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旋轉(zhuǎn)編碼器

閱讀:694發(fā)布:2020-05-11

專利匯可以提供旋轉(zhuǎn)編碼器專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 涉及一種多 匝 旋轉(zhuǎn) 編碼器 ,具有-單匝單元(10),包括代碼載體(11)和單匝評(píng)估單元(14),-供電有關(guān)的第一多匝單元(20、40),包括至少一個(gè)第一多匝代碼載體(11、21)和第一多匝評(píng)估單元(24),-供電有關(guān)的第二多匝單元(30),包括至少一個(gè)第二多匝代碼載體(31.1、31.2)和第二多匝評(píng)估單元(34),其中,第一多匝單元(20、40)第一多匝碼字(MC1)的值在接通多匝 旋轉(zhuǎn)編碼器 供電后的初始化階段可以利用第二多匝碼字(MC2)的值進(jìn)行參考。,下面是旋轉(zhuǎn)編碼器專利的具體信息內(nèi)容。

1.多旋轉(zhuǎn)編碼器,具有
-單匝單元(10),包括代碼載體(11),所述代碼載體可由單匝掃描裝置(13)掃描以用于產(chǎn)生單匝位置信號(hào)(SP、SP1、SP2);以及單匝評(píng)估單元(14),所述單匝評(píng)估單元用于將所述單匝位置信號(hào)(SP、SP1、SP2)處理成至少一個(gè)說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)輸入軸(W)的絕對(duì)位置的單匝碼字(SC、SC1、SC2),
-供電有關(guān)的第一多匝單元(20、40),包括至少一個(gè)第一多匝代碼載體(11、21),所述第一多匝代碼載體可由第一多匝掃描裝置(13、23)掃描以用于產(chǎn)生第一多匝位置信號(hào)(MP1);以及第一多匝評(píng)估單元(24),所述第一多匝評(píng)估單元用于將第一多匝位置信號(hào)(MP1)處理成說(shuō)明輸入軸(W)經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的第一多匝碼字(MC1),
-供電有關(guān)的第二多匝單元(30),包括至少一個(gè)第二多匝代碼載體(31.1、31.2),所述第二多匝代碼載體可由第二多匝掃描裝置(33.1、33.1)掃描以用于產(chǎn)生第二多匝位置信號(hào)(MP2.1、MP2.2);以及第二多匝評(píng)估單元(34),所述第二多匝評(píng)估單元(34)用于將第二多匝位置信號(hào)(MP2.1、MP2.2)處理成同樣說(shuō)明輸入軸(W)經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的第二多匝碼字(MC2),其中,第一多匝單元(20、40)的第一多匝碼字(MC1)的值在接通多匝旋轉(zhuǎn)編碼器供電后的初始化階段中可以利用第二多匝碼字(MC2)的值進(jìn)行參考。
2.按權(quán)利要求1所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其中,第一多匝單元(20、40)為在接通初始化單元(220)的供電后進(jìn)行參考可以利用第二多匝碼字(MC2)的值初始化。
3.按權(quán)利要求2所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其中,設(shè)置接口單元(210、310),用于與跟蹤電子裝置通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸信道(230、330)通信并且第一多匝單元(20、40)的初始化可由接口單元(210、310)觸發(fā)。
4.按權(quán)利要求1所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其中,第二多匝碼字(MC2)的值在接通初始化單元(320)的供電后可以儲(chǔ)存為偏置值(OFF)用于參考,所述偏置值說(shuō)明第二多匝碼字(MC2)的值與第一多匝碼字(MC1)的值之間的差。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其中,第一多匝單元(20、40)是基于計(jì)數(shù)器的多匝單元。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其中,第二多匝單元(30)是基于傳動(dòng)器的多匝單元。
