專利名稱：角度測(cè)量裝置、測(cè)量方法及具有該角度測(cè)量裝置的汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種角度測(cè)量裝置、測(cè)量方法及具有該角度測(cè)量裝置的泵車。
背景技術(shù)：
隨著傳感技術(shù)的不斷提高，很多機(jī)械設(shè)備對(duì)自動(dòng)化、智能化要求也在不斷提高。然而自動(dòng)化、智能化離不開傳感器，選擇合適的傳感器就顯得尤為重要。在很多設(shè)備中，角度值是ー個(gè)很重要的參數(shù)，特別是在有機(jī)械臂的設(shè)備中，比如混泥土泵車、吊車等，其轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)方位直接影響到設(shè)備的重心位置，因此檢測(cè)轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)角度意義重大?，F(xiàn)代機(jī)電一體化系統(tǒng)中，較高精度的角度測(cè)量一般使用編碼器或特種電機(jī)，例如旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器等。在目前工程機(jī)械領(lǐng)域，針對(duì)轉(zhuǎn)角的測(cè)量方法一般采用旋轉(zhuǎn)編碼器，其它也有通過電位計(jì)或光電傳感器來測(cè)量的，就使用效果來看，旋轉(zhuǎn)編碼器精度高、測(cè)量準(zhǔn)確，反饋很及時(shí)，其結(jié) 果完全可以滿足控制要求。但由于旋轉(zhuǎn)編碼器本身是ー種精密儀器，對(duì)工作環(huán)境要求比較高，因此在實(shí)際使用過程中還是存在很多問題?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，很多場(chǎng)合對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的精度要求不高，但對(duì)測(cè)量元件可靠性要求卻很苛刻，因此旋轉(zhuǎn)編碼器的使用存在以下問題I、旋轉(zhuǎn)編碼器不適合露天或震動(dòng)較大等惡劣エ況。2、有些場(chǎng)合對(duì)角度精度要求不高不需要使用旋轉(zhuǎn)編碼器且旋轉(zhuǎn)編碼器價(jià)格比較聞。3、旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)接收信號(hào)的控制器要求較高，需有高速脈沖計(jì)數(shù)或總線功能。4、旋轉(zhuǎn)編碼器現(xiàn)場(chǎng)維修困難極大，非專業(yè)人員無法完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的g在至少解決上述技術(shù)缺陷，特別是解決目前角度測(cè)量所用傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且不適合惡劣エ況及維修困難的缺陷。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提出了ー種角度測(cè)量裝置，包括感應(yīng)轉(zhuǎn)盤，所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有N個(gè)環(huán)形區(qū)域，其中，每個(gè)所述環(huán)形區(qū)域被均勻地劃分為MX 2n個(gè)單元，且在每個(gè)環(huán)形區(qū)域上以2N_i個(gè)單元的間隙等間隔地設(shè)置2N_i個(gè)金屬條，每個(gè)所述金屬條覆蓋ー個(gè)所述單元；N個(gè)感應(yīng)単元，每個(gè)所述感應(yīng)単元與一個(gè)環(huán)形區(qū)域相對(duì)應(yīng)以掃描所述環(huán)形區(qū)域上的金屬條；和控制器，所述控制器與所述N個(gè)感應(yīng)単元相連，所述控制器根據(jù)所述N個(gè)感應(yīng)単元對(duì)對(duì)應(yīng)的所述環(huán)形區(qū)域上的金屬條的檢測(cè)計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度，其中，M和N為大于等于I的整數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,所述N個(gè)感應(yīng)單元通過固定條安裝在所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤之上。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述N為3，所述M為5。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤包括第一至第三環(huán)形區(qū)域，其中，所述第ー環(huán)形區(qū)域上每ー個(gè)金屬條等間隔排列，所述第二環(huán)形區(qū)域上每?jī)蓚€(gè)金屬條等間隔排列，所述第三環(huán)形區(qū)域上每四個(gè)金屬條等間隔排列。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器以所述第一環(huán)形區(qū)域上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第一位，以所述第二環(huán)形區(qū)域上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第二位，以所述第三環(huán)形區(qū)域上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第三位計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的掃描區(qū)域信號(hào)，所述控制器根據(jù)所述掃描區(qū)域信號(hào)計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一至第三環(huán)形區(qū)域在所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤之上順序排列。