所示，在编码带的孔没有受到异物影响的正常情况下，传感器52-1和52-2均产生正常孔信号Al和A2，具有相同的正常波形，经过逻辑或门组合后的信号(即，或后信号A’ )也具有相同的正常波形。
[0039]如图6中间两行所示，在编码带的某个孔被堵住的情况下，例如图5中与传感器52-1相对的孔被堵住的情况下，传感器52-1产生堵孔信号Al，其中缺失了一个脉冲。相反，由于与传感器52-2相对的孔没有受到异物影响，传感器52-2产生同相的正常孔信号A2。将堵孔信号Al和正常孔信号A2经过逻辑或门组合后，或后信号A’具有与正常孔信号A2相同的波形，即正常波形。
[0040]如图6后两行所示，在编码带的某个孔被部分堵住，形成筛孔的情况下，例如图5中与传感器52-1相对的孔被部分堵住的情况下,传感器52-1产生筛孔信号Al,其中分割了一个脉冲。相反，由于与传感器52-2相对的孔没有受到异物影响，传感器52-2产生同相的正常孔信号A2。将筛孔信号Al和正常孔信号A2经过逻辑或门组合后，或后信号A’具有与正常孔信号A2相同的波形，即正常波形。
[0041]从图6可以看出，由于异物很少恰好堵住编码带上处于同一相的、距离固定的两个孔，所以即使某时刻某个感测信号由于堵孔或筛孔出现错误，也能够通过与对应冗余感测信号的逻辑或运算来校正或消除该错误，获得具有正常波形的正确信号，确保了信号稳定性。
[0042]在一个示例实施例中，如图5所示，为了远距离传输编码信号A’，滑环编码器还可以包括差分模块60，用于将信号A’转换成差分信号A+和A-。差分模块60可以采用公知的差分芯片。
[0043]虽然图5中未示出，但是对于信号B’，也可以采用与差分模块60相同的差分模块来转换，产生差分信号B+和B-以便传输。图5中米用虚线框来表不省略了与信号A’相同的布置。
[0044]在一个实施例中，差分信号A+和A-以及差分信号B+和B-分别可以通过DB9插头输出，图5中示出了 DB9插头64，包括终端电阻以及输出DB9-6和输出DB9-1。
[0045]此外，尽管图5未示出，但是为了获得滑环圈数信息，在编码带一侧还设置有用于产生Z相信号的传感器，并且在编码带上还设置有用于产生Z相信号的孔，通过此孔，滑环每转一圈，即输出一个Z相脉冲，配合A，B相信号，可以用于计算滑环转动速度和位置。与A、B相信号一样，Z相信号也可以经由差分模块转换为差分信号输出。
[0046]以上参照示例实施例描述了滑环编码器的结构和操作。下面参照图7描述根据本发明示例实施例的滑环编码器的编码方法。如图7所示，该编码方法包括步骤S700，在编码带随滑环转动时，根据透过所述编码带上规则布置的多个孔的光，产生第一感测信号和第一冗余感测信号。
[0047]在步骤S702，组合第一感测信号和第一冗余感测信号，产生组合感测信号。组合感测信号可以包括表示滑环的转速和转动方向的相位正交的两路单相电信号之一或两者，例如图5中示出的信号AIP /或B’。这里，组合第一感测信号和第一冗余感测信号可以是指对第一感测信号和第一冗余感测信号进行或运算。
[0048]在步骤704，输出组合感测信号，作为编码信号，以送至上位机进行处理，获得滑环转动速度和位置。
[0049]虽然图7未示出，但是该编码方法还可以包括:在编码带随滑环转动时，根据从编码带另一侧发出并透过所述多个孔的光，产生第二感测信号，作为滑环编码器的第二编码信号。第二感测信号可以包括表示滑环转动圈数的单相电信号，即Z相信号。
[0050]虽然图7未示出，但是该编码方法还可以包括:将组合感测信号和第二感测信号分别转换为差分信号以便传输。
[0051]以上的详细描述通过使用示意图、流程图和/或示例，已经阐述了滑环编码器及其编码方法的众多实施例。在这种示意图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域技术人员应理解，这种示意图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种结构、硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中，本发明的实施例所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序)，实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，实现为固件，或者实质上实现为上述方式的任意组合，并且本领域技术人员根据本公开，将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外，本领域技术人员将认识到，本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何，本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于:可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(⑶)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
