旋转编码器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种旋转编码器，用于检测第一可旋转轴的旋转角度，旋转编码器包含耦接至第一轴的第一转位标记、耦接至第二可旋转轴第二转位标记、耦接至第二轴的第三转位标记、静止的第四转位标记、用于检测第三转位标记通过第四转位标记的周围的通行的装置，以及用于检测第一转位标记和第二转位标记的旋转角度之间的重合。
【专利说明】
旋转编码器
技术领域
[0001] 本发明属于旋转编码器的领域。旋转编码器非常广泛地应用于驱动技术，以便确 切地确定诸如驱动轴或从动轴的旋转部件的角位置。
【背景技术】
[0002] 两种类型的旋转编码器之间一般是有区别的。绝对编码器供应输出信号，其中所 述输出信号直接表示被监测的部件的角位置、即部件相对于基准位置的方位。增量编码器 是简单和经济的，且在尺寸相同的情况下实现了比绝对编码器显著更好的分辨率，但增量 编码器只响应运动。因此，增量编码器很容易适合于测量可旋转部件的角度的变化;然而， 为了检测角位置，部件必须首先在基准位置被定向，且然后从基准方向至所述角位置的角 度变化必须被记录。
[0003] 如果例如像在专利申请US 6,791，219中所示被监测的部件经由减速齿轮装置驱 动，那么移动至基准位置是特别费时的。因为如果齿数比为i那么该基准位置可对应于被监 测的部件的i个不同的位置，所以对于减速齿轮的输入轴移动至基准位置是不能胜任的。为 了使监测部件本身达到基准位置，输入轴的多达i次旋转可能是必要的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的因此是提供结构简单的旋转编码器，其特别适合用于检测经由减速 齿轮装置驱动的部件的角位置且仅需要减速齿轮装置的输入轴的轻微旋转以便能够以绝 对的方式确定部件的角位置。
[0005] 该问题通过旋转编码器解决，旋转编码器用于检测第一轴的角位置，具有能与第 一轴一起旋转的第一标记，具有相对第一轴以固定的比率旋转的第二轴、能与第二轴一起 旋转的第二标记，具有用于检测第二轴的角位置的装置和用于检测第一和第二标记的旋转 角度的重合的装置。
[0006] 如果第一轴被布置在减速齿轮的输出处且第二轴被布置在减速齿轮的输入处，那 么在第一轴的每次旋转中存在第一标记和第二标记的多次重合，且第一轴的每个可能的角 位置通过第一轴距第一和第二标记的重合的角距离并且通过距第二轴位于已知的角位置 的减速齿轮的结构的角距离被明确地识别。因此从第一轴的一个未知的角位置开始足以旋 转轴直到第二轴的重合以及角位置都已经被检测到以便能够然后说明第一轴的角位置。
[0007] 用于检测第二轴的角位置的装置可以包括绝对编码器，绝对编码器能直接确定角 位置。该绝对编码器可以例如被设计为具有旋转磁片的霍尔效应传感器，该传感器确定轴 的自磁片和霍尔效应传感器之间产生的磁场的方向的角位置。因此没有必要为了确定角位 置而转动轴。绝对编码器的分辨率经常是太低的而无法被直接于用于第一轴上以便检测第 一轴的角位置，并且如果绝对编码器本身被用于具有减速比i的减速齿轮的输入轴上，那么 输出轴有i个角位置对应于输入轴的相同角位置，并且不能彼此区分。然而，与用于检测旋 转角度的重合的装置的组合使得有可能解决这种不确定性，且与在输出轴上直接布置的绝 对编码器相比以大i倍的精度来确定输出轴的角度位置。
[0008] 然而，如果第二轴的角位置能在0至360°的值范围内被确定的话就足够了。因此， 根据经济的和简单地可实现的替代方案，用于检测第二轴的角位置的装置包括能与第二轴 一起旋转的第三标记、固定的第四标记、和用于检测第三标记通过第四个标记的附近的通 行的装置。
[0009] 能与它们关联的轴一起旋转的标记能直接安装在该轴上;然而，经由任何种类的 辅助齿轮耦接至轴也可以想象。