7.用于使多匝旋轉(zhuǎn)編碼器運(yùn)行的方法,具有
-單匝單元(10),包括代碼載體(11),所述代碼載體可由單匝掃描裝置(13)掃描以產(chǎn)生單匝位置信號(hào)(SP、SP1、SP2);以及單匝評(píng)估單元(14),所述單匝評(píng)估單元用于將單匝位置信號(hào)(SP、SP1、SP2)處理成至少一個(gè)說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)輸入軸(W)絕對(duì)位置的單匝碼字(SC、SC1、SC2),
-供電有關(guān)的第一多匝單元(20、40),其包括至少一個(gè)第一多匝代碼載體(11、21),所述第一多匝代碼載體可由第一多匝掃描裝置(13、23)掃描以產(chǎn)生第一多匝位置信號(hào)(MP1);以及第一多匝評(píng)估單元(24),所述第一多匝評(píng)估單元(24)用于將第一多匝位置信號(hào)(MP1)處理成說(shuō)明輸入軸(W)經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的第一多匝碼字(MC1),-供電有關(guān)的第二多匝單元(30),其包括至少一個(gè)第二多匝代碼載體(31.1、31.2),所述第二多匝代碼載體可由第二多匝掃描裝置(33.1、33.1)掃描以產(chǎn)生第二多匝位置信號(hào)(MP2.1、MP2.2);以及第二多匝評(píng)估單元(34),所述第二多匝評(píng)估單元用于將第二多匝位置信號(hào)(MP2.1、MP2.2)處理成同樣說(shuō)明輸入軸(W)經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的第二多匝碼字(MC2),其中,第一多匝單元(20、40)的第一多匝碼字(MC1)的值在接通多匝旋轉(zhuǎn)編碼器供電后的初始化階段可以利用第二多匝碼字(MC2)的值進(jìn)行參考。
8.按權(quán)利要求7所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其中,第一多匝單元(20、40)為在接通初始化單元(220)的供電后進(jìn)行參考可以利用第二多匝碼字(MC2)的值初始化。
9.按權(quán)利要求8所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其中,設(shè)置接口單元(210、310),用于與跟蹤電子裝置通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸信道(230、330)通信,并且第一多匝單元(20、40)的初始化由接口單元(210、310)觸發(fā)。
10.按權(quán)利要求7所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其中,第二多匝碼字(MC2)的值在接通初始化單元(320)的供電后可以儲(chǔ)存為偏置值(OFF)以用于進(jìn)行參考,所述偏置值說(shuō)明第二多匝碼字(MC2)的值與第一多匝碼字(MC1)的值之間的差。

說(shuō)明書(shū)全文

旋轉(zhuǎn)編碼器

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1所述安全的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器以及按權(quán)利要求7所述用于使這種多匝旋轉(zhuǎn)編碼器運(yùn)行的方法。這種多匝旋轉(zhuǎn)編碼器例如在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域用于測(cè)量軸的位置和經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量。

背景技術(shù)

[0002] 用于測(cè)量軸的角位置的位置測(cè)量裝置由大量文獻(xiàn)有所公開(kāi)。這種位置測(cè)量裝置稱為旋轉(zhuǎn)編碼器。此外,如果位置測(cè)量裝置這樣構(gòu)成,除了軸的角位置外還測(cè)量軸經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量,那么稱為多匝旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0003] 為構(gòu)成多匝單元,也就是用于確定軸經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的單元,原則上公開(kāi)了兩種解決方案,一個(gè)是基于傳動(dòng)器的多匝單元,另一個(gè)是基于計(jì)數(shù)器的多匝單元。
