增量式光電編碼器的製作方法
2023-06-27 04:02:26 1
專利名稱：增量式光電編碼器的製作方法
技術領域：
本發明涉及增量式光電編碼器信號傳輸的領域，特別涉及一種增 量式光電編碼器。
背景技術：
光電編碼器是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量 轉換成脈衝或數字量的傳感器。其中輸出通過光電轉換將輸出軸上的 機械幾何位移量轉換成脈衝形式的傳感器為增量式光電編碼器。
增量式光電編碼器通常的輸出信號有A+、 A-、 B+、 B-、 Z+、 Z-, 加上電源線和地線，共需要8根傳輸線。其中帶U、 V、 W信號的增 量式光電編碼器還需要再加上U+、 U-、 V+、 V-、 W+、 W-6才艮傳輸線， 總共需要14根傳輸線。
一般情況下，編碼器與使用編碼器的設備之間的連接沒有專用電 纜和接頭，因而製作這條電纜需要花費較大的成本(人力和物力)，而 且很容易將信號線接錯或焊錯，導致使用設備無法工作或者受損。
現有一項公開號為CN03252232.0，專利名稱為"省線式信號輸出 的光電編碼器"的實用新型專利，是針對帶U、 V、 W信號的增量式 光電編碼器省線傳輸而提出的。該專利所述光電編碼器將兩路信號共 用一路輸出，可以節省一半的信號傳輸線，但省線效果也不是十分理 想，而且接錯線時無法自動識別，仍然會輸出錯誤的信號，因而經濟 性、可靠性並不是很突出。
發明內容
本發明的目的是提供一種增量式光電編碼器，實現在減少輸出信 號傳輸線同時，能夠保證數據傳輸的可靠性。
為解決上述問題，本發明公開一種增量式光電編碼器，所述編碼 器包括編碼發送單元和接收解碼單元，以及連接所述編碼發送單元和 接收解碼單元的數據傳輸線；
所述編碼發送單元，用於採集狀態信號、將所述信號進行編碼，
再將編碼後的數據通過所述數據傳輸線發送至所述接收解碼單元；
所述摔收解碼單元，用於接收編碼發送單元發送的編碼後的數 據，將所述數據進行解碼，並輸出解碼後的信號。
優選地，所述編碼發送單元以觸髮式的通信傳輸方式採集所述狀
態信號。
優選地，所述編碼發送單元以輸出信號中變化最快的一個或幾個 信號觸發通信的通信傳輸方式採集所述狀態信號。
優選地，所述數據傳輸線採用差分傳輸或屏蔽線傳輸方式傳輸所
述數據。
優選地，所述數據傳輸線採用能夠保證通信可靠的通信協議。
優選地，所述接收解碼單元進一步包括判斷單元，用於判斷所述 接收解碼單元與所述數據傳輸線之間的通信是否正常，確定正常後將 所述數據進行解碼，並輸出解碼後的信號。
優選地，所述接收解碼單元進一步包括判斷單元，用於判斷所述 接收解碼單元與所述數據傳輸線之間的通信是否正常，確定正常後將 所述數據進行解碼，並輸出解碼後的信號。
優選地，所述接收解碼單元接收到所述數據的一幀數據包後，所 述判斷單元判斷通信是否正確，確定正確後，刷新輸出信號的狀態， 否則要求數據重發或報警。
優選地，所述編碼發送單元採用將並行數據轉換成串行數據的發 送晶片，所述接收解碼單元採用將所述串行數據轉換成並行數據的解 碼晶片組成的電路實現。
優選地，編碼校驗單元和/或接線錯誤自動識別單元和/或通信錯 誤自動識別單元。
相對於現有技術，本發明實施例所述增量式光電編碼器包括編碼 發送單元和接收解碼單元，以及連接所述編碼發送單元和接收解碼單 元的數據傳輸線。所述編碼發送單元採集信號狀態，將所述信號進行 編碼，再將編碼後的數據通過所述數據傳輸線發送至所述接收解碼單 元，所述接收解碼單元將接收到的所述數據進行解碼，並輸出解碼後的信號。本發明實施例所述增量式光電編碼器以通訊的方式傳輸增量 式光電編碼器的輸出信號，然後在與所述增量式光電編碼器相連的接 收端還原成原始信號，保證數據傳輸的可靠性。本發明實施例所述增 量式光電編碼器最少可用 一根數據傳輸線實現信號的傳輸，降低連接 電纜的成本。
圖1為本發明所述增量式光電編碼器結構示意圖2為本發明所述編碼發送單元工作流程圖3為本發明所述接收解碼單元工作流程圖4為本發明所述增量式光電編碼器數據傳輸示意圖。
具體實施例方式
本發明提供一種增量式光電編碼器，在減少輸出信號傳輸線的同 時，能夠保證數據傳輸的可靠性。
下面結合附圖對本發明所述增量式光電編碼器的具體實施方式
進行說明。
