[發明專利]一種簡易型位置速度檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201811529979.6
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN111327160A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 孟慶鑄;吳樹智;周思蒙;陳虹瑾;楊磊;王源
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: H02K11/22
• 分類號: H02K11/22;G01D5/347
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發明涉及一種簡易型位置速度檢測裝置及方法，包括發射電路、接收電路及機械齒盤；所述發射電路、接收電路及機械齒盤均設于電機上，所述接收電路設于機械齒盤內，發射電路設于機械齒盤外。若發光二極管流過正向電流時，光敏接收三極管會接收到發光二極管發出的紅外光，進而光敏接收三極管的發射極與集電極導通，若光敏接收三極管接收不到發光二極管發出的紅外光，則光敏接收三極管的發射極與集電極不導通。本發明相對簡單、易于實現且成本較低，可有效替代某些需要增量式編碼器的場合；可由機械齒盤的齒數設計的多少來實現位置速度檢測分辨率的高低。

技術領域

本發明屬于一種位置與速度傳感器，可用于需要單相脈沖的位置與速度的檢測。

背景技術

位置與速度檢測是某些電機控制系統中必需的組成部分，目前市場上此類產品稱為編碼器或碼盤。編碼器按功能分為增量式編碼器和絕對式編碼器兩種，原理大都為光學式、磁式、感應式或電容式。光學式編碼器又稱光電編碼器，主要由光柵盤和光電探測裝置組成；磁式編碼器又稱磁電編碼器，其原理采用磁阻或霍爾原件對變化的磁性材料的角度或者位移值進行測量；感應式編碼器通常由磁性材料與芯片組成，靠芯片感應磁性材料的N-S極來實現速度位置檢測；電容式編碼器通過測量調制旋轉電場的原理測量單圈絕對角度。這幾種原理的速度位置檢測產品通常技術門檻較高，結構較復雜，不易制作或不易實現。

發明內容

針對上述技術不足，本發明目的為提供一種簡單、易于實現且成本較低的位置與速度檢測的方法，從而解決電機控制中對于位置與速度檢測的需求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種簡易型位置速度檢測裝置，包括：發射電路、接收電路及機械齒盤；所述發射電路、接收電路及機械齒盤均設于電機上，所述接收電路設于機械齒盤內，發射電路設于機械齒盤外。

所述發射電路包括電阻R1和發光二極管，所述電阻R1一端與電源連接，另一端與二極管陽極連接，發光二極管陰極接地。

所述接收電路包括電阻R2和光敏接收三極管，所述電阻R2一端與電源連接，另一端與光敏接收三極管集電極連接，光敏接收三極管的發射極接地。

所述發光二極管與光敏接收三極管位置對應，即接收電路部分的光敏接收三極管設于機械齒盤內，發射電路部分的發光二極管設于機械齒盤外，用于避免太陽光對光敏接收三極管的影響。

所述機械齒盤的中間設有與電機輸出軸相連的連接套，機械齒盤的邊緣沿軸向向一側延伸，延伸部沿圓周方向均布有多個齒隙，相鄰齒隙之間形成齒。

所述發射電路、接收電路均設于電路板上，所述電路板固定于電機上；所述機械齒盤由電機驅動旋轉，發射電路發出的光照射到旋轉的機械齒盤上，通過齒隙后，由位于機械齒盤內的接收電路間隔接收。

一種簡易型位置速度檢測方法，包括以下步驟：

發射電路發出設定范圍波長的光，電機帶動機械齒盤轉動，通過機械齒盤的齒與齒隙的交替，從而進行遮擋光與不遮擋光的交替，接收電路將接收到的光轉化為脈沖方波；

根據機械齒盤的齒的個數以及脈沖方波的個數得出電機旋轉的圈數，進而獲得電機轉動的距離，實現位置檢測；記錄電機轉動所述距離所用的時間，得出電機實際的運行速度，實現速度檢測。

所述發射電路發出設定范圍波長的光具體如下：當發光二極管流過正向電流時，發光二極管發出波長為940nm的紅外光。

所述接收電路將接收到的光轉化為脈沖方波包括以下步驟：

當紅外光被光敏接收三極管接收到時，光敏接收三極管的發射極與集電極導通，進而光敏接收三極管的集電極輸出信號為低電平；

當紅外光不能被光敏接收三極管接收到時，光敏接收三極管的發射極與集電極則不導通，進而光敏接收三極管的集電極輸出信號通過電阻R2上拉后為高電平。