CN103644838B - 回转角度测量机构、回转角度测量方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设备测量技术领域，公开了一种回转角度测量机构、回转角度测量方法、装置及系统，该测量机构包括：与被测设备的旋转轴固定连接的旋转驱动件；第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆与所述旋转驱动件铰接，所述第二驱动杆与所述第一驱动杆铰接，所述第一驱动杆的长度大于所述旋转驱动件与所述第一驱动杆的铰接点的旋转直径；电压检测电路，所述电压检测电路包括滑动变阻器，所述滑动变阻器的电刷与所述第二驱动杆固定连接，所述电刷随着所述第二驱动杆的运动在所述滑动变阻器的电阻丝表面滑动。相比于现有技术，可以实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量机构的适用性。

Description

回转角度测量机构、回转角度测量方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及设备测量技术领域，特别是涉及一种回转角度测量机构、回转角度测量方法、装置及系统。

背景技术

随着工业技术的发展，很多机械设备需要实现360°无限制连续旋转，以完成相应的动作，回转角度的测量对实现机械设备的精确控制尤为重要。

现有技术中通常采用回转编码器来测量回转角度，回转编码器的价格较为昂贵且极易损坏，这导致了机械设备成本的增加。

现有技术中还采用如图1所示的单滑环回转电位计来测量回转角度。单滑环回转电位计检测回转角度的工作原理为：滑环10两端分别接入电源，假设A点电压为V_A，并标定此位置角度为0°，B点电压为V_B，可测量最大回转角度为φ。如果滑动片11滑动到图示位置，此时对应的回转采样电压值为V，回转角度为θ。则可根据比例关系算式求得对应的回转角度为

$\mathrm{\θ}=\frac{V-V_A}{V_B-V_A}\·\mathrm{\φ}$

当滑动片11滑动到B点后，测量的角度为最大可测量回转角度。

本申请的发明人发现，图1所示的单滑环回转电位计，如果滑动片继续顺时针滑动，在BA区间无法获得回转采样电压，则无法测量BA区所对应的回转角度，因此，单滑环回转电位计最大可测量回转角度必然小于360°，在测量机械设备回转角度时具有局限性，单滑环回转电位计应用的适用性较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种回转角度测量机构、回转角度测量方法、装置及系统，用以实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量机构的适用性。

本发明实施例提供的回转角度测量机构，包括：

与被测设备的旋转轴固定连接的旋转驱动件；

第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆与所述旋转驱动件铰接，所述第二驱动杆与所述第一驱动杆铰接，所述第一驱动杆的长度大于所述旋转驱动件与所述第一驱动杆的铰接点的旋转直径；

电压检测电路，所述电压检测电路包括滑动变阻器，所述滑动变阻器的电刷与所述第二驱动杆固定连接，所述电刷随着所述第二驱动杆的运动在所述滑动变阻器的电阻丝表面滑动。

在本发明技术方案中，当被测设备的旋转轴做360°回转运动时，旋转驱动件与旋转轴保持同步转动，第一驱动杆与旋转驱动件的铰接点随之做360°旋转运动，从而驱动第一驱动杆进而带动第二驱动杆运动，电刷随着第二驱动杆的运动在滑动变阻器的电阻丝表面滑动，旋转轴转动一定角度，则对应电刷处于当前位置的一个电压值，因此，能够根据检测到的电压值得到旋转轴回转角度的大小。由于旋转驱动件与旋转轴保持同步做360°旋转运动，因此，本发明提供的回转角度测量机构能够实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量机构的适用性。

进一步的，所述测量机构还包括行程开关，当被测设备旋转轴处于0°～180°的回转角度时，所述行程开关闭合；当被测设备旋转轴处于180°～360°的回转角度时，所述行程开关断开。

旋转驱动件做360°旋转运动，滑动变阻器的电刷在电阻丝表面做往复运动，电刷在滑动变阻器电阻丝表面的当前位置的一个电压值对应被测设备旋转轴处于0°～180°之间的一个回转角度和被测设备旋转轴处于180°～360°之间的一个回转角度，通过行程开关可以确定旋转驱动件的旋转角度在0°～180°之间还是180°～360°之间，进而确定被测设备的旋转轴的回转角度的行程范围。