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述N個(gè)環(huán)形區(qū)域位于所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤上的同一層，或不同層。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述N個(gè)感應(yīng)單元為接近開關(guān)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述N個(gè)感應(yīng)単元通過同一個(gè)固定條安裝在所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤之上，且所述固定條穿過所述N個(gè)環(huán)形區(qū)域的圓心。本發(fā)明實(shí)施例另一方面還提出了一種汽車，包括機(jī)械臂；控制所述機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)的減速機(jī)；和如上所述的角度測(cè)量裝置，其中，所述角度測(cè)量裝置的感應(yīng)轉(zhuǎn)盤與所述減速機(jī)同軸安裝，所述N個(gè)感應(yīng)単元固定不動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例再一方面還提出了一種采用如上所述的角度測(cè)量裝置進(jìn)行角度測(cè)量的方法，包括以下步驟控制所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)；所述控制器按照預(yù)定周期對(duì)所述N個(gè)感應(yīng)單元進(jìn)行讀數(shù)；所述控制器根據(jù)所述讀數(shù)計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的掃描區(qū)域信號(hào)，其中，所述掃描區(qū)域信號(hào)的范圍為0-(2n-1);和所述控制器根據(jù)所述掃描區(qū)域信號(hào)的變化計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明實(shí)施例的角度測(cè)量裝置硬件簡(jiǎn)單、成本低廉、安裝方便。并且只使用簡(jiǎn)單的傳感器，例如接近開關(guān)等即可實(shí)現(xiàn)，因此防護(hù)性能、可靠性及可維護(hù)性較高，能夠滿足工程機(jī)械施工時(shí)的惡劣エ況。此外，由于本發(fā)明實(shí)施例規(guī)則的狀態(tài)編碼比較簡(jiǎn)単，因此很容易實(shí)現(xiàn)控制器的編程計(jì)算。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I為本發(fā)明實(shí)施例的角度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2a為本發(fā)明實(shí)施例的ー種角度測(cè)量裝置的示意圖；圖2b為本發(fā)明實(shí)施例的另ー種角度測(cè)量裝置的示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例第一至第三感應(yīng)單元的時(shí)序圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例汽車中角度測(cè)量裝置的電氣連接示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例角度測(cè)量的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。如圖I所示，為本發(fā)明實(shí)施例的角度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖。該角度測(cè)量裝置包括感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100、N個(gè)感應(yīng)單元200和控制器300。在本發(fā)明的實(shí)施例中，感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100上設(shè)置有N個(gè)環(huán)形區(qū)域，其中，每個(gè)環(huán)形區(qū)域被均勻地劃分為MX 2n個(gè)單元，且在每個(gè)環(huán)形區(qū)域上以2^1個(gè)單元的間隙等間隔地設(shè)置個(gè)金屬條，每個(gè)金屬條覆蓋ー個(gè)單元。在此需要說明的是，上述被劃分的單元是相対的概念，隨著每個(gè)環(huán)形區(qū)域的直徑不同，該環(huán)形區(qū)域上単元的尺寸與其他環(huán)形區(qū)域上単元的尺寸不同，但是該単元相對(duì)于環(huán)形區(qū)域的中心的角度是相同的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100為金屬盤,金屬條高于感應(yīng)轉(zhuǎn)盤以便感應(yīng)單元能夠僅感應(yīng)到金屬條。每個(gè)感應(yīng)單元200與感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100的一個(gè)環(huán)形區(qū)域相對(duì)應(yīng)以掃描環(huán)形區(qū)域上的金屬條?？刂破?00與N個(gè)感應(yīng)單元相連，控制器300根據(jù)N個(gè)感應(yīng)單元200對(duì)對(duì)應(yīng)的環(huán)形區(qū)域上的金屬條的檢測(cè)計(jì)算感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度，其中，M和N為大于等于I的整數(shù)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，需要感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100之上的金屬條以預(yù)定的規(guī)則(即循環(huán)變化的編碼)排列，即隨著感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100的不斷旋轉(zhuǎn)，N個(gè)感應(yīng)単元200讀取其對(duì)應(yīng)的環(huán)形區(qū)域上是否有金屬條，如果有則該感應(yīng)単元的輸出為1，當(dāng)然在其他實(shí)施例中也 可以輸出O。