[0004] 在基于傳動(dòng)器的多匝單元中,輸入軸驅(qū)動(dòng)使輸入轉(zhuǎn)速減速的一個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)級(jí)。在例如傳動(dòng)比16∶1的傳動(dòng)級(jí)中,輸入軸每16次轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)級(jí)的輸出軸旋轉(zhuǎn)一次。輸出軸再驅(qū)動(dòng)代碼載體,其角位置可以得出輸入軸的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。
[0005] 基于傳動(dòng)器的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的示例在DE 28 17 172 A1中有所介紹。這是一種具有第一軸角代碼盤(pán)和多個(gè)串聯(lián)的軸角代碼盤(pán)的多級(jí)軸角編碼器(Winkelschrittgeber)。
[0006] EP1 457 762 A1介紹了一種測(cè)量物體的位置、行程或旋轉(zhuǎn)角的裝置。它包括以三個(gè)彼此相接的代碼盤(pán)的形式、通過(guò)差速器耦合的三個(gè)實(shí)物量具。代碼盤(pán)的掃描通過(guò)徑向覆蓋全部代碼盤(pán)代碼軌跡的掃描單元進(jìn)行。
[0007] 基于傳動(dòng)器的多匝單元不言而喻與供電無(wú)關(guān),也就是說(shuō),它們?cè)谛D(zhuǎn)編碼器的斷開(kāi)狀態(tài)下也正常工作。這一點(diǎn)非常簡(jiǎn)單地在于,通過(guò)傳動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的代碼盤(pán)沒(méi)有電也旋轉(zhuǎn)。在重新接通旋轉(zhuǎn)編碼器后,輸入軸經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量通過(guò)測(cè)定多匝單元代碼盤(pán)的角位置確定。
[0008] 基于計(jì)數(shù)器的多匝單元通過(guò)計(jì)數(shù)代碼載體的轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)定軸經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量,該代碼載體直接由軸驅(qū)動(dòng)并因此經(jīng)過(guò)與所要測(cè)量的軸相同數(shù)量的轉(zhuǎn)動(dòng)。代碼載體上設(shè)置由掃描單元掃描的代碼。從利用掃描單元測(cè)定的位置信號(hào)中,在計(jì)數(shù)電子裝置中產(chǎn)生計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào),該計(jì)數(shù)器與旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)地對(duì)代碼載體并因此軸的完整轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。在沒(méi)有其他措施的情況下,基于計(jì)數(shù)器的多匝單元與供電有關(guān)地,也就是說(shuō),在斷開(kāi)旋轉(zhuǎn)編碼器供電的情況下,一方面失去計(jì)數(shù)器的值,另一方面不能再對(duì)軸的轉(zhuǎn)對(duì)計(jì)數(shù)。重新接通后,計(jì)數(shù)器復(fù)位。
[0009] 為在斷開(kāi)主供電的情況下,例如在斷開(kāi)里面運(yùn)行多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)器時(shí),也能儲(chǔ)存計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)以及除此之外獲得計(jì)數(shù)功能,基于計(jì)數(shù)器的多匝單元通常裝備電池,其在斷開(kāi)主供電時(shí)承擔(dān)旋轉(zhuǎn)編碼器的至少多匝單元的供電。