优选的，所述旋转驱动件为半圆体，所述半圆体的圆心部与所述被测设备旋转轴固定连接。旋转驱动件的半圆面与被测设备旋转轴呈90°夹角，旋转驱动件随着被测设备旋转轴做旋转运动时，将行程开关固定于半圆体旋转驱动件的外缘的旋转轨迹相切的位置，可以通过半圆体旋转驱动件与行程开关的触点碰撞，和行程开关的不同状态简单高效地判断被测设备的旋转轴回转运动的行程范围。

进一步的，所述测量机构还包括：套设于所述第二驱动杆上的至少一个导向座。

至少一个导向座位于第一驱动杆和第二驱动杆的铰接点与第二驱动杆和电刷的固定连接点之间，第二驱动杆沿第二驱动杆的轴线方向做直线运动，有利于确定滑动变阻器电刷处的电压值与旋转轴回转角度之间的对应关系，使应用该测量机构时更加简单。

较佳的，所述滑动变阻器单位长度的电阻值相等。

在应用该测量机构时，电刷在滑动变阻器的电阻丝表面滑动时，电刷的运动距离与电刷处的电压值的比例系数为确定值，有利于简化测量计算过程。

本发明实施例还提供了一种应用如前述技术方案所述的测量机构的回转角度测量方法，包括：

获取电压检测电路所检测的滑动变阻器电刷处的电压值；

根据所述电压值与被测设备的旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备的旋转轴的回转角度。

该回转角度测量方法中由于应用了前述实施例提供的测量机构，因此可以实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量方法的适用性。

进一步的，当所述测量机构还包括行程开关时，所述测量方法，进一步包括：

获取行程开关所检测的开关状态；

根据所述开关状态确定所述被测设备旋转轴的回转角度的行程范围。

较佳的，当滑动变阻器单位长度的电阻值相等且所述测量机构还包括套设于所述第二驱动杆上的至少一个导向座时，所述电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系，具体为

$\mathrm{\&theta;}=\left\{\begin{array}{c}\arccos (1-\frac{V-V_1}{\mathrm{kr}}),(0\&le;\mathrm{\&theta;}<\mathrm{\&pi;})\\ \mathrm{\&pi;}+\arccos (\frac{V-V_1}{\mathrm{kr}}-1),(\mathrm{\&pi;}\&le;\mathrm{\&theta;}<2\mathrm{\&pi;})\end{array};\right.$

其中，V为滑动变阻器电刷处的电压值，k为滑动变阻器单位长度的电压值，r为所述旋转驱动件与所述第一驱动杆的铰接点的旋转半径，θ为被测设备旋转轴的回转角度，V₁为滑动变阻器电刷处于远离旋转驱动件的行程边界点时的电压值。

本发明实施例还提供了一种应用如前述技术方案所述测量机构的回转角度测量装置，包括：

获取设备，用于获取电压检测电路所检测的滑动变阻器电刷处的电压值；

控制设备，用于根据所述电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备旋转轴的回转角度。

该回转角度测量装置可以实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量装置的适用性。

本发明实施例还提供了一种回转角度测量系统，包括前述技术方案所述的回转角度测量机构；

控制装置，与回转角度测量机构中的电压检测电路信号连接，用于根据电压值与被测设备的旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备的旋转轴的回转角度。

通过测量机构中旋转驱动件360°的旋转运动，进而驱动第二驱动杆做往复运动，该回转角度测量系统在测量被测设备的旋转轴的回转角度时可以实现360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量系统的适用性。