則控制器300根據(jù)N個(gè)感應(yīng)單元200的讀數(shù)變化即可判斷出感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，N個(gè)感應(yīng)單元200通過固定條安裝在感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100之上。以下將以具體實(shí)施例的方式對(duì)上述角度測(cè)量裝置進(jìn)行介紹，在該實(shí)施例中，N為3，M為5。當(dāng)然在其他實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)上述N和/或M的取值進(jìn)行修改，這些均應(yīng)包含在本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍之內(nèi)。如圖2a所示，為本發(fā)明實(shí)施例的ー種角度測(cè)量裝置的示意圖。如圖2b所示，為本發(fā)明實(shí)施例的另ー種角度測(cè)量裝置的示意圖。從圖中可以看出，感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100包括第一環(huán)形區(qū)域110、第二環(huán)形區(qū)域120和第三環(huán)形區(qū)域130。其中，第一環(huán)形區(qū)域110、第二環(huán)形區(qū)域120和第三環(huán)形區(qū)域130由內(nèi)向外順序排列。但是需要說明的是，第一環(huán)形區(qū)域110、第ニ環(huán)形區(qū)域120和第三環(huán)形區(qū)域130并無明顯或必須的順序關(guān)系，只要符合預(yù)設(shè)的規(guī)則即可，如第一環(huán)形區(qū)域110、第二環(huán)形區(qū)域120和第三環(huán)形區(qū)域130順序有變化，在控制器300之中對(duì)其進(jìn)行重新排列即可。其中，第一環(huán)形區(qū)域110上每ー個(gè)金屬條等間隔排列，第二環(huán)形區(qū)域120上每?jī)蓚€(gè)金屬條等間隔排列，第三環(huán)形區(qū)域130上每四個(gè)金屬條等間隔排列，如圖所示。該角度測(cè)量裝置還包括第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A，其中，第一感應(yīng)單元C用于檢測(cè)第一環(huán)形區(qū)域110上的金屬條，當(dāng)檢測(cè)到金屬條時(shí)第一感應(yīng)單元C輸出為I ;第二感應(yīng)單元B用于檢測(cè)第二環(huán)形區(qū)域120上的金屬條，當(dāng)檢測(cè)到金屬條時(shí)第ニ感應(yīng)單元B輸出為I ;第三感應(yīng)單元A用于檢測(cè)第三環(huán)形區(qū)域130上的金屬條，當(dāng)檢測(cè)到金屬條時(shí)第三感應(yīng)單元A輸出為I。如圖2a和2b所示，第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A通過同一個(gè)固定條D安裝在感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100之上，且固定條D穿過各個(gè)環(huán)形區(qū)域的圓心。需要說明的是上述實(shí)施例所提到的第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A的排列方式僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可對(duì)本發(fā)明上述實(shí)施例進(jìn)行等同的修改或變換，例如可將第二感應(yīng)單元B設(shè)置在圖2a所示的位置H，也能夠達(dá)到與上述排列方式相同的技術(shù)效果。當(dāng)然以此類推還可變換其他感應(yīng)單元的位置，在此不再贅述。控制器300以第一環(huán)形區(qū)域110上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第一位，以第二環(huán)形區(qū)域120上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第二位，以第三環(huán)形區(qū)域130上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第三位計(jì)算感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100的掃描區(qū)域信號(hào)(0-7)，之后控制器300再根據(jù)掃描區(qū)域信號(hào)計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度。如下表所示，為第一至第三感應(yīng)單元檢測(cè)結(jié)果與是掃描區(qū)域信號(hào)的對(duì)應(yīng)表
~Γ1P掃描區(qū)域信號(hào)
0 0 0 0 0 0 11 0 10 2 0113
1004
1015
110 6 1117當(dāng)A、B、C都沒有感應(yīng)到信號(hào)時(shí)表示區(qū)域信號(hào)為O ;當(dāng)A、B沒有感應(yīng)而C感應(yīng)時(shí)表示掃描區(qū)域信號(hào)為I ;當(dāng)A、C沒有感應(yīng)而B感應(yīng)時(shí)表示掃描區(qū)域信號(hào)為2 ;當(dāng)B、C有感應(yīng)而A沒有感應(yīng)時(shí)表示掃描區(qū)域信號(hào)為3 ;當(dāng)A感應(yīng)到而B、C沒有感應(yīng)到時(shí)表示掃描區(qū)域信號(hào)為