[0010]如果第二和第三标记耦接至同一轴，那么第二和第三标记可以是相同的。
[0011]在提供的情况下，大体上固定的第四标记通常是传感器，所述传感器适合用于检 测第三标记通过第四标记附近的通行。同样地，第一和第二标记中的一个可以是传感器且 另一个能被传感器检测。传感器将然后能与其中的一个轴一起旋转，且必须提供装置用于 将传感器的输出信号从该轴发送至用于检测重合的装置。可替代地，用于检测重合的装置 也可以包括固定的传感器，例如，挡光板，当孔的形式的第一和第二标记重叠时，挡光板仅 由光照射。
[0012] 有利的是，设计作为传感器的标记是磁场传感器且将被检测的标记是磁体。
[0013] 如果第三标记和第四标记中的一个是传感器且另一个能被传感器检测，那么传感 器的输出应该是第二轴的旋转角度的周期函数，籍此函数的基本周期应对应于第二轴的一 旋转。这确保了第三标记的通行以信号形式是明确可识别的，即使信号包含额外的信息或 受到噪声的影响，或者说，如果进一步的标记出现，它们通过第四标记附近的通行能明确地 区别于第三个标记的通行。
[0014] 上面已经提到的将第一和第二轴耦接在一起的齿轮本身可以是旋转编码器的一 部分。
[0015] 优选地，齿轮被设计为形状配合的齿轮，其在第一和第二轴之间自由滑动的传输 是可能的。
[0016] 优选地，齿轮根据齿数比被设计为减速齿轮，使得齿轮的输出轴比齿轮的输入轴 旋转更慢。
[0017] 齿轮能是任何结构类型。例如，具有轴向对称结构的齿轮或齿圈优选用于机器人 臂中的安装。这些齿轮，例如行星齿轮或椭圆中心或HarmonicDrive?齿轮，具有如一个齿 轮元件的内齿牙与另一齿轮元件的齿牙啮合的布置。齿圈能被牢固地连接至齿轮的壳体 上，特别地，这允许在机器人臂中节省空间的安装。
[0018] 行星或谐波传动齿轮优选以两轴模式起作用，藉此其两个轴用作为旋转编码器的 第一和第二轴且第三轴是固定的。
[0019] 有利的是，第一和第二轴同轴布置。在这种情况下，两个轴的端面可以彼此相对布 置，藉此第一标记可以被布置在一个端面上且第二标记可以被布置在其另一个端面上。以 这种方式，实现了针对所需构造空间方面特别优化的布置结构。因此可以省掉复杂的紧固 构造。
[0020] 齿轮的传动比、即对于第一轴的一次旋转第二轴所需的旋转数被指定为i，藉此i 的正值代表两个轴同向旋，负值代表反向旋转。
[0021] 如果如已经提到的第一标记和第二标记中的一个是传感器且另一个能被传感器 检测，那么传感器的输出应该是第一轴的旋转角度的周期函数，藉此，以便允许一重合被明 确识别，该函数的I i-11次基本周期应该对应于第一轴的一旋转。
[0022] 旋转编码器还有利地包含评估单元，所述评估单元用于来自用于检测旋转角度的 重合的装置的重合信号、和来自用于检测通行的装置的通行信号的接收，和用于确定基于 重合信号的和通行信号的接收之间覆盖的旋转角度的角度位置。
[0023] 为了确定第二轴的旋转的相对角度，该旋转编码器包括相应的传感器。旋转的相 对角能在第一轴上间接地检测或优选地在第二轴上直接检测。增量编码器能例如被用作传 感器。在本发明的一个特别有利的实施例中，其中用于检测第二轴的角位置的装置包括绝 对编码器，该编码器也被用于确定旋转的相对角度。
[0024] 根据本发明的旋转编码器优选在机器人中使用。机器人可以包括至少两个臂部 分，可以相对于彼此旋转，其中一个以无法相对旋转的方式被连接至第一轴且另一个以无 法相对旋转的方式被连接至齿轮的壳体，使得机器人的位置能通过旋转编码器准确地确 定。
【附图说明】
[0025]图1示出了机器人，
[0026] 图2示出的旋转编码器的示意性结构，
[0027] 图3示出了分解器的导电路径的部分示图，
[0028] 图4示出了一个替代实施例中的旋转编码器的示意性结构，
[0029] 图5示出了具有谐波传动齿轮的旋转编码器的示意性结构，