附图说明

图1为现有技术的单滑环回转电位计的结构示意图；

图2为本发明回转角度测量机构一实施例的结构示意图；

图3为本发明回转角度测量机构另一实施例的结构示意图；

图4为本发明回转角度测量机构另一实施例的局部侧视结构示意图；

图5为本发明实施例的回转角度测量机构处于第一运动状态示意图；

图6为本发明实施例的回转角度测量机构处于第二运动状态示意图；

图7为本发明实施例的回转角度测量机构处于第三运动状态示意图；

图8为本发明实施例的回转角度测量机构处于第四运动状态示意图；

图9为本发明实施例中当第一驱动杆靠近旋转驱动件时旋转驱动件与第一驱动杆的铰接点的运动轨迹示意图；

图10为本发明实施例中当第一驱动杆远离旋转驱动件时旋转驱动件与第一驱动杆的铰接点的运动轨迹示意图；

图11为本发明回转角度测量方法一实施例的流程示意图；

图12为本发明回转角度测量装置一实施例的结构示意图；

图13为本发明回转角度测量系统一实施例的结构示意图。

附图标记：

1-旋转轴 2-旋转驱动件

3-旋转驱动件与第一驱动杆的铰接点

4-第一驱动杆 5-第二驱动杆 6-滑动变阻器

7-电刷 8-行程开关 9-导向座

10-滑环 11-滑动片 12-获取设备

13-控制设备 14-测量机构 15-控制装置

具体实施方式

为了实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量机构的适用性，本发明实施例提供了一种回转角度测量机构、回转角度测量方法、装置及系统。该技术方案中，旋转驱动件与旋转轴保持同步转动，第一驱动杆与旋转驱动件的铰接点随之做360°旋转运动，从而驱动第一驱动杆进而带动第二驱动杆运动，电刷随着第二驱动杆的运动在滑动变阻器的电阻丝表面滑动，旋转轴转动一定角度，则对应滑动变阻器电刷处于当前位置的一个电压值，因此，能够根据检测到的滑动变阻器电刷处的电压值得到旋转轴回转角度的大小。由于旋转驱动件与旋转轴保持同步做360°旋转运动，因此本发明能够实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量机构的适用性。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本发明作进一步详细说明。

以下实施例中，回转角度在公式推导部分以弧度制表示，其余部分以角度制表示。

如图2～图4所示，图2为本发明回转角度测量机构一实施例的结构示意图；图3为本发明回转角度测量机构另一实施例的结构示意图；图4为本发明回转角度测量机构另一实施例的局部侧视结构示意图，本发明回转角度测量机构第一实施例，包括：

与被测设备的旋转轴1固定连接的旋转驱动件2；

第一驱动杆4和第二驱动杆5，第一驱动杆4与旋转驱动件2铰接，第二驱动杆5与第一驱动杆4铰接，第一驱动杆4的长度大于旋转驱动件2与第一驱动杆4的铰接点3的旋转直径；

电压检测电路，所述电压检测电路包括滑动变阻器6，滑动变阻器6的电刷7与第二驱动杆5固定连接，电刷7随着第二驱动杆5的运动在滑动变阻器6的电阻丝表面滑动。

在本发明实施例中，旋转驱动件2与被测设备的旋转轴1固定连接，当被测设备的旋转轴1做360°回转运动时，旋转驱动件2与旋转轴1保持同步转动，第一驱动杆4与旋转驱动件2的铰接点3随之做360°旋转运动，从而驱动第一驱动杆4进而带动第二驱动杆5运动，第二驱动杆与滑动变阻器的电刷固定连接，因此，电刷7随着第二驱动杆5的运动在滑动变阻器6的电阻丝表面滑动，电刷7处的电压值与旋转轴的转动角度之间具有确定的规律，即旋转轴转动一定角度，对应滑动变阻器的电刷在电阻丝表面的一个滑动距离，从而对应滑动变阻器电刷处于当前位置的一个电压值，与滑动变阻器电连接的电压计能够检测滑动变阻器电刷处的电压值，因此可根据检测到的电压值得到旋转轴回转角度的大小。

由于旋转驱动件与旋转轴保持同步做360°旋转运动，因此，本发明提供的回转角度测量机构测量机械设备回转角度时，能够实现360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量机构的适用性，同时，与回转编码器相比较，有效地降低了回转角度测量机构的成本。

