[发明专利]一种电容式旋转编码器及确定绝对旋转角度的方法

权利要求书

1.一种电容式旋转编码器，包括一静板和一动板，

所述静板包括第一接收区，第二接收区和发射区；

所述动板包括第一反射区，第二反射区和耦合区；

其中所述发射区包括多个彼此电气隔离且具有编码的激励极，用于发射电信号，所述耦合区与所述发射区电容耦合并且具有多个重复形状用于测量所述动板与所述静板的增量旋转角度，所述第一反射区和第二反射区用于反射由所述发射区发射的电信号，所述第一接收区和第二接收区用于分别接收由所述第一反射区和第二反射区反射的电信号；

所述动板还包括：

吸收区，与所述第一反射区、第二反射区以及耦合区电气隔离并且吸收其覆盖的激励极发射的电信号；

其中所述第一反射区与所述第一接收区电容耦合，所述第二反射区与所述第二接收区电容耦合。

2.根据权利要求1所述的电容式旋转编码器，其中

所述发射区包括N个激励极，每M个连续的激励极分为一组，所述吸收区覆盖的面积与所述发射区的连续M个激励极覆盖的面积相等，所述耦合区具有K个重复形状，其中M为正整数，N大于M且为M的整数倍，

3.根据权利要求2所述的电容式旋转编码器，其中每组激励极中不同激励极的激励电信号的相位不同，每组的第i个激励极的激励电信号的相位相同，i为不大于M的正整数。

4.根据权利要求3所述的电容式旋转编码器，其中所述静板还包括激励信号线，用于向所述激励极提供激励电信号；

所述激励信号线分为L组，每组之间具有不同的分组编码并且每组具有M条激励信号线，该M条激励信号线上分别加载不同相位的激励电信号，且L^M-1≥K+1。

5.根据权利要求4所述的电容式旋转编码器，其中所述绝缘区的重复形状的个数K满足：K+1是L的整数倍。

6.根据权利要求1-5中任何一个所述的电容式旋转编码器，其中所述吸收区接地。

7.根据权利要求1-5中任何一个所述的电容式旋转编码器，其中所述重复形状为正弦或余弦形状。

8.根据权利要求3-5中任何一个所述的电容式旋转编码器，其中每组激励极中不同激励极之间的激励电信号彼此正交。

9.根据权利要求4或5所述的电容式旋转编码器，其中不同的相位具有不同的相位编码，所述激励极的编码由向其提供激励电信号的激励信号线的相位编码和该激励信号线的分组编码组成。

10.根据权利要求9所述的电容式旋转编码器，还包括信号处理模块，所述信号处理模块根据所述接收区接收的电信号确定由所述吸收区覆盖的激励极的编码。

11.根据权利要求10所述的电容式旋转编码器，其中确定由所述吸收区覆盖的激励极的编码包括：

根据所述接收区接收的电信号，确定所述吸收区覆盖的M-1种激励极的相位；

根据所确定的M-1种激励极的相位，在所述接收区接收的电信号中，确定包括该M-1种相位编码的各种激励极的编码出现的次数；

将包括该M-1种相位编码的各种激励极的编码的总数分别减去包括该M-1种相位编码的各种激励极的编码在接收区接收的电信号中出现的次数，相减结果不为0的激励极的编码即为由所述吸收区覆盖的激励极的编码。

12.根据权利要求4所述的电容式旋转编码器，其中激励极的个数N为64，每组激励极中激励极的个数M为4，重复图案的个数K为15，激励信号线的分组个数L为3，每组激励信号线包括4根加载了不同相位的激励电信号的激励信号线。

13.根据权利要求5所述的电容式旋转编码器，其中激励极的个数N为60，每组激励极中激励极的个数M为4，重复图案的个数K为14，激励信号线的分组个数L为3，每组激励信号线包括4根加载了不同相位的激励电信号的激励信号线。

14.一种基于权利要求1-13中任何一个所述的电容式旋转编码器确定绝对旋转角度的方法，包括：

确定动板的增量旋转角度；

根据增量旋转角度确定吸收区覆盖的激励极的相位；

用所确定的相位对应的激励信号线激励其连接的激励极，根据接收的电信号确定吸收区的位置；

根据增量旋转角度和吸收区的位置得到动板的绝对旋转角度。