[0030] 图6示出了旋转编码器的原理的草图，
[0031] 图7示出用于确定来自信号的旋转角度的图，
[0032]图8示出了旋转编码器的操作方法的流程图，
[0033] 图9针对输入和输出轴同向旋转的齿轮示出了在输入轴的旋转角度内加入的重合 信号和通行信号的图，
[0034] 图10针对输入和输出轴反向旋转的齿轮示出了在输入轴的旋转角度内加入的重 合信号和通行信号的图。
【具体实施方式】
[0035] 图1示出了机器人100。机器人100包括彼此可旋转连接的多个臂区段，在这种情况 下是底座101、下臂103、上臂105、仪器107和三个弯头件102、104、106。每个弯头件102、104、 106以围绕彼此成直角布置的两个轴线110旋转的方式分别与两个相邻的臂区段101和103， 103和105或105和107相连。仪器107转而可以包括以铰接的方式连接轴与仪器107的终端执 行器109的弯头件108。在示出的机器人的结构中，三个轴线110的垂直于绘图平面，其它的 轴线特别是在臂区段101、103、105的长度方向上延伸。
[0036] 图2示意性地示出了旋转编码器1及其周围。该旋转编码器1能被设置在机器人100 的每个单独的轴线110上。在下文中，例如这样一种情况被考虑，旋转编码器1被布置在底座 101和下弯头件102之间以便监测下臂103的方位方向。
[0037]电机23被牢固地连接到弯头件102的壳体20上，以便驱动旋转编码器1的输入轴 21。圆盘22被附接至输入轴21。盘22载有两个标记2、3,在这种情况下所述标记为两个磁体 6、7的形式或者为单一磁体的形式，磁体的磁场在盘22的两侧上延伸。另一标记4由传感器8 形成，例如霍尔效应传感器，所述传感器安装在壳体20上的固定位置中以便在输入轴21的 每一旋转的过程中检测磁体6的通行一次。
[0038]增量编码器10包括固定至壳体的传感器11和多个能由传感器11检测的标记12,所 述多个标记围绕盘22的圆周均匀分布。
[0039]只要传感器8检测磁体6的通行，输入轴21的角位置就是已知的，并且输入轴的进 一步旋转能基于由增量编码器10提供的脉冲被定量地跟踪。用于相同的目的，传感器8和增 量编码器10也能由单一的绝对编码器替换。如果是绝对编码器的输出信号取为预定值、例 如经过零的话，则这能等同于通行的检测；轴21的进一步旋转能基于输出信号的进一步发 展被监测。
[0040]行星齿轮10的太阳轮27位于输入轴21的悬伸端上。行星齿轮10的齿圈30被牢固地 连接至壳体20。由支承件28保持的行星轮29与太阳轮27和齿圈30啮合。支承件28牢固地连 接至输出轴24。输入轴21旋转i次驱动输出轴24旋转一次。
[0041 ]支承件28具有多个轴颈，在每个轴颈上安装一个行星轮29。这些轴颈中的一个在 其面向盘22的端头上载有形式为另一传感器9的标记5,所述传感器被构造成当其以较短距 离与磁体7相对地定位时检测所述磁体。
[0042]在支承件28上围绕周边均勾分布的标记13与固定至壳体上的传感器14 一起形成 另一的增量编码器15。
[0043]来自传感器8、9、11、14的输出由评估单元25接收。当评估单元25能被永久地线接 至固定至壳体20的传感器8、11、14时，滑环或诸如RFID接口装置的无线接口装置26能提供 用于与传感器9的通信。RFID接口装置不仅能够将来自传感器9的输出发送至评估单元25还 能够向传感器9供应操作能量。
[0044]在当前情况下，评估单元25也连接至电机23并控制电机的旋转。因为评估单元25 由此"知道"电机23的旋转方向，所以评估单元可以及时确定自任意限定的起点通过的旋转 角，原因在于评估单元对自该起点由传感器11、14中的一个提供的信号脉冲根据旋转方向 向上或向下计数。在这种情况下，两个增量编码器15、10中的一个是多余的，且能被省去而 不影响机器人100的功能。
