的所述第一有效檢測部5111A之間。
[0032]在其中一個實施例中，第二檢測目標(biāo)5121包括第二有效檢測部5121A和第二無效檢測部5121B，所述第二區(qū)域512上的所述第二有效檢測部5121A和第二有效檢測部5121A的排列規(guī)律，與所述第一區(qū)域511上的所述第一有效檢測部5111A和所述第一無效檢測部5111B位排列規(guī)律相同；所述第一無效檢測部5111B的寬度與所述第二無效檢測部5121B的寬度不同和/或所述第一有效檢測部5111A的寬度與所述第二有效檢測部5121A的寬度不同。此時，檢測器520檢測該第一檢測目標(biāo)5111和第二檢測目標(biāo)5121，分別得到的第一脈沖信號和第二脈沖信號為占空比、周期和脈沖寬度中有至少一種不同。
[0033]在另一個實施例中，所述第二區(qū)域512包括一個所述第二檢測目標(biāo)5121，且所述第二檢測目標(biāo)5121包括一個所述第一有效檢測部5111A或一個所述第一無效檢測部5111B。此時，檢測器520檢測該第一檢測目標(biāo)5111和第二檢測目標(biāo)5121，得到第二脈沖信號為第一脈沖信號的一半。
[0034]在其中一個實施例中，所述第一有效檢測部5111A和所述第二有效檢測部5121A為透光區(qū)域，所述第一無效檢測部5111B和所述第二無效檢測部5121B為非透光區(qū)域，所述檢測器520為光電讀頭。即該編碼器500為光電編碼器500。
[0035]在另一個實施例中，所述第一無效檢測部5111B和所述第二無效檢測部5121B為絕緣部件，所述第一無效檢測部5111B和所述第二無效檢測部5121B為導(dǎo)電部件，所述檢測器520為電刷。即該編碼器500為接觸編碼器500。
[0036]此外，還公開了一種旋轉(zhuǎn)測量方法，系統(tǒng)包括編碼器和控制器，所述編碼器包括一環(huán)形碼道及一與所述環(huán)形碼道相對放置的檢測器，所述環(huán)形碼道同軸地安裝在測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸上，所述環(huán)形碼道包括環(huán)形排列檢測目標(biāo)，所述檢測目標(biāo)構(gòu)成首尾相接的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域包括相同且重復(fù)排列的第一檢測目標(biāo);所述第二區(qū)域包括至少一個且與所述第一檢測目標(biāo)不同的第二檢測目標(biāo)。
[0037]請參閱圖4，所述方法包括:步驟S110，控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)，并獲取所述編碼器的檢測目標(biāo)輸出的脈沖信號?？刂扑鰷y定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)，測定目標(biāo)帶動編碼器同步轉(zhuǎn)動，檢測器檢測第一檢測目標(biāo)和/第二檢測目標(biāo)輸出第一脈沖信號和/或第二脈沖信號。
[0038]步驟S120，利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的預(yù)設(shè)零位位置、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)角度中的一種或多種。
[0039]具體地，在步驟S120中，利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的預(yù)設(shè)零位位置，請參閱圖5，具體包括:
[0040]步驟S201，控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)；
[0041]步驟S202，當(dāng)獲取到的相鄰的脈沖信號的脈寬發(fā)生變化時，確定兩個不同脈寬的脈沖信號之間的跳變沿位置；
[0042]步驟S203，根據(jù)所述跳變沿位置和預(yù)設(shè)校準參數(shù)確定所述預(yù)設(shè)零位位置，所述預(yù)設(shè)校準參數(shù)為預(yù)設(shè)脈沖信號個數(shù)。
[0043]具體地，在步驟S120中，利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，請參閱圖6，具體包括:
[0044]步驟S301，控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)；
[0045]步驟S302，獲取到的預(yù)設(shè)時間內(nèi)的脈沖信號個數(shù)；
