[發明專利]旋轉角檢測裝置及測量裝置

有效

• 申請號: 201210555178.3
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103162663A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 大友文夫;熊谷薰;穴井哲治;大佛一毅
• 申請（專利權）人: 株式會社拓普康
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 楊勇;鄭建暉

1.一種旋轉角檢測裝置，其具備：軸承部；旋轉軸，其以可旋轉的方式支撐于該軸承部；軸部空間，其形成于該旋轉軸；軸承部空間，其形成于所述軸承部；角度檢測圖形，其容納于所述軸部空間；參照用圖形，其設置于所述軸承部空間；圖像傳感器，其設置于所述軸承部空間；經過所述軸部空間和所述軸承部空間的所述角度檢測圖形的投影像；光學系統，其用于將所述參照用圖形的投影像成像于所述圖像傳感器；受光切換單元，其將所述角度檢測圖形的投影像和所述參照用圖形的投影像以擇一的方式投影在所述圖像傳感器；運算裝置，其基于來自所述圖像傳感器的信號，運算所述旋轉軸的旋轉角，其中，所述運算裝置基于來自接收了所述參照用圖形的所述圖像傳感器的信號和來自接收了所述角度檢測圖形的所述圖像傳感器的信號的偏差，檢測所述旋轉軸的旋轉角。

2.權利要求1所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述運算裝置在每次測量時從所述圖像傳感器取得接收了所述參照用圖形的信號和接收了所述角度檢測圖形的信號。

3.權利要求1或2所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述運算裝置基于來自接收了所述參照用圖形的所述圖像傳感器的信號和來自接收了所述角度檢測圖形的所述圖像傳感器的信號的偏差，檢測所述旋轉軸的徑向振擺。

4.權利要求1-3中任一項所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述角度檢測圖形、所述參照用圖形具有線段圖形，所述線段圖形具有由向半徑方向延伸的線段構成的環狀軌跡，而且所述線段在全周上以規定角距配置。

5.權利要求1-4中任一項所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述角度檢測圖形和所述參照用圖形分別具有表示中心位置的校正圖形。

6.權利要求1-5中任一項所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述運算裝置具備用于存儲來自所述圖像傳感器的信號的存儲部，所述運算裝置以如下方式測出旋轉角：分別在所存儲的角度檢測圖形圖像和參照用圖形圖像的所述線段圖形上至少設定一個同心圓的第一掃描線，并且在所述角度檢測圖形圖像和所述參照用圖形圖像的基準指示圖形上設定同心圓的第二掃描線，而且基于在該掃描線上掃描而得到的信號和基于在所述基準指示圖形上掃描而得到的信號，分別求出所述角度檢測圖形圖像和所述參照用圖形圖像之間的偏差，基于該兩個偏差，檢出所述旋轉軸的旋轉角。

7.權利要求6所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述角度檢測圖形圖像和所述參照用圖形圖像之間的旋轉角，基于兩個圖像與所述基準指示圖形之間存在的線段數量和兩個圖像的線段之間的相位差來運算。

8.權利要求7所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述相位差是對所需數量的線段求出的相位差的平均值。

9.權利要求2-6中任一項所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述運算裝置在所述角度檢測圖形的圓周方向至少每90°設定一個分割部分，并分為相差180°的兩個分割部分的組和與該組垂直相交的另一方分割部分的組，由掃描另一方分割部分的組所得到的相位差的半值求出一方分割部分的組的中心。

10.權利要求9所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述運算裝置事先以規定角距旋轉所述旋轉軸，每旋轉規定角度就通過所述角度檢測圖形求出圖形中心，并且求出該圖形中心和所述參照用圖形中心的偏差，從而取得由所述圖形中心的偏差軌跡得到的偏心圓，進而通過由該偏心圓與由所述角度檢測圖形得到的中心之間的偏差來測量角度測量時的徑向振擺。

11.權利要求9所述的旋轉角檢測裝置，其中，所述運算裝置事先以規定角距旋轉所述旋轉軸，每旋轉規定角度就通過所述角度檢測圖形和所述參照用圖形求出兩個圖形中心，進而求出兩個圖形中心的偏差，由此取得由該兩個圖形中心的偏差軌跡得到的偏心圓，進而通過每次測量時的、由所述角度檢測圖形得到的中心與由所述參照用圖形得到的中心之間的差、與所述偏心圓之間的偏差來測量角度測量時的徑向振擺。

12.一種測量裝置，其具備：基臺部；架臺，其通過具有鉛直軸心的第一旋轉軸以可旋轉的方式設置于該基臺部；望遠鏡部，其通過于具有水平軸心的第二旋轉軸以可旋轉的方式設置于該架臺；第一旋轉角檢測裝置，其具有權利要求1所述的旋轉角檢測裝置的結構，并設置在所述第一旋轉軸和所述基臺部之間；第二旋轉角檢測裝置，其具有權利要求1所述的旋轉角檢測裝置的結構，并設置在所述第二旋轉軸和所述架臺之間。