[0045]根据本发明的一个有利的实施例，增量编码器15和/或10被替换为分解器 (resolver)。这样的分解器在图3中示意性地被表示;分解器包括例如位于盘22上的导电路 径16,所述导电路径能与被监测的轴一起旋转且关于与轴21同轴的圆形路径以整数η周期 振荡，并且所述分解器包括两个固定的导电路径17、18,所述两个固定的导电路径以与导电 路径16相同周期数η、但相对彼此相移四分之一个周期地振荡。在导电路径16上的交流电在 导电路径17、18中感应出的交变电压，其中所述交变电压的幅值取决于在导电路径16、17和 18之间的相移。导电路径16的每一个单独的周期19与上述标记13或12之一相等同，其中，如 果所述导电路径16与用作为传感器11或14的导电路径17、18中的一个精确同相的话，那么 所述导电路径在同相的那一个导电路径中感应出最大电压。对于导电路径16的每360°旋 转，这种相位重合出现η次，从而像传统的增量编码器那样，每次旋转能得到η个脉冲。但是， 因为感应的幅值随着角位置是连续变化的，所以角位置也能在两相位重合位置之间被定量 地评估。
[0046] 图4示出具有第一和第二标记3、5的可替换布置的旋转编码器1的示意性表示。如 果第一和第二轴21、24被布置为使得它们的端面彼此相对，那么该变型是特别合适的。在这 种情况下，标记5能被安装在第一轴24的端面上且标记3能被安装在第二轴21的端面上，这 允许实现更紧凑的设计。标记3、5中的哪一个在这种情况下是传感器和哪一个被传感器检 测是无关紧要的。该结构的其余部分能类似于图2被设计。
[0047] 图5示出了在图4中示出的旋转编码器1的一个有利的实施例，其中的行星齿轮已 经被替换为HarmonicDrive1"齿轮。在第二轴21的端处有"波发生器"32,驱动所谓的"柔轮 (flexspline)" 33。"柔轮"33的外齿轮33'与齿圈30的内齿轮啮合。支承件28在"柔轮"33和 第一轴24之间建立无法相对旋转的连接。类似于图4,传感器7能再次被布置在第一轴24的 端面上，且磁体6能被布置在第二轴21的端面上或在支承件28上(或反之亦然）。
[0048] 图6在示图中示出了旋转编码器1，以便更详细地解释涉及通行以及旋转角度的重 合的检测的功能原理。该图示出了同轴布置的第一和第二轴21、24的轴视图。两个轴21、24 的每个采取一角位置，在该角位置，标记2和4重合且同时标记3和5重合(参见以实线画的标 记），即通行和旋转角度的重合同时发生。该位置限定第一轴24的基准位置;第一轴24的旋 转角度ω :能表示为自基准位置的偏差。以相同的方式，第二轴21的旋转角度ω 2能表示为自 基准位置的偏差。
[0049] 示出作为基准位置的选择的位置纯粹是任意的，且是为了便于识别的目的被做 出；原则上，轴21、24的任何其它角位置也能被限定为基准位置。
[0050] 如果第二轴21围绕旋转轴线110旋转，那么第一轴24根据齿数比i随第二轴21旋 转。根据齿轮10的结构类型，第一轴24可以沿着与轴21相同的方向（即i是正的)或相反的方 向（即i是负的）旋转。如果两个轴沿同一方向旋转、例如沿顺时针方向旋转，那么当第二轴 21已完成了一次完整的旋转时第三标记2再次与第四标记4对准。第三标记2通过第四标记4 的附近的通行通过合适的装置被检测，例如第四标记4被设计成传感器8的形式，且通行信 号Sd被发送至评估单元25。对于每个另一完整的旋转，通行信号Sd被再次检测。
[0051 ]在第二轴21的一次完整旋转之后，位于第一轴24的第一标记5根据C02 = i · CO1B 经进一步旋转了完整旋转的i分之一。因此，当位于第二轴21第二标记3追上位于第一轴24 的第一标记5时，检测到下一个重合信号S K(参见图6中以虚线绘制的标记）。标记3、5的重合 通过适当的装置被检测、例如通过设计为以传感器9形式的第一个标记5被检测，并且重合 信号Sk被发送至评估单元25。随着两个轴的进一步旋转该原则相应地继续，直到再次达到 第一轴24的基准位置。