将本发明提供的回转角度测量机构应用于需要实现360°无限制连续旋转的机械设备时，有利于提高机械设备的精确控制。

由于本发明提供的测量机构在应用过程中，旋转驱动件做360°旋转运动，滑动变阻器的电刷在电阻丝的表面做往复运动，电刷在滑动变阻器电阻丝表面的当前位置的一个电压值对应被测设备旋转轴处于0°～180°之间的一个回转角度和被测设备旋转轴处于180°～360°之间的一个回转角度。参照图5～图8所示，本发明测量机构的第二实施例还包括行程开关8，当被测设备旋转轴处于0°～180°的回转角度时，所述行程开关闭合；当被测设备旋转轴处于180°～360°的回转角度时，所述行程开关断开。通过行程开关可以确定旋转驱动件的旋转角度在0°～180°之间还是180°～360°之间，进而确定被测设备的旋转轴的回转角度的行程范围。

当然，确定旋转驱动件的旋转角度在0°～180°之间还是180°～360°之间的方式有多种，在此，不做具体限定，上述实施例仅为本发明的一个较佳实施方式。例如，本发明实现360°不间断连续测量还可以通过电压检测电路所检测到的电刷处的电压值和电压值的变化趋势进而确定旋转驱动件的旋转角度在0°～180°之间还是180°～360°之间。

旋转驱动件的形状有多种，在此不做具体限定，参照图3所示，在本发明的第三实施例中，旋转驱动件2为半圆体，半圆体的圆心部与被测设备旋转轴1固定连接。旋转驱动件2的半圆面与被测设备旋转轴1呈90°夹角，旋转驱动件2随着被测设备旋转轴1做旋转运动时，将行程开关8固定于半圆体旋转驱动件的外缘的旋转轨迹相切的位置，可以通过半圆体旋转驱动件与行程开关的触点碰撞，和行程开关的不同状态简单高效地判断被测设备的旋转轴回转运动的行程范围。

为了便于确定滑动变阻器电刷处的电压值与旋转轴回转角度之间的对应关系，参照图3所示，本发明提供的测量机构实施例，优选的还包括：套设于第二驱动杆5上的至少一个导向座9。

至少一个导向座9位于第一驱动杆4和第二驱动杆5的铰接点与第二驱动杆5和电刷7的固定连接点之间，第二驱动杆5沿第二驱动杆5的轴线方向做直线运动。如图3中所示，至少一个导向座的数量为两个，假设第二驱动杆5的B端与第一驱动杆4铰接，A端与电刷7固定连接，当第二驱动杆沿其轴线方向运动时，第二驱动杆的A端不可以越过第一导向座C，第二驱动杆的B端不可以越过第二导向座D（A、B端分别为第二驱动杆的两端），第二驱动杆做直线运动，有利于确定滑动变阻器电刷处的电压值与旋转轴回转角度之间的对应关系，使应用该测量机构时更加简单。

作为一个优选的实施例，滑动变阻器6单位长度的电阻值相等，在应用该测量机构时，电刷在滑动变阻器的电阻丝表面滑动时，电刷的运动距离与电刷处的电压值的比例系数为确定值，有利于简化测量计算过程。

如图3所示，滑动变阻器6的两个固定接线端之间的距离与旋转驱动件2与第一驱动杆4的铰接点3的旋转直径相等，则被测设备的旋转轴1做回转运动时，电刷在滑动变阻器的固定接线端M和固定接线端N之间运动，例如，固定接线端M处电压为V₁，固定接线端N处电压为V₂，滑动变阻器6的两个固定接线端之间的距离为L，固定接线端M与电刷之间的距离为l，k为滑动变阻器单位长度的电压值，则电刷处的电压V与距离l之间的关系为

V-V₁=kl (1)

V₂-V=k(L-l) (2)

V₂-V₁=kL (3)

如图5～图8所示，本发明测量机构一实施例的具体运动过程如下，假设测量机构的旋转驱动件随着被测设备的旋转轴按照图4中所示的顺时针方向转动，则由第一运动状态—第二运动状态—第三运动状态—第四运动状态—第一运动状态从而完成被测设备的一个回转运动的角度测量。