[0046]步驟S303，根據(jù)所述預(yù)設(shè)時間和所述脈沖信號個數(shù)計算所述測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。
[0047]具體地，在步驟S120中，利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)角度，請參閱圖7，具體包括:
[0048]步驟S401，控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)；
[0049]步驟S402，獲取所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)過程中的脈沖信號個數(shù)；
[0050]步驟S403，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)過程中的脈沖信號個數(shù)計算所述測定目標(biāo)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度。
[0051]—種機器人，如桌面級機械臂，包括至少一個可作旋轉(zhuǎn)運動的運動關(guān)節(jié)(如機械臂、轉(zhuǎn)盤等)和旋轉(zhuǎn)測量裝置。
[0052]本發(fā)明的技術(shù)方案中碼盤加在測定目標(biāo)(執(zhí)行器)上，消除了低成本行星減速器回程間隙造成的編碼器與末端執(zhí)行器之間的誤差，不再需要使用價格高昂的諧波減速器，降低了產(chǎn)品成本;采用非均勻刻線的碼盤方法，可以通過一個讀頭，一個碼道，以低成本的方式實現(xiàn)區(qū)分不同旋轉(zhuǎn)區(qū)域的功能，如工作區(qū)和限位區(qū)。
[0053]在另一個實施方式中，如圖8至圖12所示，本發(fā)明實施例提供的碼盤I，包括具有中空孔11的環(huán)形盤體10，所述環(huán)形盤體10上設(shè)有環(huán)形碼道20，所述環(huán)形碼道20至少包括第一區(qū)域21和第二區(qū)域22，所述第一區(qū)域21內(nèi)間隔設(shè)有第一非透光區(qū)211和位于相鄰的所述第一非透光區(qū)211之間的第一透光區(qū)212，所述第二區(qū)域22間隔設(shè)有第二非透光區(qū)221和位于相鄰的所述第二非透光區(qū)221之間的第二透光區(qū)222;所述第一非透光區(qū)211的寬度與所述第二非透光區(qū)221的寬度不同和/或所述第一透光區(qū)212的寬度與所述第二透光區(qū)22的寬度不同。
[0054]本發(fā)明實施例的碼盤I，由于第一區(qū)域21內(nèi)設(shè)置的相鄰的第一非透光區(qū)211之間的距離與第二區(qū)域22內(nèi)設(shè)置的相鄰的第二非透光區(qū)221之間的距離不同，第一區(qū)域21和第二區(qū)域22可以輸出不同的位置信息，那么可以將第一區(qū)域21與第二區(qū)域22的分界線23定義為零點，當(dāng)檢測到該分界線23時，即可以該分界線23作為起始零點開始計算，從而方便判斷檢測出碼盤I轉(zhuǎn)動的具體角度值。其中，本發(fā)明實施例提供的碼盤I主要作為旋轉(zhuǎn)編碼器3的部件使用，而使用有該碼盤I的旋轉(zhuǎn)編碼器3則主要作為機器人9的部件使用。
[0055]具體的，本發(fā)明實施例提供的碼盤I的結(jié)構(gòu)至少有三個方式:
[0056]—、第一非透光區(qū)211的寬度與第二非透光區(qū)221的寬度不同；這樣，第一區(qū)域21和第二區(qū)域22可以輸出不同的位置信息；
[0057]二、第一透光區(qū)212的寬度與第二透光區(qū)22的寬度不同；同樣可以確保第一區(qū)域21和第二區(qū)域22輸出不同的位置信息；
[0058]三、第一非透光區(qū)211的寬度與第二非透光區(qū)221的寬度不同和第一透光區(qū)212的寬度與第二透光區(qū)22的寬度不同；同樣也可以確保第一區(qū)域21和第二區(qū)域22輸出不同的位置信息。
[0059]且本發(fā)明實施例提供的碼盤I，整體結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉且易于實現(xiàn)。
[0060]需要說明的是，結(jié)合圖8所示，第一區(qū)域21和第二區(qū)域22是一種相對的區(qū)域分布設(shè)定，也就是說先定義的一個區(qū)域為第一區(qū)域21，后于第一區(qū)域21定義的區(qū)域即為第二區(qū)域22。