[0010] EP 1 462 771 B1例如介紹了一種具有基于計(jì)數(shù)器的多匝單元的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,該單元在斷電狀態(tài)下利用蓄電池運(yùn)行。
[0011] 可以使基于計(jì)數(shù)器的多匝單元保持正常、與供電無(wú)關(guān)地發(fā)揮作用的這些和其他措施花費(fèi)大并因此應(yīng)該避免。恰恰是使用蓄電池存在問(wèn)題,因?yàn)榧词乖诠?jié)電的電路的情況下遲早也要更換電池。
[0012] 出于安全技術(shù)的原因,可要求冗余測(cè)量一定數(shù)量的軸轉(zhuǎn)動(dòng),例如在測(cè)量錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致上面運(yùn)行多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的機(jī)器損壞或甚至對(duì)機(jī)器的操作人員造成危險(xiǎn)的情況下,就是如此。
[0013] DE 10 2009 029 431 A1因此提出一種裝備兩個(gè)供電無(wú)關(guān)的多匝單元的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器。比較多匝單元的測(cè)量值可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)檢查多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的工作可靠性。這種旋轉(zhuǎn)編碼器因此適合于在重大安全領(lǐng)域使用。

發(fā)明內(nèi)容

[0014] 本發(fā)明的目的在于,提供一種多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,其在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的情況下適合于在重大安全領(lǐng)域使用。
[0015] 該目的通過(guò)一種按權(quán)利要求1所述的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器得以實(shí)現(xiàn)。
[0016] 現(xiàn)在提出一種多匝旋轉(zhuǎn)編碼器,具有
[0017] -單匝單元,包括代碼載體,其可由單匝掃描裝置掃描以用于產(chǎn)生單匝位置信號(hào);以及單匝評(píng)估單元,用于將單匝位置信號(hào)處理成至少一個(gè)說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)輸入軸絕對(duì)位置的單匝碼字,
[0018] -供電有關(guān)的第一多匝單元,包括至少一個(gè)第一多匝代碼載體,其可由第一多匝掃描裝置掃描以產(chǎn)生第一多匝位置信號(hào);以及第一多匝評(píng)估單元,用于將第一多匝位置信號(hào)處理成說(shuō)明輸入軸經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的第一多匝碼字,
[0019] -供電有關(guān)的第二多匝單元,包括至少一個(gè)第二多匝代碼載體,其可由第二多匝掃描裝置掃描以產(chǎn)生第二多匝位置信號(hào);以及第二多匝評(píng)估單元,用于將第二多匝位置信號(hào)處理成同樣說(shuō)明輸入軸經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的第二多匝碼字,其中,第一多匝單元第一多匝碼字的值在接通多匝旋轉(zhuǎn)編碼器供電后的初始化階段可以利用第二多匝碼字的值進(jìn)行參考。
[0020] 本發(fā)明此外的目的在于,提供一種用于使這種多匝旋轉(zhuǎn)編碼器運(yùn)行的方法。
[0021] 該方法通過(guò)一種按權(quán)利要求7所述的方法得以實(shí)現(xiàn)。
[0022] 在這里,用于使多匝旋轉(zhuǎn)編碼器運(yùn)行的方法具有
[0023] -單匝單元,包括代碼載體,其為產(chǎn)生單匝位置信號(hào)可由單匝掃描裝置掃描,還包括單匝評(píng)估單元,用于將單匝位置信號(hào)處理成至少一個(gè)說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)輸入軸絕對(duì)位置的單匝碼字,