设定如图4所示的第一运动状态对应被测设备旋转轴回转角度的0°，此时，滑动变阻器的电刷位于固定接线端M，当旋转驱动件随着被测设备的旋转轴按照图5中所示的顺时针方向转动，进而驱动第一驱动杆、第二驱动杆，对应于第一运动状态—第二运动状态—第三运动状态使电刷由固定接线端M向固定接线端N运动，且旋转驱动件碰撞行程开关的触点，并设定旋转驱动件碰撞行程开关的触点时，行程开关为开关闭合，假设第三运动状态时，滑动变阻器的电刷到达固定接线端N，此时，被测设备的旋转轴的回转角度为180°。

当旋转驱动件2随着被测设备的旋转轴按照图7中所示的顺时针方向继续转动，进而驱动第一驱动杆4、第二驱动杆5，对应于第三运动状态—第四运动状态—第一运动状态使电刷由固定接线端N向固定接线端M运动，旋转驱动件2未碰撞行程开关的触点，此时行程开关为断开状态，被测设备的旋转轴的行程范围为180°～360°，当测量机构再次进入第一运动状态时，被测设备的旋转轴的回转角度为360°，至此，测量机构随着被测设备的旋转轴回转完成一个360°旋转运动。

由上述分析可知，随着被测设备的旋转轴的回转角度的变化，滑动变阻器电刷处的电压值也相应的变化。

因此，应用本发明提供的测量机构的一实施例测量被测设备的旋转轴的回转角度的具体方法如下：

当滑动变阻器的单位长度的电阻值相等时，假设旋转驱动件与第一驱动杆的铰接点的旋转半径为r，被测设备的旋转轴的回转角度为θ；设定图5所示的第一运动状态为θ=0°；设定旋转驱动件碰撞行程开关的触点时，行程开关为有效；如图9和图10所示，由于旋转驱动件与第一驱动杆的铰接点随着旋转驱动件做圆周运动，第一驱动杆4的E端与旋转驱动件铰接，因此第一驱动杆4的E端在旋转驱动件2的驱动作用下，做圆周运动，以其运动轨迹的圆心为原点建立直角坐标系。

如图9所示，当该测量机构对应于第一运动状态—第二运动状态—第三运动状态时，0°≤θ<180°，即0≤θ<π。

其中，a点对应于运动状态1的第一驱动杆E端的位置，c点为第一驱动杆E端的任意运动位置，b点为c点在图中水平方向上的投影，则第二驱动杆在图9中所示水平方向上向右的移动距离为ab之间的长度，滑动变阻器的电刷与固定接线端M之间的距离l，为第二驱动杆在图中所示水平方向上向右的移动距离，因此，l等于ab之间的长度。

根据三角函数关系可以知道

ab=r-rcosθ (4)

由关系式(1)、关系式(4)可以知道

V-V₁=k×ab=kr(1-cosθ) (5)

由关系式(5)我们可以得到对应于被测设备的旋转轴的回转角度

$\mathrm{\&theta;}=\arccos (1-\frac{V-V_1}{\mathrm{kr}})---\left(6\right)$

如图10所示，当该测量机构对应于第三运动状态—第四运动状态—第一运动状态时，180°≤θ<360°，即π≤θ<2π。

此时，行程开关处于失效状态，由图10可知，

θ=π+β (7)

滑动变阻器6的电刷7（电刷7位于滑动变阻器上的位置为G）由固定接线端N向固定接线端M运动，其滑动的的距离为

GN=L-MG (8)

由前述可知，MG的长度即为图9中ab的长度。根据三角函数关系得出

ab=r+rcosβ (9)

由关系式(8)、(9)可以得出

GN=L-r(1+cosβ) (10)

再由关系式(2)、(7)、(10)得出

V₂-V=k[L-r(1+cosβ)] (11)

$\mathrm{\&beta;}=\arccos (\frac{\mathrm{kL}-V_2+V}{\mathrm{kr}}-1)---\left(12\right)$

$\mathrm{\&theta;}=\mathrm{\&pi;}+\arccos (\frac{\mathrm{kL}-V_2+V}{\mathrm{kr}}-1)---\left(13\right)$