4;當(dāng)A、C感應(yīng)到而B沒有感應(yīng)到時(shí)表示掃描區(qū)域信號(hào)為5 ;當(dāng)A、B感應(yīng)到而C沒有感應(yīng)到時(shí)表示掃描區(qū)域信號(hào)為6 ;當(dāng)A、B、C都感應(yīng)到信號(hào)時(shí)表示掃描區(qū)域信號(hào)為7 ;這樣整個(gè)感應(yīng)轉(zhuǎn)盤都只有這八種掃描區(qū)域信號(hào)且依次規(guī)則排列。如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例第一至第三感應(yīng)單元的時(shí)序圖。這樣控制器300通過記錄該感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100的所有掃描區(qū)域信號(hào)，并根據(jù)這些掃描區(qū)域信號(hào)變化的情況就可以獲知感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度，例如假設(shè)掃描區(qū)域僅一次從I變化為6，則根據(jù)圖2a可以判斷出感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100正向旋轉(zhuǎn)了 6個(gè)單位角度。此外，為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性及精度，可増加感應(yīng)單元的個(gè)數(shù)，例如在本發(fā)明的圖示中包括兩個(gè)第二感應(yīng)單元，例如第二感應(yīng)單元B和第二感應(yīng)單元G。從圖中可以看出，圖2a和2b中規(guī)則排列相反，例如從順時(shí)針的角度來看，對(duì)于圖2a的感應(yīng)轉(zhuǎn)盤來說，其讀數(shù)為0-7的循環(huán)，而對(duì)于圖2b的感應(yīng)轉(zhuǎn)盤來說，其讀數(shù)為7-0的循環(huán)。具體地，例如對(duì)于圖2a的感應(yīng)轉(zhuǎn)盤來說，感應(yīng)轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)控制器讀出的區(qū)域信號(hào)依次為0、1、2、3、4、5、6、7、0、1、2...起始位置隨機(jī)，當(dāng)感應(yīng)轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)控制器讀出的區(qū)域信號(hào)依次為0、7、6、5、4、3、2、1、0、7、6、5...，起始位置隨機(jī)。這樣本發(fā)明實(shí)施例就
可以根據(jù)掃描區(qū)域信號(hào)的變化規(guī)律很容易得出旋轉(zhuǎn)方向，例如上ー掃描周期區(qū)域信號(hào)為O，當(dāng)前掃描區(qū)域信號(hào)為1，則可確定感應(yīng)轉(zhuǎn)盤為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反之為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)方向決定角度值的增減方向，可以再根據(jù)區(qū)域變化次數(shù)確定旋轉(zhuǎn)角度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A通過固定條D安裝在感應(yīng)轉(zhuǎn)盤(E) 100之上。工作吋，固定條D固定不動(dòng)，感應(yīng)轉(zhuǎn)盤(E) 100旋轉(zhuǎn)，使得第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A能夠讀取感應(yīng)轉(zhuǎn)盤(E) 100上金屬條的變化，從而產(chǎn)生掃描區(qū)域信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一環(huán)形區(qū)域110、第二環(huán)形區(qū)域120和第三環(huán)形區(qū)域130位于感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100上的同一層。當(dāng)然在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一環(huán)形區(qū)域110、第ニ環(huán)形區(qū)域120和第三環(huán)形區(qū)域130也可位于不同層，這時(shí)只要第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)単元B和第三感應(yīng)單元A也相應(yīng)的分層安裝即可。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，感應(yīng)單元200 可為接近開關(guān)，當(dāng)金屬條接近時(shí)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制器300可為普通PLC控制器、專用控制器、計(jì)算機(jī)等，控制器300接收感應(yīng)単元檢測(cè)的信息，通過規(guī)則的狀態(tài)編碼很容易進(jìn)行旋轉(zhuǎn)方向的確定及旋轉(zhuǎn)角度的計(jì)算。本發(fā)明實(shí)施例另一方面還提出了ー種汽車。該汽車可為混凝土泵車、吊車等具有機(jī)械臂的車輛。該汽車包括機(jī)械臂，控制機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)的減速機(jī)，和如上的角度測(cè)量裝置，其中，該角度測(cè)量裝置的感應(yīng)轉(zhuǎn)盤與減速機(jī)同軸安裝，N個(gè)感應(yīng)単元固定不動(dòng)。如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例的混凝土泵車轉(zhuǎn)臺(tái)的示意圖。