[0024] -供電有關(guān)的第一多匝單元,包括至少一個(gè)第一多匝代碼載體,其可由第一多匝掃描裝置掃描以產(chǎn)生第一多匝位置信號(hào);以及第一多匝評(píng)估單元,用于將第一多匝位置信號(hào)處理成說(shuō)明輸入軸經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的第一多匝碼字,
[0025] -供電有關(guān)的第二多匝單元,包括至少一個(gè)第二多匝代碼載體,其可由第二多匝掃描裝置掃描以產(chǎn)生第二多匝位置信號(hào);以及第二多匝評(píng)估單元,用于將第二多匝位置信號(hào)處理成同樣說(shuō)明輸入軸經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量的第二多匝碼字,其中,第一多匝單元第一多匝碼字的值在接通多匝旋轉(zhuǎn)編碼器供電后的初始化階段可以利用第二多匝碼字的值進(jìn)行參考。附圖說(shuō)明
[0026] 依據(jù)本發(fā)明的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器以及用于使這種多匝旋轉(zhuǎn)編碼器運(yùn)行的方法的其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)來(lái)自后面實(shí)施例的說(shuō)明。其中:
[0027] 圖1示出依據(jù)本發(fā)明的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的第一實(shí)施例;
[0028] 圖2示出圖1的第一多匝評(píng)估單元的方框圖;
[0029] 圖3示出圖1的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的方框圖;
[0030] 圖4示出依據(jù)本發(fā)明的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的另一實(shí)施例;以及
[0031] 圖5示出圖4的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的方框圖。

具體實(shí)施方式

[0032] 圖1示出依據(jù)本發(fā)明的第一多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的原理。它由單匝單元10、第一多匝單元20以及第二多匝單元30組成。
[0033] 單匝單元10由直接與所要測(cè)量的輸入軸W耦合的代碼盤(pán)11形成。代碼盤(pán)11攜帶可以光電、磁性、電容或電感掃描的編碼12,以便將輸入軸W的轉(zhuǎn)動(dòng)劃分成多個(gè)可分辨的扇形段。該編碼12可以數(shù)字式或模擬式構(gòu)成。數(shù)字式的編碼12例如可以作為多軌跡的代碼,例如Gray代碼構(gòu)成,或也可以通過(guò)單軌跡的鏈代碼,所謂的“Pseudo Random Code”(PRC)構(gòu)成。在模擬式的編碼12中,掃描時(shí)產(chǎn)生模擬的掃描信號(hào),從其振幅和/或相位中可以確定輸入軸W的角位置。編碼12由掃描裝置13掃描以形成單匝位置信號(hào)SP。單匝位置信號(hào)SP輸送到單匝評(píng)估單元14,該單元形成多位的單匝碼字SC并在其輸出端上輸出,該單匝碼字說(shuō)明輸入軸W在單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)的絕對(duì)位置。
[0034] 為掌握輸入軸W的轉(zhuǎn)數(shù)而設(shè)置多匝單元20、30。
[0035] 第一多匝單元20是基于計(jì)數(shù)器的多匝單元。它由同樣與輸入軸W抗扭連接的第一多匝代碼載體21組成。第一多匝代碼載體21具有單個(gè)磁偶極子,也就是北極和南極。
[0036] 極由第一多匝掃描裝置23掃描。該裝置具有多個(gè)磁場(chǎng)靈敏的傳感器元件,利用它們可以產(chǎn)生第一多匝位置信號(hào)MP1,從中在第一多匝評(píng)估單元24內(nèi)可以形成說(shuō)明第一多匝代碼載體21的絕對(duì)位置的第一多匝碼字MC1。傳感器元件例如是霍爾傳感器、MR傳感器或GMR傳感器。具有優(yōu)點(diǎn)的是,傳感器元件和第一多匝評(píng)估單元24共同集成在半導(dǎo)體襯底上。
[0037] 圖2示出第一多匝評(píng)估單元24的方框圖。在此方面,假設(shè)第一多匝位置信號(hào)MP1包括兩個(gè)信號(hào),它們具有盡可能正弦形的分布并在輸入軸W的轉(zhuǎn)動(dòng)期間經(jīng)過(guò)正弦波的完整周期。通常這兩個(gè)信號(hào)具有彼此約90°的相移,由此可以確定輸入軸W的旋轉(zhuǎn)方向。
