[發明專利]回轉角度測量機構、回轉角度測量方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201310546109.0
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103644838B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 范玉濤
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 杜秀科

技術領域

本發明涉及設備測量技術領域，特別是涉及一種回轉角度測量機構、回轉角度測量方法、裝置及系統。

背景技術

隨著工業技術的發展，很多機械設備需要實現360°無限制連續旋轉，以完成相應的動作，回轉角度的測量對實現機械設備的精確控制尤為重要。

現有技術中通常采用回轉編碼器來測量回轉角度，回轉編碼器的價格較為昂貴且極易損壞，這導致了機械設備成本的增加。

現有技術中還采用如圖1所示的單滑環回轉電位計來測量回轉角度。單滑環回轉電位計檢測回轉角度的工作原理為：滑環10兩端分別接入電源，假設A點電壓為V_A，并標定此位置角度為0°，B點電壓為V_B，可測量最大回轉角度為φ。如果滑動片11滑動到圖示位置，此時對應的回轉采樣電壓值為V，回轉角度為θ。則可根據比例關系算式求得對應的回轉角度為

θ=V-VAVB-VA·φ]]>

當滑動片11滑動到B點后，測量的角度為最大可測量回轉角度。

本申請的發明人發現，圖1所示的單滑環回轉電位計，如果滑動片繼續順時針滑動，在BA區間無法獲得回轉采樣電壓，則無法測量BA區所對應的回轉角度，因此，單滑環回轉電位計最大可測量回轉角度必然小于360°，在測量機械設備回轉角度時具有局限性，單滑環回轉電位計應用的適用性較差。

發明內容

本發明實施例提供了一種回轉角度測量機構、回轉角度測量方法、裝置及系統，用以實現機械設備回轉角度的360°不間斷連續測量，進而增強回轉角度測量機構的適用性。

本發明實施例提供的回轉角度測量機構，包括：

與被測設備的旋轉軸固定連接的旋轉驅動件；

第一驅動桿和第二驅動桿，所述第一驅動桿與所述旋轉驅動件鉸接，所述第二驅動桿與所述第一驅動桿鉸接，所述第一驅動桿的長度大于所述旋轉驅動件與所述第一驅動桿的鉸接點的旋轉直徑；

電壓檢測電路，所述電壓檢測電路包括滑動變阻器，所述滑動變阻器的電刷與所述第二驅動桿固定連接，所述電刷隨著所述第二驅動桿的運動在所述滑動變阻器的電阻絲表面滑動。

在本發明技術方案中，當被測設備的旋轉軸做360°回轉運動時，旋轉驅動件與旋轉軸保持同步轉動，第一驅動桿與旋轉驅動件的鉸接點隨之做360°旋轉運動，從而驅動第一驅動桿進而帶動第二驅動桿運動，電刷隨著第二驅動桿的運動在滑動變阻器的電阻絲表面滑動，旋轉軸轉動一定角度，則對應電刷處于當前位置的一個電壓值，因此，能夠根據檢測到的電壓值得到旋轉軸回轉角度的大小。由于旋轉驅動件與旋轉軸保持同步做360°旋轉運動，因此，本發明提供的回轉角度測量機構能夠實現機械設備回轉角度的360°不間斷連續測量，進而增強回轉角度測量機構的適用性。

進一步的，所述測量機構還包括行程開關，當被測設備旋轉軸處于0°～180°的回轉角度時，所述行程開關閉合；當被測設備旋轉軸處于180°～360°的回轉角度時，所述行程開關斷開。

旋轉驅動件做360°旋轉運動，滑動變阻器的電刷在電阻絲表面做往復運動，電刷在滑動變阻器電阻絲表面的當前位置的一個電壓值對應被測設備旋轉軸處于0°～180°之間的一個回轉角度和被測設備旋轉軸處于180°～360°之間的一個回轉角度，通過行程開關可以確定旋轉驅動件的旋轉角度在0°～180°之間還是180°～360°之間，進而確定被測設備的旋轉軸的回轉角度的行程范圍。

優選的，所述旋轉驅動件為半圓體，所述半圓體的圓心部與所述被測設備旋轉軸固定連接。旋轉驅動件的半圓面與被測設備旋轉軸呈90°夾角，旋轉驅動件隨著被測設備旋轉軸做旋轉運動時，將行程開關固定于半圓體旋轉驅動件的外緣的旋轉軌跡相切的位置，可以通過半圓體旋轉驅動件與行程開關的觸點碰撞，和行程開關的不同狀態簡單高效地判斷被測設備的旋轉軸回轉運動的行程范圍。

進一步的，所述測量機構還包括：套設于所述第二驅動桿上的至少一個導向座。