[0061]其中，第一非透光區(qū)211和第二非透光區(qū)221可以通過鍍鉻蝕刻等工藝制作而成，第一透光區(qū)212和第二透光區(qū)222則可以由本身屬于透明的環(huán)形盤體10形成。
[0062]本實施例中，結(jié)合圖9所示，相鄰的所述第一非透光區(qū)211之間的距離大于相鄰的所述第二非透光區(qū)221之間的距離，或者相鄰的所述第一非透光區(qū)211之間的距離小于相鄰的所述第二非透光區(qū)221之間的距離(此結(jié)構(gòu)圖未示)。具體的，通過將相鄰的第一非透光區(qū)211之間的距離設(shè)定的大于或者小于相鄰的第二非透光區(qū)221之間的距離，這樣可以使得第一區(qū)域21與第二區(qū)域22形成一條分界線23，碼盤I具體工作時，讀頭2從第一區(qū)域21經(jīng)過分界線23進入第二區(qū)域22時，第一區(qū)域21和第二區(qū)域22分別輸出不同的信息，那么以分界線23作為起始零點，讀頭2繼續(xù)經(jīng)過第二區(qū)域22開始計算碼盤I的轉(zhuǎn)動角度，當(dāng)碼盤I轉(zhuǎn)動到一定的角度后，將該角度信號輸出到讀頭2上，讀頭2將信號傳輸?shù)较嚓P(guān)的控制模塊控制碼盤I繼續(xù)轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)限位的作用。
[0063]本實施例中，結(jié)合圖8所示，所述第一區(qū)域21的面積小于所述第二區(qū)域22的面積。具體的，第一區(qū)域21的作用是與第二區(qū)域22形成一個分界線23，從而方便定義起始零點，那么將第一區(qū)域21的面積設(shè)定的相對于第二區(qū)域22的面積，可以直接增大第二區(qū)域22的面積，這樣從第一區(qū)域21與第二區(qū)域22的分界線23開始計算起始零點后，碼盤I繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，讀頭2能夠檢測的第二區(qū)域22的角度范圍會更大，也就是可以限定的碼盤I的轉(zhuǎn)動角度范圍更大，應(yīng)用范圍更廣。
[0064]本實施例中，結(jié)合圖8所示，所述第一區(qū)域21的面積與所述第二區(qū)域22的面積比為1/14?2/7。具體的，第一區(qū)域21的面積與第二區(qū)域22的面積比可以為1/14、1/7、3/14或者2/7，在該種第一區(qū)域21的面積與第二區(qū)域22的面積比的設(shè)定，可以滿足對大部分碼盤I轉(zhuǎn)動角度的限位;優(yōu)選地，第一區(qū)域21的面積與第二區(qū)域22的面積比為1/7。
[0065]本實施例中，所述環(huán)形盤體10的厚度<0.4mm。具體的，環(huán)形盤體10的厚度可以為
0.lmm、0.2mm、0.3mm或者0.4mm，在上述的厚度值的環(huán)形盤體10的設(shè)計可以確保碼盤I正常輸出信號，正常工作，且不會因為厚度太厚而占據(jù)更大的安裝空間或者影響安裝，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，實用性強。
[0066]本實施例中，所述環(huán)形盤體10為金屬環(huán)形盤體、玻璃環(huán)形盤體、樹脂環(huán)形盤體或者菲林環(huán)形盤體。具體的，根據(jù)實際使用情況，采用金屬、玻璃、樹脂或者菲林等材料制成環(huán)形盤體10，使得產(chǎn)品多樣化，以適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境。
[0067]本實施例中，結(jié)合圖8所示，所述中空孔11的孔緣朝向所述中空孔11的孔心延伸設(shè)有至少一個安裝凸塊12。具體的，碼盤I一般安裝在轉(zhuǎn)動軸外，例如通過居中元件將碼盤I固定在轉(zhuǎn)動軸外，那么為了提升環(huán)形碼盤I與居中元件安裝連接后的穩(wěn)定性，可通過碼盤I的中空孔11延伸設(shè)置的安裝凸塊12嵌裝在居中元件上；同時，安裝凸塊12還具有方便定位和防呆的作用。
[0068]結(jié)合圖8所示，優(yōu)選地，安裝凸塊12有兩個，且兩個安裝凸塊12外形結(jié)構(gòu)有差異，這樣實現(xiàn)的防呆效果更佳。
[0069]結(jié)合圖12所示，本發(fā)明實施例還提供了一種旋轉(zhuǎn)編碼器3，包括讀頭2和與所述讀頭2信號連接的上述的碼盤I。
[0070]本發(fā)明實施例的旋轉(zhuǎn)編碼器3，由于使用了上述的碼盤I，那么讀頭2可以將檢測到碼盤I的第一區(qū)域21與第二區(qū)域22的分界線23作為起始零點計算碼盤I轉(zhuǎn)動的角度，從而可以實現(xiàn)定義碼盤I只轉(zhuǎn)動一定的角度來實現(xiàn)限位的功能。