再由关系式(3)、(12)得出

$\mathrm{\&theta;}=\mathrm{\&pi;}+\arccos (\frac{V-V_1}{\mathrm{kr}}-1)---\left(14\right)$

综上可知，无论被测设备的旋转轴顺时针或者逆时针回转，当行程开关处于开关闭合时，根据关系式(5)求得被测设备的旋转轴的回转角度θ；当行程开关处于开关断开时，根据关系式(14)求得被测设备的旋转轴的回转角度θ。其中，关系式中的V₁为滑动变阻器电刷处于远离旋转驱动件的行程边界点时的电压值，在本实施例中，由于电刷的滑动由固定接线端M起始，故V₁为固定接线端M处的电压值。

如图11所示，本发明回转角度测量方法第一实施例，应用前述实施例所述的测量机构，包括以下步骤：

步骤1001、获取电压检测电路所检测的滑动变阻器电刷处的电压值；

步骤1002、根据所述电压值与被测设备的旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备的旋转轴的回转角度。

该回转角度测量方法中由于应用了前述实施例提供的测量机构，因此可以实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量方法的适用性。

当测量机构还包括行程开关时，本发明测量方法第二实施例，还进一步包括：

获取行程开关所检测的开关状态；

根据所述开关状态确定所述被测设备旋转轴的回转角度的行程范围。

优选的，当滑动变阻器单位长度的电阻值相等且所述测量机构还包括套设于所述第二驱动杆上的至少一个导向座时，所述电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系，具体为

$\mathrm{\&theta;}=\left\{\begin{array}{c}\arccos (1-\frac{V-V_1}{\mathrm{kr}}),(0\&le;\mathrm{\&theta;}<\mathrm{\&pi;})\\ \mathrm{\&pi;}+\arccos (\frac{V-V_1}{\mathrm{kr}}-1),(\mathrm{\&pi;}\&le;\mathrm{\&theta;}<2\mathrm{\&pi;})\end{array};\right.$

其中，V为滑动变阻器电刷处的电压值，k为滑动变阻器单位长度的电压值，r为所述旋转驱动件与所述第一驱动杆的铰接点的旋转半径，θ为被测设备旋转轴的回转角度，V₁为滑动变阻器电刷处于远离旋转驱动件的行程边界点时的电压值。

如图12所示，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种回转角度测量装置，应用前述实施例所述的测量机构，包括：

获取设备12，用于获取电压检测电路所检测的滑动变阻器电刷处的电压值；

控制设备13，用于根据电压值与被测设备的旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备的旋转轴的回转角度。

该回转角度测量装置可以实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量装置的适用性。

作为一个优选实施例，本发明提供的测量装置中，当测量机构还包括行程开关时，获取设备12进一步用于获取行程开关所检测的开关状态；

控制设备13进一步用于根据所述开关状态确定所述被测设备旋转轴的回转角度的行程范围。

如图13所示，本发明实施例还提供了一种回转角度测量系统，包括：

前述任一个实施例中的回转角度测量机构14；

控制装置15，与回转角度测量机构14中的电压检测电路信号连接，用于根据电压值与被测设备的旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备的旋转轴的回转角度。

作为一个优选实施例，该测量系统中的测量机构14还包括行程开关，所述行程开关用于检测开关状态。

控制装置15进一步用于根据所述开关状态确定所述被测设备旋转轴的回转角度的行程范围。

通过测量机构中旋转驱动件360°的旋转运动，进而驱动第二驱动杆做往复运动，回转角度测量机构中的电压检测电路检测到滑动变阻器电刷处的电压值，进而得到被测设备旋转轴的回转角度。该回转角度测量系统在测量被测设备的旋转轴的回转角度时可以实现机械设备回转角度的360°不间断连续测量，进而增强回转角度测量系统的适用性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种回转角度测量机构，其特征在于，包括：

与被测设备的旋转轴固定连接的旋转驱动件；

第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆与所述旋转驱动件铰接，所述第二驱动杆与所述第一驱动杆铰接，所述第一驱动杆的长度大于所述旋转驱动件与所述第一驱动杆的铰接点的旋转直径；

