专利名称：栅格码盘和转动测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种栅格码盘和一种利用该栅格码盘测量转动的转动测量装置。
背景技术：
在现有的测量转动的物体(例如，电动机的转动轴)的转动的转动测量装置中，通 常使用图1-3所示意性的显示的转动测量装置。其中图1是该转动测量装置中的栅格码盘 1的示意性的平面图。如图1所示，现有的栅格码盘1上形成有一个栅格组11，栅格组11 包含均勻分布在以栅格码盘ι的中心轴线(即栅格码盘1的中心轴孔12的轴线)为圆心 的圆周上的多个相互分离的栅格111。进一步地说，如图2和3所示，在现有的转动测量装置中，转动测量装置包括栅格 码盘1、转动轴9和检测装置8。转动轴9 一端穿过栅格码盘1的中心轴孔12并与栅格码 盘1固定连接。转动轴9的另一端连接到被检测物体。检测装置8包括光发射单元81和 光接收单元82。光发射单元81和光接收单元82相对于转动测量装置的外壳(图2-3中未 显示)固定。根据栅格码盘1的栅格是可透光的或者是反射镜，转动测量装置可分为透过 型转动测量装置(如图2所示)和反射型转动测量装置(如图3所示)。如图2所示，透过型转动测量装置的栅格码盘1的栅格是可透光的，而检测装置8 的光发射单元(例如LED单元)81和光接收单元82分布在栅格码盘1的盘面的两侧，光发 射单元81与栅格码盘1的一个盘面相对，光接收单元82与栅格码盘1的另一个盘面相对。 如图2中的粗箭头所示，光发射单元81发射的光可透过栅格码盘1的栅格111被光接收单 元82接收。通过光接收单元82接收经过多个相互分离的栅格111透射的光，光接收单元 82输出多个信号，并通过对这些信号进行处理，从而可以得知被检测物体的转速和转动量寸。如图3所示，反射型转动测量装置的栅格码盘1的栅格是反射镜(可对入射光镜 面反射)，而检测装置8的光发射单元(例如LED单元)81和光接收单元82分布在栅格码 盘1的盘面的同一侧。如图3中的粗箭头所示，光发射单元81发射的光经由栅格码盘1的 栅格111反射而被光接收单元82接收。通过光接收单元82接收经过多个相互分离的栅格 111透射的光，光接收单元82输出多个信号，并通过对这些信号进行处理，从而可以得知被 检测物体的转速和转动量等。在上述现有的转动测量装置中，由于所使用的栅格码盘1上只有一组栅格组11， 因此，其对被测量物体的转动只有一种分辨能力。栅格组11的栅格111数量多的转动测量 装置对转动的测量分辨能力高，测量精度高，但是在对被测量物体高速转动时，需要处理的 信号量很大。栅格组11的栅格111数量少的转动测量装置在对被测量物体高速转动时，需 要处理的信号量较少，但是对转动的测量分辨能力低，测量精度低，无法满足被测量物体低 转速时，需要对其高精度测量的需要。而在工业生产中，被检测物体的转动常常在高速和低 速之间变化，根据现有的转动测量装置，需要设置两个以上的转动测量装置来对这样的被 检测物体的转动进行测量，才能实现对被检测物体的转动的高速和低速都能实现高精度的测量，同时降低被检测物体高速转动时的信号处理量。
实用新型内容鉴于现有的栅格码盘和转动测量装置的上述问题，本实用新型提供一种栅格码盘 和转动测量装置，其能够通过设置一个转动测量装置实现对被检测物体的转动的高速和低 速都能实现高精度的测量，同时降低被检测物体高速转动时的信号处理量，从而简化了结 构，节约了成本。根据本实用新型的一个方面，提供一种栅格码盘，在栅格码盘上形成有两个以上 的栅格组，其中，每一栅格组包含均勻分布在以栅格码盘的中心轴线为圆心的各自的圆周 上的多个相互分离的栅格，每一栅格组中的栅格的数量各不同。较佳地，栅格可以是可透光的栅格，各栅格组所在的圆周的半径为互相不同大小 的半径。较佳地，栅格可以是栅格码盘上的反光镜。各栅格组以组为单位分布在栅格码盘 的正、反两个盘面上。两个以上的栅格组分布在栅格码盘的同一个盘面上，其中，各栅格组 所在的圆周的半径为互相不同大小的半径。较佳地，两个以上的栅格组中至少一个栅格组的栅格数量是另一栅格组的栅格数 量的两倍以上。根据本实用新型的另一个方面，提供一种转动测量装置，包含上述的栅格码盘；和 分别与两个以上的栅格组中的每一组一一对应的多个检测装置，每一检测装置包含向栅格 组发射光的光发射单元和接收经由栅格组的光的光接收单元。根据本实用新型的栅格码盘和转动测量装置，通过在一个栅格码盘上设置两个以 上的栅格组，从而能够通过设置一个转动测量装置实现对被检测物体的转动的高速和低速 都能实现高精度的测量，同时降低被检测物体高速转动时的信号处理量，从而简化了结构， 节约了成本。