[0052]如果这两个轴21、24以相反方向旋转，例如第一轴24以顺时针方向旋转且第二轴 21以逆时针方向旋转，那么从基准位置开始旋转角度的重合在第三标记5与第四标记4对准 之前首先发生(标记以虚线绘制）。
[0053]理想地，信号Sk、Sd是脉冲形式，即所述信号通过自静态值的偏差来表示通行或重 合的角范围是小到使得该角范围可以被视为点式。在实践中，往往不是这种情况;相反，信 号自静态值偏差的角范围可以是标记12或13之间的角度距离的几倍，使得在一通行或一重 合期间多个脉冲能来自增量编码器11或15的传感器11或14。
[0054]图7通过举例的方式示出了信号Sk作为轴21或24的旋转角度ω的函数的这种曲 线，由此增量编码器11或15的脉冲在cos处最大值Sk的两侧通过竖细线被表示。
[0055]在最简单的情况下，评估单元25限定了信号最大值的这个角度作为重合的角度。 [0056]可替代地，评估单元25能确定低于曲线Sk和高于能任意定义的直线So的区域的形 心。在这种情况下，角度ω s是明确地来自形心的角值；这可以大体上被计算为
_，藉此在每种情况下，积分从曲线Sk与直线So的交叉点中的一个点至另一 个交叉点运行。因此，对于每个重合信号Sk和每个通行信号SD，角度cos可以被明确确定。
[0057] 说明书的以下部分现在阐述了用于确定第一轴24相对于基准位置的角位置的方 法。该方法的各个步骤如图8所示。图9示出了图，其中来源于旋转角度ω的旋转角度的通行 和重合被代表用于具有通过示例的方式选择i = 15的齿数比的旋转编码器。从基准位置47 开始时，第二轴21的完整的转数j是图的纵坐标上的输入。完整旋转的角范围ω被输入横坐 标，且范围从0°至360°。对于起始位置，j = 0, ω = 〇。如果从基准位置47开始，在j = l、ω = 〇 处，第二轴21已完成一完整的旋转，则一通行信号又被检测。轴进一步旋转，藉此第二轴21 现在赶上第一轴24且旋转角度的重合发生在」=1、《=360°/(卜1)=约25.7°处。通行信号 总是发生在ω =0处;旋转角度的进一步的重合发生在j=n，ω =n*360°/(i_l)处。
[0058] 该方法通过评估单元25被实现。在方法的起始处，第一轴24角位置Co1是未知的， 该角位置可以例如对应于图9中的点40或44;第二轴21的角位置ω 2也是未知的。该方法从 步骤Sl开始。在步骤Sl检查是否出现通行信号SD。如果不出现通行信号S D，则在步骤S2检查 是否出现重合信号SK。如果也不出现重合信号SK，则第一轴24旋转(步骤S3)，且重复步骤Sl 和S2中的查询直到通行信号Sd(步骤SI)或重合信号Sk(步骤S2)被接收。
[0059]如果通行信号Sd在步骤Sl被接收，则在步骤S4检查是否同时出现重合信号Sk。
[0060] 如果是这种情况，那么在第一轴24上第一标记5的角位置O1与第四标记4重合。第 一轴24因此在其基准位置47中。在步骤S5,评估单元25因此确定第一轴24旋转角度为零 (ω : = 〇)，且该方法结束。
[0061] 如果通行信号Sd，41在步骤Sl被接收但同时重合信号Sk在步骤S4未被接收，那么在 步骤S6计数器初始化。此后，评估单元25通过每次来自增量编码器10的脉冲被接收就增加 计数器值来测量旋转的第二轴21的旋转角度(步骤S7)。只要重合信号S K，42被接收，评估单 元就结束测量(步骤8)。该计数器的值α然后对应于第二轴21从通行信号Sd、41的接收开始， 直到重合信号S K、42的接收已经覆盖的旋转角度。
[0062] 基于此计数器的值α，评估单元25现在确定第一轴24的旋转角度ω :(步骤S9)。令 人惊讶的是，该旋转角度等于计数器的值，即CO1 = CU该方法然后结束。