參見圖1，該圖為本發明所述增量式光電編碼器結構示意圖。
本發明實施例所述增量式光電編碼器，包^^編碼發送單元1和4妄收解碼單元2,以及連接所述編碼發送單元1和接收解碼單元2的#1據傳輸線3。
所述編碼發送單元l,用於採集狀態信號、將所述信號進行編碼， 再將編碼後的數據通過所述數據傳輸線3發送至所述接收解碼單元2。
所述接收解碼單元2，用於接收編碼發送單元1發送的編碼後的 數據，將所述數據進行解碼，並輸出解碼後的信號。
所述接收解碼單元2進一步還包括判斷單元，用於判斷所述接收 解碼單元2與所述數據傳輸線3之間的通信是否正常，確定正常後將 所述數據進行解碼，並輸出解碼後的數據。
接收解碼單元2接收到一幀數據包後，首先判斷通信是否正確， 如果正確，刷新輸出信號的狀態，否則通過要求數據重發或報警等措 施來保證數據的正確。
所述編碼發送單元1可以以觸髮式的通信傳輸方式傳輸所述數 據。所述編碼發送單元1可以以輸出信號中變化最快的一個或幾個信 號觸發通信的通信傳輸方式傳輸所述數據。
為了保證通信正常可靠，可以在硬體和軟體上加入一些措施來保 證通信正確。如硬體上所述數據傳輸線可以採用差分傳輸和/或屏蔽線 傳輸等方式來傳輸數據，軟體上則可以使用任何能保證可靠通信的通 信協議來傳輸數據。
本發明實施例所述增量式光電編碼器通過電源線4和地線5上電
後，所述編碼發送單元1先自動產生啟動通信程序的觸發信號，使與 所述增量式光電編碼器相連的接收端得到增量式光電編碼器的初始狀 態。之後，所述編碼發送單元1通信程序根據增量式光電編碼器中變 化最快的信號一個或幾個來觸發通信程序。
所述編碼發送單元1還可以採用將並行數據轉換成串行數據的發
送晶片實現，所述接收解碼單元2可以採用將所述串行數據轉換成並 行數據的解碼晶片組成的電路實現。
本發明實施例所述增量式光電編碼器包括編碼發送單元1和接收 解碼單元2,以及連接所述編碼發送單元1和接收解碼單元2的數據 傳輸線。由於所述編碼發送單元1採集信號狀態，將所述信號進行編 碼，再將編碼後的數據通過所述數據傳輸線3發送至所述接收解碼單 元2，所述接收解碼單元2將接收到的所述數據進行解碼，並輸出解 碼後的信號。本發明實施例所述增量式光電編碼器以通訊的方式來傳 輸增量式光電編碼器的輸出信號，然後在與所述增量式光電編碼器相 連的接收端還原成原始信號，保證數據傳輸的可靠性。本發明實施例 所述增量式光電編碼器最少可用一根數據傳輸線實現信號的傳輸，降 低連接電纜的成本。
本發明實施例所述增量式光電編碼器的接收解碼單元2還可以包 括編碼校驗單元，用於校驗所述編碼發送單元l對所述信號進行編碼 後的結果。
本發明實施例所述增量式光電編碼器的接收解碼單元2還可以包括接線錯誤自動識別單元，用於識別所述數據傳輸線3傳輸的數據是 否正確，判斷所述數據傳輸線3傳輸的數據是否由於接線錯誤導致。
本發明實施例所述增量式光電編碼器的"^妄收解碼單元2還可以包 括通信錯誤自動識別單元，用於識別所述數據傳輸線3和所述接收解 碼單元2之間的通信錯誤。
參見圖2,該圖為本發明所述編碼發送單元工作流程圖。
本發明所述編碼發送單元工作流程，具體包括以下步驟
SIO、所需採集的信號發生跳變時，釆集各個輸出信號。
S20、將採集到的所述信號進行編碼。
S30、發送所述編碼的數據。
參見圖3，該圖為本發明所述接收解碼單元工作流程圖。
本發明所述接收解碼單元工作流程，具體包括以下步驟
SIOO、檢測到數據傳輸線上有數據，接收所述數據。
S200、判斷所述數據傳輸線與所述接收解碼單元之間的通信是否 正常？若是執行步驟S300,否則執行步驟S400。
S300、根據接收到的數據設置各個信號的狀態，還原所述信號。
S400、要求數據重發或報警。
參見圖4,該圖為本發明所述增量式光電編碼器數據傳輸示意圖。
所述編碼發送單元採集的信號包括信號1、信號2—直到信號n。 其中所述n為大於等於1的正整數。
如圖4所示，其中信號1和信號2為信號變化最快的信號。編碼 發送單元是由最快的信號變化觸發，因此信號1和信號2的跳變會觸 發編碼發送單元。
所示A狀態為信號1的上升邊沿；所示B狀態為信號2的上升邊 沿；所示C狀態為信號1的下降邊沿；所示D狀態為信號2的下降邊 沿。