[0038] 在第一多匝評(píng)估單元24內(nèi),首先將第一多匝位置信號(hào)MP1輸送到信號(hào)整形單元100,該信號(hào)整形單元從正弦形的輸入信號(hào)中整形出數(shù)字的矩形計(jì)數(shù)信號(hào),將它們一方面輸送到方向鑒別器101和另一方面輸送到計(jì)數(shù)器單元102。方向鑒別器101從計(jì)數(shù)信號(hào)側(cè)翼的時(shí)間順序中確定旋轉(zhuǎn)方向并將其作為方向信號(hào)UP/DOWN(上/下)傳送給計(jì)數(shù)器單元102。
計(jì)數(shù)器單元102再將計(jì)數(shù)信號(hào)的至少一個(gè)上升或下降的側(cè)翼以及方向信號(hào)UP/DOWN,用于方向有關(guān)地計(jì)數(shù)輸入軸W的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0039] 與上級(jí)的多匝單元20中相同,第一多匝評(píng)估單元24內(nèi)沒(méi)有設(shè)置實(shí)現(xiàn)了在多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的斷開(kāi)狀態(tài)下工作的措施。隨著供電的斷開(kāi),計(jì)數(shù)器單元102失去實(shí)際的計(jì)數(shù)值并不能發(fā)現(xiàn)輸入軸W的運(yùn)動(dòng)。多匝單元20因此是供電有關(guān)的多匝單元。
[0040] 第二多匝單元30是例如具有兩個(gè)傳動(dòng)級(jí)32.1、32.2的基于傳動(dòng)器的多匝單元。所需傳動(dòng)級(jí)的數(shù)量一定程度上取決于所要確定的輸入軸W轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量以及利用傳動(dòng)級(jí)可以確定的轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)量。如果僅需測(cè)量輸入軸W的幾轉(zhuǎn),那么可能一個(gè)傳動(dòng)級(jí)足夠。為確定機(jī)床進(jìn)給絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng),相反可以要求三個(gè)和更多的傳動(dòng)級(jí)。
[0041] 第一傳動(dòng)級(jí)32.1直接與輸入軸W連接。它具有16倍的傳動(dòng)比和其輸出軸再與同樣執(zhí)行因數(shù)16傳動(dòng)比的第二傳動(dòng)級(jí)32.2連接。傳動(dòng)級(jí)32.1、32.2各自驅(qū)動(dòng)第二多匝代碼載體31.1、31.2,它們由用于產(chǎn)生第二多匝位置信號(hào)MP2.1、MP2.2的第二多匝掃描裝置33.1、33.2掃描。輸入軸W直接所處的可計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)的信息在第二多匝代碼載體31.1、31.2的角位置上編碼。第二多匝代碼載體31.1、31.2與第一多匝代碼載體21相同,僅由一個(gè)磁偶極子形成。第二多匝代碼載體31.1、31.2的掃描因此類(lèi)似于第一多匝代碼載體21的掃描進(jìn)行。但與第一多匝單元20的多匝位置信號(hào)MP1不同的是,第二多匝位置信號(hào)MP1、MP2內(nèi)插在第二多匝評(píng)估單元34內(nèi),也就是說(shuō),為多匝位置信號(hào)MP1、MP2的瞬間值分配說(shuō)明各自多匝代碼載體31.1、31.2角位置的絕對(duì)值。瞬間值的分辨率至少相當(dāng)于所屬傳動(dòng)級(jí)的傳動(dòng)比。最后,第二多匝評(píng)估單元34將所測(cè)定的第二多匝位置信號(hào)MP2.1、MP2.2的絕對(duì)值處理成第二多匝碼字MC2。
[0042] 除了這里所介紹的采用多級(jí)減速傳動(dòng)器的方案外,基于傳動(dòng)器的多匝單元不言而喻也適用于本發(fā)明,正如開(kāi)頭提到的EP1457762A1提出的以差齒傳動(dòng)器為基礎(chǔ)的那樣。