[0071 ]結(jié)合圖10?12所示，本實施例中的旋轉(zhuǎn)編碼器3主要應(yīng)用在機器人9的旋轉(zhuǎn)底座4內(nèi)，對旋轉(zhuǎn)底座4進行限位。
[0072]結(jié)合圖8?12所示，本發(fā)明實施例還提供了一種機器人9，包括旋轉(zhuǎn)底座4和設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)底座4上的機械手5，所述旋轉(zhuǎn)底座4內(nèi)設(shè)有上述的旋轉(zhuǎn)編碼器3。
[0073]本發(fā)明實施例的機器人9，由于其旋轉(zhuǎn)底座4內(nèi)使用了上述的旋轉(zhuǎn)編碼器3，其能夠通過旋轉(zhuǎn)編碼器3內(nèi)的讀頭2識別碼盤I轉(zhuǎn)動時的起始零點來判斷檢測碼盤I的轉(zhuǎn)動角度，從而對旋轉(zhuǎn)底座4的旋轉(zhuǎn)角度進行限位，起到防止旋轉(zhuǎn)底座4纏線的作用。
[0074]本實施例中，結(jié)合圖10?11所示，所述機械手5包括支撐架6、機械臂7和執(zhí)行機構(gòu)8，所述支撐架6固定于所述旋轉(zhuǎn)底座4上，所述機械臂7安裝于所述支撐架6上，所述執(zhí)行機構(gòu)8與所述機械臂7的末端連接。具體的，旋轉(zhuǎn)底座4轉(zhuǎn)動帶動支撐架6轉(zhuǎn)動，支撐架6帶動機械臂7轉(zhuǎn)動，機械臂7再帶動執(zhí)行機構(gòu)8轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)軸向的運動。具有上述碼盤I的旋轉(zhuǎn)編碼器3能夠?qū)πD(zhuǎn)底座4軸向轉(zhuǎn)動的角度進行限定，從而避免機器人9連接在外部的導(dǎo)線纏繞在支撐架6、機械臂7或者執(zhí)行機構(gòu)8上，實現(xiàn)防纏線的功能。
[0075]綜上所述可知本發(fā)明乃具有以上所述的優(yōu)良特性，得以令其在使用上，增進以往技術(shù)中所未有的效能而具有實用性，成為一極具實用價值的產(chǎn)品。
[0076]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種旋轉(zhuǎn)測量裝置，其特征在于，包括編碼器和計算單元，所述編碼器包括一環(huán)形碼道及一與所述計算單元連接的檢測器，所述環(huán)形碼道同軸地安裝在測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸上，所述檢測器與所述環(huán)形碼道相對放置，所述環(huán)形碼道包括環(huán)形排列檢測目標(biāo)，所述檢測目標(biāo)構(gòu)成首尾相接的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域包括相同且重復(fù)排列的第一檢測目標(biāo);所述第二區(qū)域包括至少一個且與所述第一檢測目標(biāo)不同的第二檢測目標(biāo);所述檢測器檢測所述環(huán)形碼道上的所述檢測目標(biāo)輸出脈沖信號，所述計算單元根據(jù)所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的預(yù)設(shè)零位位置、旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)速度中的一種或多種。2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)測量裝置，其特征在于，所述第一檢測目標(biāo)包括第一有效檢測部和第一無效檢測部，所述第一區(qū)域上的所述第一有效檢測部間隔設(shè)置，所述第一無效檢測部位于相鄰的所述第一有效檢測部之間。3.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)測量裝置，其特征在于，所述第二檢測目標(biāo)包括第二有效檢測部和第二無效檢測部，所述第二區(qū)域上的所述第二有效檢測部和第二有效檢測部的排列規(guī)律，與所述第一區(qū)域上的所述第一有效檢測部和所述第一無效檢測部位排列規(guī)律相同；所述第一無效檢測部的寬度與所述第二無效檢測部的寬度不同和/或所述第一有效檢測部的寬度與所述第二有效檢測部的寬度不同。4.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)測量裝置，其特征在于，所述第二區(qū)域包括一個所述第二檢測目標(biāo)，且所述第二檢測目標(biāo)包括一個所述第一有效檢測部或一個所述第一無效檢測部。