[0063]如果在步骤Sl没有通行信号Sd被最初接收但重合信号SK、45是在步骤S2被接收，那 么评估单元25也开始在步骤SlO初始化计数器。当第二轴21旋转时，评估单元25接收通过增 量编码器10发送的脉冲(步骤S11)，并在每次接收脉冲时增加计数器值。只要通行信号S D、 46被接收(步骤12)，评估单元25就中断测量。达到该点处的计数器的计数器值β说明了第二 轴21从重合信号S K、45的接收开始直到通行信号Sd，46的接收已经覆盖的旋转角度。
[0064] 基于该计数器值β，评估单元25现在确定第一轴24的旋转角度Co1(步骤S13)。为了 这样做，评估单元25首先确定第一轴24在旋转角度SK、45的重合时刻采取的旋转角度。此旋 转角度为360°减去计数器值β。
[0005]然而，从旋转角度的重合Sk、45的位置开始，第二轴21进一步旋转经过角度β。因为 齿轮的传动比为i，所以第一轴24从旋转角度的重合进一步旋转经过β/i。数学上表示，旋转 角度是如此
方法然后结束。
[0066]在第一轴的旋转角度ω i使用上述方法已经确定一次之后，旋转角度能基于来自 增量编码器15、10的脉冲保持连续地更新，
[0067]因为关系co2 = i · ωι不变，所以评估单元25还可以确定从第一轴24的最后的基准 位置47测量的第二轴21已经覆盖的角度。
[0068] 该方法能利用轴21、24在同一方向旋转（见图9)的和轴21、24在相反的方向旋转 (见图1 〇)的齿轮10被完成。上面阐述的方法涉及同向旋转的轴的齿轮(i = 15)。因为该方法 可以类似应用于反向旋转轴的旋转编码器，在这种情况下，只参考图10,示出了齿数比i = _ 15的相应的有效信号。
[0069] 附图标记列表
[0070] 1旋转编码器
[0071] 2 标记
[0072] 3 标记
[0073] 4 标记
[0074] 5 标记
[0075] 6 磁体
[0076] 7 磁体
[0077] 8传感器
[0078] 9传感器
[0079] 10增量编码器
[0080] 11传感器
[0081] 12 标记
[0082] 13 标记
[0083] 14传感器
[0084] 15增量编码器
[0085] 16导电路径
[0086] 17导电路径
[0087] 18导电路径
[0088] 19 周期
[0089] 20 壳体
[0090] 21 轴
[0091] 22 盘
[0092] 23 电机
[0093] 24 轴
[0094] 25评估单元
[0095] 26接收器
[0096] 27太阳轮
[0097] 28支承件
[0098] 29行星齿轮
[0099] 30 齿圈
[0100] 31 齿轮
[0101] 32波发生器
[0102] 33 柔轮
[0103] 40未知角位置
[0104] 41通行信号
[0105] 42重合信号
[0106] 44未知角位置
[0107] 45重合信号
[0108] 46通行信号
[0109] 47基准位置
[0110] 100机器人
[0111] 101 底座
[0112] 102弯头件
[0113] 103 下臂
[0114] 104弯头件
[0115] 105 上臂
[0116] 106弯头件
[0117] 107 仪器
[0118] 108弯头件
[0119] 109末端执行器
[0120] 110 轴线
【主权项】