[0043] 通過(guò)具有兩個(gè)多匝單元20、30,多匝旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)雖然有兩個(gè)彼此獨(dú)立形成的多匝碼字MC1、MC2可供使用,但由于第一多匝單元20在接通后始終重新開(kāi)始計(jì)數(shù),直接在接通供電后通過(guò)比較這兩個(gè)多匝碼字MC1、MC2不能確定兩個(gè)多匝單元20、30是否正常工作。
[0044] 現(xiàn)在研究表明,基于傳動(dòng)器的多匝單元在它們運(yùn)行的機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)期間中斷的概率極低。這意味著相反的結(jié)論,即機(jī)器并因此多匝旋轉(zhuǎn)編碼器接通后,可以非常高的概率由此出發(fā),即基于傳動(dòng)器的多匝單元30的測(cè)量值是正確的。
[0045] 在這種事實(shí)的基礎(chǔ)上本發(fā)明的認(rèn)識(shí)是,(基于計(jì)數(shù)器的供電有關(guān)的第一多匝單元20內(nèi)產(chǎn)生的)第一多匝碼字MC1的值在接通供電電壓后的初始化階段中可以利用(利用基于傳動(dòng)器與供電無(wú)關(guān)的第二多匝單元30產(chǎn)生的)第二多匝碼字MC2進(jìn)行參考。換句話說(shuō),第二多匝碼字MC2的值可以作為參考值使用,以便在第一多匝碼字MC1與第二多匝碼字MC2之間產(chǎn)生關(guān)系。在繼續(xù)運(yùn)行中,然后通過(guò)比較這兩個(gè)多匝碼字MC1、MC2,可以推斷出第二多匝單元20、30工作正常的結(jié)論。
[0046] 如圖1所示,參考例如可以由此進(jìn)行,即第一多匝單元20在接通供電后利用第二多匝單元30的測(cè)量值(也就是第二多匝碼字MC2)初始化。為此將第二多匝碼字MC2輸送到第一多匝評(píng)估單元24,特別是計(jì)數(shù)器單元102。初始化通過(guò)同樣輸送到多匝評(píng)估單元24的初始化信號(hào)INIT控制。在繼續(xù)運(yùn)行中,對(duì)應(yīng)多匝單元20、30的多匝碼字MC1、MC2然后重新彼此獨(dú)立產(chǎn)生,從而通過(guò)檢查多匝碼字MC1、MC2的等同性,可以可靠識(shí)別多匝單元20、30之一的錯(cuò)誤動(dòng)作。
[0047] 圖3示出圖1中體據(jù)本發(fā)明的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的方框圖。它包括單匝單元10、第一多匝單元20和第二多匝單元30,其輸出信號(hào)SC、MC1、MC2輸送到處理單元200。為與(未示出的)跟蹤電子裝置通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸信道230通信,設(shè)置接口單元210。數(shù)據(jù)傳輸例如可以串行進(jìn)行。適用的串行接口專業(yè)人員早已公知。
[0048] 為產(chǎn)生初始化信號(hào)INIT,多匝旋轉(zhuǎn)編碼器此外包括初始化單元220。該單元可以這樣構(gòu)成,只要第二多匝碼字MC2可供使用,使初始化信號(hào)INIT在接通供電后自動(dòng)產(chǎn)生。作為選擇或附加可規(guī)定,初始化信號(hào)INIT的產(chǎn)生可以由跟蹤電子裝置通過(guò)接口單元210觸發(fā),例如其方式為由跟蹤電子裝置向多匝旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)送專用指令。
[0049] 處理單元200在該實(shí)施例中這樣構(gòu)成,使其一方面在代碼連接單元240內(nèi)從單匝碼字和第一多匝碼字MC1中產(chǎn)生組合的位置數(shù)據(jù)字POS1和另一方面設(shè)置比較單元250,該單元通過(guò)第一多匝碼字MC1與第二多匝碼字MC2的比較確定多匝單元20、30有序的功能,并將確定的錯(cuò)誤作為錯(cuò)誤標(biāo)志F向接口單元210輸出。位置數(shù)據(jù)字POS1和錯(cuò)誤標(biāo)志F可以通過(guò)接口單元210和數(shù)據(jù)傳輸信道230向跟蹤電子裝置傳輸。跟蹤電子裝置可以評(píng)估狀態(tài)標(biāo)志F并在錯(cuò)誤情況下采取適當(dāng)?shù)拇胧缬行蛲C(jī)。
[0050] 作為選擇,也可取消處理單元200和單匝碼字SC、第一多匝碼字MC1以及第二多匝MC2為向跟蹤電子裝置傳輸直接輸送到接口單元210。