图1是现有的转动测量装置的栅格码盘1的盘面的示意性的平面图。图2是现有的透过型转动测量装置的示意性的视图。图3是现有的反射型转动测量装置的示意性的视图。图4是根据本实用新型的透过型的栅格码盘2的示意性的平面图。图5A是根据本实用新型的反射型的栅格码盘3的一盘面的示意性的平面图。图5B是根据本实用新型的反射型的栅格码盘3的另一盘面的示意性的平面图。图6是包含根据本实用新型的透过型的栅格码盘2的透过型转动测量装置的示意 性的视图。图7是包含根据本实用新型的反射型的栅格码盘3反射型转动测量装置的示意性 的视图。
具体实施方式
下面参照附图4-7描述根据本实用新型的栅格码盘和转动测量装置的优选实施例。图4是根据本实用新型的透过型的栅格码盘2的示意性的平面图。如图4所示，根据本实用新型的透过型的栅格码盘2上形成有两组栅格组21，22， 其中，每一栅格组21或22包含均勻分布在以栅格码盘2的中心轴线为圆心的各自的圆周 上的多个相互分离的栅格211或222，栅格211或222是可透光的栅格。栅格组21和22中 的栅格211和222的数量不相同。具体地说，栅格组21中的栅格211的数量多于栅格组22 中的栅格222的数量。进一步地说，栅格组21和22所在的圆周的半径为互相不同大小的半径。如图4 所示，栅格组21所在的圆周的半径大于栅格组22所在的圆周的半径。图5A是根据本实用新型的反射型的栅格码盘3的一盘面的示意性的平面图。图 5B是根据本实用新型的反射型的栅格码盘3的另一盘面的示意性的平面图。如图5A和5B所示，根据本实用新型的反射型的栅格码盘3上形成有两组栅格组 31，32，其中，栅格311和322是栅格码盘3上的反光镜。每一栅格组31或32包含均勻分 布在以栅格码盘3的中心轴线为圆心的各自的圆周上的多个相互分离的栅格311或322，栅 格组31和32中的栅格的数量不相同。进一步地说，栅格组31和32以组为单位分布在栅格码盘3的正、反两个盘面上 (即，栅格组31的栅格311分布在栅格码盘3的一个盘面上，而栅格组32的栅格322分布 在栅格码盘3的另一个盘面上)。图6是包含根据本实用新型的透过型的栅格码盘2的透过型转动测量装置的示意 性的视图。图7是包含根据本实用新型的反射型的栅格码盘3反射型转动测量装置的示意 性的视图。在图6和7中仅对与本实用新型的构思和精神相关的转动测量装置的部件进行 了标号，而与现有的转动测量装置相同的部件或者与本实用新型的构思和精神无关的转动 测量装置的部件未进行了标号。如图6所示，在根据本实用新型的包含根据本实用新型的透过型的栅格码盘2的 透过型转动测量装置中，转动测量装置包括栅格码盘2和两个检测装置4和5。转动测量装 置还包括转动轴9。转动轴9 一端穿过栅格码盘2的中心轴孔23 (在图6中未显示)并与 栅格码盘2固定连接。转动轴9的另一端连接到被检测物体。检测装置4包括光发射单元 (例如但不限于LED单元)41和光接收单元42。光发射单元41和光接收单元42相对于转 动测量装置的外壳固定。检测装置4的光发射单元41和光接收单元42对应于栅格码盘2 的栅格组21的栅格211。如图6所示，光发射单元41和光接收单元42分布在栅格码盘2 的盘面的两侧，光发射单元41与栅格码盘2的一个盘面相对，光接收单元42与栅格码盘2 的另一个盘面相对。如图6中的粗箭头所示，光发射单元41发射的光可透过栅格码盘2的 栅格211被光接收单元42接收。类似地，检测装置5包括光发射单元(例如但不限于LED 单元)51和光接收单元52。光发射单元51和光接收单元52相对于转动测量装置的外壳固 定。检测装置5的光发射单元51和光接收单元52对应于栅格码盘2的栅格组22的栅格 222。检测装置5的光发射单元51和光接收单元52对应于栅格码盘2的栅格组22的栅格 222。如图6所示，光发射单元51和光接收单元52分布在栅格码盘2的盘面的两侧，光发 射单元51与栅格码盘2的一个盘面相对，光接收单元52与栅格码盘2的另一个盘面相对。 如图6中的粗箭头所示，光发射单元51发射的光可透过栅格码盘2的栅格222被光接收单元52接收。如图7所示，在根据本实用新型的包含根据本实用新型的反射型的栅格码盘2的 反射型转动测量装置中，转动测量装置包括栅格码盘3和两个检测装置6和7。