1. 旋转编码器（1)，用于检测第一轴(24)的角位置，所述旋转编码器具有能与所述第一 轴(24)-起旋转的第一标记(5)、具有以固定的比率相对于所述第一轴(24)旋转的第二轴 (21)、能与所述第二轴(21)-起旋转的第二标记(3)、具有用于检测所述第二轴(21)的角位 置的装置和用于检测所述第一标记(5)和所述第二标记(3)的旋转角度的重合的装置。2. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述第一标记和所述第二标记(5、 3) 中的一个(5)是传感器(9)且另一个(3)能被所述传感器(9)检测。3. 根据权利要求1或2所述的旋转编码器，其特征在于，所述第一标记和所述第二标记 (5、3)中的一个是磁体(7)且另一个是磁场传感器(9)。4. 根据权利要求1、2或3所述的旋转编码器，其特征在于，用于检测所述第二轴（21)的 角位置的所述装置包括能与所述第二轴(21)-起旋转的第三标记(2)、固定的第四标记(4) 和用于检测所述第三标记(2)通过所述第四个标记(4)的附近的通行的装置(25)。5. 根据权利要求4所述的旋转编码器，其特征在于，所述第三标记和所述第四标记（2、 4) 中的一个(4)是传感器(8)且另一个(2)能被所述传感器(8)检测，且来自所述传感器(8) 的输出是所述第二轴(21)的旋转角度的周期函数，其中所述函数的基本周期对应于所述第 二轴(21)的一次旋转。6. 根据权利要求1、2或3所述的旋转编码器，其特征在于，用于检测所述第二轴的角位 置的所述装置包括绝对编码器。7. 根据前述权利要求中的任一项所述的旋转编码器，其特征在于，所述第一和所述第 二轴(24、21)经由齿轮(31)被旋转地耦接。8. 根据前述权利要求中的任一项所述的旋转编码器，其特征在于，所述齿轮(31)是形 状配合的齿轮。9. 根据权利要求7或8所述的旋转编码器，其特征在于，所述齿轮(31)是减速齿轮。10. 根据权利要求7至9中任一项所述的旋转编码器，其特征在于，所述齿轮（31)是齿 圈。11. 根据权利要求7至10中任一项所述的旋转编码器，其特征在于，各所述轴(21，24)同 轴地对准，且具有布置为彼此相对的端面，在所述端面上所述第一标记和所述第二标记(5、 3)被布置。12. 根据在回引权利要求2前提下的权利要求7至11中任一项所述的旋转编码器，其特 征在于，来自传感器(9)的输出是所述第一轴(21)的旋转角度（ ωι)的周期函数，其中，所述 第一轴(21)的一次旋转对应于所述函数的| i-Ι |次基本周期。13. 根据前述权利要求中的任一项所述的旋转编码器，其特征在于，还包括评估单元 (25)，所述评估单元用于来自用于检测所述旋转角度的重合的所述装置的重合信号(S K)的 和来自用于检测通行的所述装置的通行信号（SD)的接收、和用于基于在所述重合信号（S K) 的接收和所述通行信号(Sd)的接收之间覆盖的旋转角度(α、β)确定角度位置。14. 根据前述权利要求中任一项的所述旋转编码器，其特征在于还包括用于检测所述 第一和/或所述第二轴(21、24)的旋转的相对角度的传感器(11、14)。15. -种具有根据前述权利要求中任一项所述的旋转编码器（1)的机器人，其特征在 于，所述机器人（100)包括能相对于彼此转动的至少两个臂区段（101-109)，其中的一个以 无法相对旋转的方式被连接至所述第一轴(24)，且另一个以无法相对旋转的方式被连接至 所述齿轮(31)的壳体(20)。16. -种用于第一轴（24)的角位置检测方法，所述第一轴经由齿轮(31)耦接至第二轴 (21 )，使得所述第一轴(24)的一次旋转对应于所述第二轴(21)的i次旋转，所述方法包括以 下步骤： 旋转各所述轴（21，24)以便检测随所述第二轴（21)旋转的标记(2)通过基准位置的通 行、和随所述第二轴(21)旋转的标记(3)与随所述第一轴(24)旋转的标记(5)之间的旋转角 度的重合； 确定通过所述基准位置的通行和旋转角度的重合之间覆盖的旋转角度(α、β); 基于所述覆盖的旋转角度(α、β)确定所述角位置。
【文档编号】G01D5/36GK106062519SQ201580010696
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月26日
【发明人】M·绍特
【申请人】Abb高姆技术有限责任公司