[0051] 圖4示出依據(jù)本發(fā)明的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器另一種實(shí)施方式的原理圖。它同樣由單匝單元10、第一多匝單元40和第二多匝單元30組成。第二多匝單元30一定程度上與接合圖1介紹的單元相應(yīng)并不再次介紹。
[0052] 單匝單元10在該舉例中這樣構(gòu)成,使其產(chǎn)生兩個(gè)彼此獨(dú)立的單匝碼字SC1、SC2。這一點(diǎn)可以由此達(dá)到,即單匝掃描裝置13和單匝評(píng)估單元14雙信道構(gòu)成。這樣在單匝掃描裝置13內(nèi)產(chǎn)生兩組單匝位置信號(hào)SP1、SP2,從中在單匝評(píng)估單元14內(nèi)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的單匝碼字SC1、SC2。
[0053] 第一多匝單元40相反利用這種事實(shí),即利用單匝掃描裝置13從代碼載體11上代碼12的掃描中產(chǎn)生的單匝位置信號(hào)SP1、SP2可以考慮用于形成第一多匝碼字MC1。因此兩組中的至少一組單匝位置信號(hào)SP1、SP2至少部分(只要需要它們用于形成第一多匝碼字MC1)作為第一多匝位置信號(hào)MP1輸送到第一多匝評(píng)估單元44,該單元從中產(chǎn)生用于形成第一多匝碼字MC1的計(jì)數(shù)信號(hào)并計(jì)數(shù)。第一多匝單元40因此也是基于計(jì)數(shù)器的多匝單元。在該舉例中,也沒(méi)有設(shè)置用于達(dá)到使第一多匝單元40在多匝旋轉(zhuǎn)編碼器斷電時(shí)也正常工作的措施。它因此也是一種供電有關(guān)的多匝單元。
[0054] 除了第一多匝評(píng)估單元44外,在該實(shí)施例中也為第一多匝單元40分配帶編碼12的代碼載體11以及單匝掃描裝置13。
[0055] 第一多匝碼字MC1的值利用第二多匝碼字MC2值的參考在該實(shí)施例中同樣可以如同前面介紹的實(shí)施例中所示那樣,通過(guò)第一多匝評(píng)估單元44在接通供電后初始化進(jìn)行。
[0056] 但圖5示出圖4原理圖基礎(chǔ)上的多匝旋轉(zhuǎn)編碼器的方框圖,其中提出參考的一種可選擇的可能性。多匝旋轉(zhuǎn)編碼器包括單匝單元10、第一多匝單元40和第二多匝單元30,它們的輸出信號(hào)SC1、SC2、MC1、MC2輸送到處理單元300。該處理單元包括兩個(gè)代碼連接單元340、350,它們從各一個(gè)單匝碼字SC1或SC2和多匝碼字MC1或MC2中形成位置數(shù)據(jù)字POS1或POS2。在該實(shí)施例中也設(shè)置有接口單元310,用于多匝旋轉(zhuǎn)編碼器與(未示出的)跟蹤電子裝置之間通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸信道330進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。
[0057] 為使第一多匝碼字MC1利用第二多匝碼字MC2的值進(jìn)行參考,也設(shè)置有初始化單元320。該單元這樣構(gòu)成,使其在接通供電后,只要第二多匝碼字MC2可供使用,就將第二多匝碼字MC2的值作為偏置值OFF進(jìn)行儲(chǔ)存。因?yàn)榈谝欢嘣褑卧?0在重新接通后復(fù)位并在值“0”時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù),所以偏置值OFF適合作為第一多匝碼字MC1與作為參考值的第二多匝碼字MC2之間的恒定差值,并在進(jìn)一步處理和評(píng)估多匝碼字MC1、MC2時(shí)予以考慮。
[0058] 這樣可以將偏置值OFF例如輸送到第一代碼連接單元340。該單元在(通過(guò)校正第一多匝碼字MC1)形成第一位置數(shù)據(jù)字POS1時(shí)考慮該偏置值OFF,從而第一位置數(shù)據(jù)字POS1和第二位置數(shù)據(jù)字POS2重新具有相同的值并通過(guò)在多匝旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)(如圖3所示)或在跟蹤電子裝置內(nèi)比較位置數(shù)據(jù)字POS1、POS2,可以確定多匝單元30、40規(guī)定的功能。
[0059] 作為選擇,偏置值OFF可以通過(guò)接口單元310和數(shù)據(jù)傳輸信道330向跟蹤電子裝置傳輸并在那里比較位置數(shù)據(jù)字POS1、POS2時(shí)予以考慮。
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