該實(shí)施例中感應(yīng)單元的分布與圖2a和2b的排列方式有一些區(qū)別，其中三個(gè)感應(yīng)單元沿感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100的直徑設(shè)置，其中，三個(gè)感應(yīng)單元中的兩個(gè)，即第一感應(yīng)單元C和第三感應(yīng)單元A設(shè)置在感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100圓心的ー側(cè)，另ー個(gè)感應(yīng)單元，即第二感應(yīng)單元B設(shè)置在感應(yīng)轉(zhuǎn)盤100圓心的ー側(cè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖4中感應(yīng)單元這樣的排列方式與圖2a和圖2b的排列方式可起到相同的作用。因此對(duì)于類似的等同修改或變化均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。將感應(yīng)轉(zhuǎn)盤E (N為3，M為5)安裝于減速機(jī)(減速比16. I)齒輪F的頂部，第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A通過固定條D與轉(zhuǎn)臺(tái)座連為一體,可適當(dāng)調(diào)節(jié)接近開關(guān)A、B、C (型號(hào)DW-AS-521-M12)與感應(yīng)轉(zhuǎn)盤E的距離，工作時(shí)感應(yīng)轉(zhuǎn)盤E跟隨減速機(jī)齒輪F旋轉(zhuǎn)，第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A與固定條一起保持不動(dòng)，電氣連接圖4所示。具體地，將第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A的信號(hào)接入控制器300，控制器300通過第一感應(yīng)單元C、第二感應(yīng)單元B和第三感應(yīng)單元A感應(yīng)金屬轉(zhuǎn)盤E的區(qū)域信號(hào)，每個(gè)掃描周期檢測(cè)到的掃描區(qū)域信號(hào)都要和上ー掃描周期的掃描區(qū)域信號(hào)進(jìn)行比較，通過掃描區(qū)域信號(hào)比較確定轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)方向，旋轉(zhuǎn)方向決定角度值的增減方向，掃描區(qū)域信號(hào)每變化一次，旋轉(zhuǎn)角度都將增加或減少36(V(M*40)，其中，M為感應(yīng)轉(zhuǎn)盤與減速機(jī)之間的比例系數(shù)，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，M= 10. 5，即掃描區(qū)域信號(hào)每變化一次，旋轉(zhuǎn)角度都將增加或減少O. 90度。以順時(shí)針為正方向則有每順時(shí)針旋轉(zhuǎn)ー個(gè)區(qū)域則角度值增加O. 90度；每逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)ー個(gè)區(qū)域則角度值減少O. 90度。
如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例角度測(cè)量的方法的流程圖，包括以下步驟步驟S501，控制感應(yīng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。步驟S502，控制器按照預(yù)定周期對(duì)N個(gè)感應(yīng)単元進(jìn)行讀數(shù)。步驟S503，控制器根據(jù)讀數(shù)計(jì)算感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的掃描區(qū)域信號(hào)，其中，掃描區(qū)域信號(hào)為范圍在0-(2n-1)之間，且循環(huán)變化的編碼。步驟S504，控制器根據(jù)掃描區(qū)域信號(hào)的變化計(jì)算感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明實(shí)施例的角度測(cè)量裝置硬件簡(jiǎn)單、成本低廉、安裝方便。并且只使用簡(jiǎn)單的傳感器，例如接近開關(guān)等即可實(shí)現(xiàn)，因此防護(hù)性能、可靠性及可維護(hù)性較高，能夠滿足工程 機(jī)械施工時(shí)的惡劣エ況。此外，由于本發(fā)明實(shí)施例規(guī)則的狀態(tài)編碼比較簡(jiǎn)単，因此很容易實(shí)現(xiàn)控制器的編程計(jì)算。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“ー個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“ー些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少ー個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種角度測(cè)量裝置，其特征在于，包括 感應(yīng)轉(zhuǎn)盤，所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有N個(gè)環(huán)形區(qū)域，其中，每個(gè)所述環(huán)形區(qū)域被均勻地劃分為MX2n個(gè)單元，且在每個(gè)環(huán)形區(qū)域上以2Ν4個(gè)單元的間隙等間隔地設(shè)置2Ν4個(gè)金屬條，每個(gè)所述金屬條覆蓋一個(gè)所述單元； N個(gè)感應(yīng)單元，每個(gè)所述感應(yīng)單元與一個(gè)環(huán)形區(qū)域相對(duì)應(yīng)以掃描所述環(huán)形區(qū)域上的金屬條；和 控制器，所述控制器與所述N個(gè)感應(yīng)單元相連，所述控制器根據(jù)所述N個(gè)感應(yīng)單元對(duì)對(duì)應(yīng)的所述環(huán)形區(qū)域上的金屬條的檢測(cè)計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度，其中，M和N為大于等于I的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述N個(gè)感應(yīng)單元通過固定條安裝在所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤之上。