转动测量 装置还包括转动轴9。转动轴9 一端穿过栅格码盘3的中心轴孔33 (在图6中未显示)并 与栅格码盘3固定连接。转动轴9的另一端连接到被检测物体。检测装置6包括光发射单 元(例如但不限于LED单元)61和光接收单元62。光发射单元61和光接收单元62相对 于转动测量装置的外壳固定。检测装置6的光发射单元61和光接收单元62对应于栅格码 盘3的栅格组31的栅格311。如图7所示，光发射单元61和光接收单元62布置在栅格码 盘3的栅格组31所在的盘面的同一侧。如图7中的粗箭头所示，光发射单元61发射的光 经由栅格码盘3的栅格311反射被光接收单元62接收。类似地，检测装置7包括光发射单 元(例如但不限于LED单元)71和光接收单元72。光发射单元71和光接收单元72相对于 转动测量装置的外壳固定。检测装置7的光发射单元71和光接收单元72对应于栅格码盘 3的栅格组32的栅格322。如图7所示，光发射单元71和光接收单元72布置在栅格码盘 3的栅格组32所在的盘面的同一侧，如图7中的粗箭头所示，光发射单元71发射的光经由 栅格码盘3的栅格322反射被光接收单元72接收。以上根据含有两组栅格组的栅格码盘描述了根据本实用新型的栅格码盘和转动 测量装置，本实用新型并不限于两组栅格组的栅格码盘和包含该栅格码盘的转动测量装 置，还可以是包含三组以上栅格组的栅格码盘和包含该栅格码盘的转动测量装置。当栅格 是反射镜时，两个以上的栅格组分布在栅格码盘的同一个盘面上，其中，各栅格组所在的圆 周的半径为互相不同大小的半径。更进一步地说，优选地，两个以上的栅格组中至少一组栅格的栅格数量是另一栅 格组的栅格数量的两倍以上。但是，本实用新型并不限于此，各栅格组中的栅格的数量并 不限于此，两个以上的栅格组中至少一组栅格的栅格数量大于另一栅格组的栅格数量。例 如，两个以上的栅格组中至少一组栅格的栅格数量是另一栅格组的栅格数量的1.2倍，或者1.5倍等等。根据本实用新型的栅格码盘和转动测量装置，通过在一个栅格码盘上设置两个以 上的栅格组，从而能够通过设置一个转动测量装置实现对被检测物体的转动的高速和低速 都能实现高精度的测量，同时降低被检测物体高速转动时的信号处理量，从而简化了结构， 节约了成本。本实用新型并不限于上述实施例。本领域的技术人员可以知道，上述实施例只是 示例性的。并不对本实施新型进行限制。本领域的技术人员可以在不背离后附的权利要求 的范围的情况下进行许多其他的变化和修改。
权利要求一种栅格码盘，其特征在于，在所述栅格码盘上形成有两个以上的栅格组，其中，每一栅格组包含均匀分布在以所述栅格码盘的中心轴线为圆心的各自的圆周上的多个相互分离的栅格，每一栅格组中的栅格的数量各不同。
2.如权利要求1中所述的栅格码盘，其特征在于，所述栅格是可透光的栅格，各栅格组所在的圆周的半径为互相不同大小的半径。
3.如权利要求1所述的栅格码盘，其特征在于， 所述栅格是所述栅格码盘上的反光镜。
4.如权利要求3所述的栅格码盘，其特征在于，各所述栅格组以组为单位分布在所述栅格码盘的正、反两个盘面上。
5.如权利要求4中所述的栅格码盘，其特征在于，两个以上的栅格组分布在所述栅格码盘的同一个盘面上，其中，各栅格组所在的圆周 的半径为互相不同大小的半径。
6.如权利要求1-5任何一项所述的栅格码盘，其特征在于，所述两个以上的栅格组中至少一个栅格组的栅格数量是另一栅格组的栅格数量的两 倍以上。
7. 一种转动测量装置，其特征在于，包含 如权利要求1-6任何一项所述的栅格码盘；分别与所述两个以上的栅格组中的每一组一一对应的多个检测装置，每一所述检测装 置包含向所述栅格组发射光的光发射单元和接收经由所述栅格组的光的光接收单元。
专利摘要一种栅格码盘和转动测量装置，该转动测量装置包含栅格码盘，栅格码盘上形成有两个以上的栅格组，其中，每一栅格组包含均匀分布在以栅格码盘的中心轴线为圆心的各自的圆周上的多个相互分离的栅格，每一栅格组中的栅格的数量各不相同；分别与两个以上的栅格组中的每一组一一对应的多个检测装置，每一检测装置包含向栅格组发射光的光发射单元和接收经由栅格组的光的光接收单元。上述栅格码盘和转动测量装置可以对所测量的物体的转动具有不同的分辨能力。
文档编号G01B11/26GK201666789SQ20102013495
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者吴燕平, 薛启鑫 申请人:欧姆龙(上海)有限公司