电压检测电路，所述电压检测电路包括滑动变阻器，所述滑动变阻器的电刷与所述第二驱动杆固定连接，所述电刷随着所述第二驱动杆的运动在所述滑动变阻器的电阻丝表面滑动，并且所述滑动变阻器单位长度的电阻值相等；

行程开关，当被测设备旋转轴处于0°～180°的回转角度时，所述行程开关闭合；当被测设备旋转轴处于180°～360°的回转角度时，所述行程开关断开；

套设于所述第二驱动杆上的至少一个导向座。

2.如权利要求1所述的测量机构，其特征在于，所述旋转驱动件为半圆体，所述半圆体的圆心部与所述被测设备旋转轴固定连接。

3.一种应用如权利要求1中所述的测量机构的回转角度测量方法，其特征在于，包括：

获取电压检测电路所检测的滑动变阻器电刷处的电压值；

根据所述电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备旋转轴的回转角度，所述电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系，具体为

$\mathrm{\&theta;}=\left\{\begin{array}{c}\arccos (1-\frac{V-V_1}{kr}),(0\&le;\mathrm{\&theta;}<\mathrm{\&pi;})\\ \mathrm{\&pi;}+\arccos (\frac{V-V_1}{kr}-1),(\mathrm{\&pi;}\&le;\mathrm{\&theta;}<2\mathrm{\&pi;})\end{array}\right.,$

其中，V为滑动变阻器电刷处的电压值，k为滑动变阻器单位长度的电压值，r为所述旋转驱动件与所述第一驱动杆的铰接点的旋转半径，θ为被测设备旋转轴的回转角度，V₁为滑动变阻器电刷处于远离旋转驱动件的行程边界点时的电压值；

获取行程开关所检测的开关状态；

根据所述开关状态确定所述被测设备旋转轴的回转角度的行程范围。

4.一种应用如权利要求1所述测量机构的回转角度测量装置，其特征在于，包括：

获取设备，用于获取电压检测电路所检测的滑动变阻器电刷处的电压值和行程开关所检测的开关状态；

控制设备，用于根据所述电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备旋转轴的回转角度，以及根据所述开关状态确定所述被测设备旋转轴的回转角度的行程范围，所述电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系，具体为

$\mathrm{\&theta;}=\left\{\begin{array}{c}\arccos (1-\frac{V-V_1}{kr}),(0\&le;\mathrm{\&theta;}<\mathrm{\&pi;})\\ \mathrm{\&pi;}+\arccos (\frac{V-V_1}{kr}-1),(\mathrm{\&pi;}\&le;\mathrm{\&theta;}<2\mathrm{\&pi;})\end{array}\right.,$

其中，V为滑动变阻器电刷处的电压值，k为滑动变阻器单位长度的电压值，r为所述旋转驱动件与所述第一驱动杆的铰接点的旋转半径，θ为被测设备旋转轴的回转角度，V₁为滑动变阻器电刷处于远离旋转驱动件的行程边界点时的电压值。

5.一种回转角度测量系统，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的回转角度测量机构；

控制装置，与回转角度测量机构中的电压检测电路信号连接，用于根据电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系得到被测设备旋转轴的回转角度，以及根据行程开关所检测的开关状态确定所述被测设备旋转轴的回转角度的行程范围，所述电压值与被测设备旋转轴的回转角度的对应关系，具体为

$\mathrm{\&theta;}=\left\{\begin{array}{c}\arccos (1-\frac{V-V_1}{kr}),(0\&le;\mathrm{\&theta;}<\mathrm{\&pi;})\\ \mathrm{\&pi;}+\arccos (\frac{V-V_1}{kr}-1),(\mathrm{\&pi;}\&le;\mathrm{\&theta;}<2\mathrm{\&pi;})\end{array}\right.,$

其中，V为滑动变阻器电刷处的电压值，k为滑动变阻器单位长度的电压值，r为所述旋转驱动件与所述第一驱动杆的铰接点的旋转半径，θ为被测设备旋转轴的回转角度，V₁为滑动变阻器电刷处于远离旋转驱动件的行程边界点时的电压值。