5.如權(quán)利要求3或4所述的旋轉(zhuǎn)測量裝置，其特征在于，所述第一有效檢測部和所述第二有效檢測部為透光區(qū)域，所述第一無效檢測部和所述第二無效檢測部為非透光區(qū)域，所述檢測器為光電讀頭;或 所述第一無效檢測部和所述第二無效檢測部為絕緣部件，所述第一無效檢測部和所述第二無效檢測部為導(dǎo)電部件，所述檢測器為電刷。6.一種旋轉(zhuǎn)測量方法，其特征在于，包括編碼器，所述編碼器包括一環(huán)形碼道及一與所述環(huán)形碼道相對放置的檢測器，所述環(huán)形碼道同軸地安裝在測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸上，所述環(huán)形碼道包括環(huán)形排列檢測目標(biāo)，所述檢測目標(biāo)構(gòu)成首尾相接的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域包括相同且重復(fù)排列的第一檢測目標(biāo);所述第二區(qū)域包括至少一個且與所述第一檢測目標(biāo)不同的第二檢測目標(biāo);所述方法包括: 控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)，并獲取所述編碼器的檢測目標(biāo)輸出的脈沖信號； 利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的預(yù)設(shè)零位位置、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)角度中的一種或多種。7.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)測量方法，其特征在于，利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的預(yù)設(shè)零位位置，具體包括: 控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)； 當(dāng)獲取到的相鄰的脈沖信號的脈寬發(fā)生變化時，確定兩個不同脈寬的脈沖信號之間的跳變沿位置； 根據(jù)所述跳變沿位置和預(yù)設(shè)校準參數(shù)確定所述預(yù)設(shè)零位位置，其中，所述預(yù)設(shè)校準參數(shù)為預(yù)設(shè)脈沖信號個數(shù)。8.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)測量方法，其特征在于，利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，具體包括: 控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)； 獲取到的預(yù)設(shè)時間內(nèi)的脈沖信號個數(shù)； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)時間和所述脈沖信號個數(shù)計算所述測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。9.如權(quán)利要求6或7所述的旋轉(zhuǎn)測量方法，其特征在于，利用獲取到的所述脈沖信號計算所述測定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)角度，具體包括: 控制所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)； 獲取所述測定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)過程中的脈沖信號個數(shù)； 根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)過程中的脈沖信號個數(shù)計算所述測定目標(biāo)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度。10.一種機器人，包括至少一個可作旋轉(zhuǎn)運動的運動關(guān)節(jié)，其特征在于，還包括權(quán)利要求I至5任一項所述的旋轉(zhuǎn)測量裝置。
【文檔編號】G01D5/245GK106052724SQ201610338737
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】劉培超
【申請人】深圳市越疆科技有限公司