在信號1和信號2的跳變時，即圖4中的A、 B、 C、 D狀態，所 述編碼發送單元採集的信號包括信號1、信號2—直到信號n，並將這 些信號編碼為數據包，通過所述的數據傳輸線發送給所述接收解碼單
元。數據包I、數據包II、數據包III和數據包IV分別是A、 B、 C、
D狀態時信號.l、信號2—直到信號n狀態的編碼數據包。
所述接收解碼單元由數據傳輸線上的數據包來觸發。
所述接收解碼單元接收到上述數據包I、數據包II和數據包III
以及數據包IV等數據包時，將所述數據包解碼還原為對應的信號供
常規的設備使用。
本發明實施例所述增量式光電編碼器，以觸髮式的通信傳輸方式
傳輸增量式光電編碼器信號，達到省線的目的，提高了製作傳輸線的效率。
本發明實施例所述增量式光電編碼器，可以加入編碼4交-險單元、 接線錯誤自動識別單元以及通信錯誤自動識別單元，提高了安裝連接 電纜的正確率。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領 域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出 若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種增量式光電編碼器，其特徵在於，所述編碼器包括編碼發送單元和接收解碼單元，以及連接所述編碼發送單元和接收解碼單元的數據傳輸線；所述編碼發送單元，用於採集狀態信號、將所述信號進行編碼，再將編碼後的數據通過所述數據傳輸線發送至所述接收解碼單元；所述接收解碼單元，用於接收編碼發送單元發送的編碼後的數據，將所述數據進行解碼，並輸出解碼後的信號。
2、 根據權利要求1所述的增量式光電編碼器，其特徵在於，所 述編碼發送單元以觸髮式的通信傳輸方式採集所述狀態信號。
3、 根據權利要求2所述的增量式光電編碼器，其特徵在於，所 述編碼發送單元以輸出信號中變化最快的一個或幾個信號觸發通信的 通信傳輸方式採集所述狀態信號。
4、 根據權利要求3所述的增量式光電編碼器，其特徵在於，所 述數據傳輸線採用差分傳輸或屏蔽線傳輸方式傳輸所述數據。
5、 根據權利要求3或4所述的增量式光電編碼器，其特徵在於， 所述數據傳輸線採用能夠保證通信可靠的通信協議。
6、 根據權利要求5所述的增量式光電編碼器，其特徵在於，所 述接收解碼單元進一步包括判斷單元，用於判斷所述接收解碼單元與 所述數據傳輸線之間的通信是否正常，確定正常後將所述數據進行解 碼，並輸出解碼後的信號。
7、 根據權利要求3或4所述的增量式光電編碼器，其特徵在於， 所述接收解碼單元進一步包括判斷單元，用於判斷所述接收解碼單元 與所述數據傳輸線之間的通信是否正常，確定正常後將所述數據進行 解碼，並輸出解碼後的信號。
8、 根據權利要求7所述的增量式光電編碼器，其特徵在於，所 述接收解碼單元接收到所述數據的 一 幀數據包後，所述判斷單元判斷 通信是否正確，確定正確後，刷新輸出信號的狀態，否則要求數據重 發或報警。
9、 根據權利要求1所述的增量式光電編碼器，其特徵在於，所述編碼發送單元採用將並行數據轉換成串行數據的發送晶片， 所述接受解碼單元採用將所述串行數據轉換成並行數據的解碼晶片組成的電路實現。
10、根據權利要求1所述的增量式光電編碼器，其特徵在於，所 述編碼器進一步包括編碼校驗單元和/或接線錯誤自動識別單元和/或 通信錯誤自動識別單元。
全文摘要
本發明公開了一種增量式光電編碼器，所述編碼器包括編碼發送單元和接收解碼單元，以及連接所述編碼發送單元和接收解碼單元的數據傳輸線；所述編碼發送單元，用於採集狀態信號、將所述信號進行編碼，再將編碼後的數據通過所述數據傳輸線發送至所述接收解碼單元；所述接收解碼單元，用於接收編碼發送單元發送的編碼後的數據，將所述數據進行解碼，並輸出解碼後的信號。本發明提供一種增量式光電編碼器，實現在減少輸出信號傳輸線的同時，能夠保證數據傳輸的可靠性。
文檔編號G08C19/36GK101197073SQ20071030775
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者潘再生, 挺 王, 王海南, 胡協和, 胡海燕, 許書軍 申請人:中控科技集團有限公司;浙江大學;浙江中控電氣技術有限公司