3.如權(quán)利要求I所述的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述N為3，所述M為5。
4.如權(quán)利要求3所述的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤包括第一至第三環(huán)形區(qū)域，其中，所述第一環(huán)形區(qū)域上每一個(gè)金屬條等間隔排列，所述第二環(huán)形區(qū)域上每?jī)蓚€(gè)金屬條等間隔排列，所述第三環(huán)形區(qū)域上每四個(gè)金屬條等間隔排列。
5.如權(quán)利要求4所述的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述控制器以所述第一環(huán)形區(qū)域上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第一位，以所述第二環(huán)形區(qū)域上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第二位，以所述第三環(huán)形區(qū)域上金屬條的檢測(cè)結(jié)果作為第三位計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的掃描區(qū)域信號(hào)，所述控制器根據(jù)所述掃描區(qū)域信號(hào)計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度。
6.如權(quán)利要求4所述的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一至第三環(huán)形區(qū)域在所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤之上順序排列。
7.如權(quán)利要求I所述的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述N個(gè)環(huán)形區(qū)域位于所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤上的同一層，或不同層。
8.如權(quán)利要求I所述的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述N個(gè)感應(yīng)單元為接近開關(guān)。
9.如權(quán)利要求2所述的角度測(cè)量裝置，其特征在于，所述N個(gè)感應(yīng)單元通過同一個(gè)固定條安裝在所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤之上，且所述固定條穿過所述N個(gè)環(huán)形區(qū)域的圓心。
10.一種汽車，其特征在于，包括 機(jī)械臂； 控制所述機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)的減速機(jī)；和 如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的角度測(cè)量裝置，其中，所述角度測(cè)量裝置的感應(yīng)轉(zhuǎn)盤與所述減速機(jī)同軸安裝，所述N個(gè)感應(yīng)單元固定不動(dòng)。
11.一種采用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的角度測(cè)量裝置進(jìn)行角度測(cè)量的方法，其特征在于，包括以下步驟 控制所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)； 所述控制器按照預(yù)定周期對(duì)所述N個(gè)感應(yīng)單元進(jìn)行讀數(shù)； 所述控制器根據(jù)所述讀數(shù)計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的掃描區(qū)域信號(hào)，其中，所述掃描區(qū)域信號(hào)的范圍為0-(2ν-1);和 所述控制器根據(jù)所述掃描區(qū)域信號(hào)的變化計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種角度測(cè)量裝置，包括感應(yīng)轉(zhuǎn)盤，所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有N個(gè)環(huán)形區(qū)域，且在每個(gè)環(huán)形區(qū)域上以2N-1個(gè)單元的間隙等間隔地設(shè)置2N-1個(gè)金屬條，每個(gè)所述金屬條覆蓋一個(gè)單元；N個(gè)感應(yīng)單元，每個(gè)所述感應(yīng)單元與一個(gè)環(huán)形區(qū)域相對(duì)應(yīng)以掃描所述環(huán)形區(qū)域上的金屬條；和控制器，控制器根據(jù)N個(gè)感應(yīng)單元對(duì)對(duì)應(yīng)的所述環(huán)形區(qū)域上的金屬條的檢測(cè)計(jì)算所述感應(yīng)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度，其中，M和N為大于等于1的整數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例的角度測(cè)量裝置硬件簡(jiǎn)單、成本低廉、安裝方便。并且只使用簡(jiǎn)單的傳感器，例如接近開關(guān)等即可實(shí)現(xiàn)，因此防護(hù)性能、可靠性及可維護(hù)性較高，能夠滿足工程機(jī)械施工時(shí)的惡劣工況。
文檔編號(hào)G01B21/22GK102829751SQ201110160970
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者鐘社山, 韓術(shù)亭, 王澤堂, 李世勛 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司