[0052]虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种滑环编码器，包括: 编码带，固定至滑环，具有规则布置的多个孔； 至少一对第一传感器，设置在编码带一侧，每一对第一传感器配置为在编码带随滑环转动时，根据从编码带另一侧发出并透过所述多个孔的光，分别产生第一感测信号和第一冗余感测信号； 至少一个信号组合模块，连接至所述至少一对第一传感器，配置为组合第一感测信号和第一冗余感测信号，产生组合感测信号，作为滑环编码器的第一编码信号。
2.根据权利要求1所述的滑环编码器，还包括: 至少一个第二传感器，设置在所述编码带一侧，其中每个第二传感器配置为在编码带随滑环转动时，根据从编码带另一侧发出并透过所述多个孔的光，产生第二感测信号； 所述第二感测信号作为滑环编码器的第二编码信号。
3.根据权利要求2所述的滑环编码器，还包括:多个差分模块，分别连接至每个信号组合模块以及每个第二传感器，配置为将每个组合感测信号和每个第二感测信号转换为差分信号以便传输。
4.根据权利要求1所述的滑环编码器，其中每个第一和第二传感器包括光电传感器，配置为感测透过所述多个孔的光，并将感测到的光信号转换为电信号。
5.根据权利要求1所述的滑环编码器，其中，所述至少一对第一传感器包括两对第一传感器，每对第一传感器产生的第一感测信号和第一冗余感测信号与滑环的转速有关。
6.根据权利要求5所述的滑环编码器，其中，所述至少一个信号组合模块包括两个信号组合模块，分别连接至两对第一传感器，以及 两个信号组合模块分别产生的组合感测信号包括表示滑环的转速和转动方向的相位正交的两路单相电信号。
7.根据权利要求2所述的滑环编码器，其中，第二感测信号包括表示滑环转动圈数信息的单相电信号。
8.根据权利要求1所述的滑环编码器，其中，每一对第一传感器的两个传感器布置为沿着编码带彼此间隔预定距离，以便产生相位相同的第一感测信号和第一冗余感测信号。
9.根据权利要求1所述的滑环编码器，其中，信号组合模块包括逻辑或门，对第一感测信号和第一冗余感测信号进行或运算。
10.一种滑环编码器的编码方法，包括步骤: 在编码带随滑环转动时，根据透过所述编码带上规则布置的多个孔的光，产生第一感测信号和第一冗余感测信号； 组合第一感测信号和第一冗余感测信号，产生组合感测信号；以及 输出组合感测信号，作为滑环编码器的第一编码信号。
11.根据权利要求10所述的编码方法，还包括:在编码带随滑环转动时，根据从编码带另一侧发出并透过所述多个孔的光，产生第二感测信号，作为滑环编码器的第二编码信号。
12.根据权利要求11所述的编码方法，还包括:将组合感测信号和第二感测信号分别转换为差分信号以便传输。
13.根据权利要求11所述的编码方法，其中，组合第一感测信号和第一冗余感测信号的步骤包括:对第一感测信号和第一冗余感测信号进行或运算。
14.根据权利要求10所述的编码方法，其中，所述组合感测信号包括表示滑环的转速和转动方向的相位正交的两路单相电信号之一或两者。
15.根据权利要求11所述的编码方法，其中，所述第二感测信号包括表示滑环转动圈数的单相电信号。
【专利摘要】公开了滑环编码器及其编码方法，滑环编码器包括：编码带，固定至滑环，具有规则布置的多个孔；至少一对第一传感器，设置在编码带一侧，每一对第一传感器配置为在编码带随滑环转动时，根据从编码带另一侧发出并透过所述多个孔的光，分别产生第一感测信号和第一冗余感测信号；至少一个信号组合模块，连接至所述至少一对第一传感器，配置为组合第一感测信号和第一冗余感测信号，产生组合感测信号，作为滑环编码器的第一编码信号。根据本发明实施例，利用冗余传感器提供冗余信号，避免异物的影响，提高编码信号稳定性以及整机正常运行。
【IPC分类】G01D5-36
【公开号】CN104748773
【申请号】CN201310732682
【发明人】朱玉民, 张金宇, 丁辉, 唐虎
【申请人】同方威视技术股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月26日
【公告号】EP2889585A1, US20150185053, WO2015096776A1