CN107727004B - 角度传感器 - Google Patents

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Abstract

一种角度传感器，其特征在于，该角度传感器包括机身、待测量轴、光电转换器、编码盘，其中待测量轴是配套于机身上的活动转动件，而编码盘是套接在待测量轴之上并与待测量轴保持同轴同步转动的圆环片状部件，光电转换器呈桥架形，沿编码盘半径方向跨设在编码盘之上，固定于机身上，在光电转换器靠编码盘圆心一端内置光源，编码盘的上表面有编码部位，在光电转换器对应编码盘编码部位内置光电传感器。本发明的创新性在于精密快速测量转动角度，首创了导光板光电编码测量系统。

Description

角度传感器
【技术领域】
本发明涉及测绘测量技术，尤其涉及一种角度传感器。
【背景技术】
随着科学技术和生产工艺的飞速发展，在自动控制等许多领域都对角度测量提出了越来越高的要求。光电测角法由于具有非接触、高精度和高灵敏度的特点被广泛应用。目前常用的光电测角法主要有对射式光电角度测量法和反射式光电角度测量法。此两种方法在运用过程中各有其优势及劣势。本发明在结合此两种测角法的基础上，提出一种具备两者优势的新的角度传感器，使光电测角的测量精度得到不断提高。
【发明内容】
本发明针对以上问题提出了一种高精度的能够保证测量时精度要求的角度传感器，该角度传感器用于实时测量转动机构的转动角度。
本发明所述涉及角度传感器，包括机身、待测量轴、光电转换器、编码盘，其中待测量轴是配套于机身上的活动转动件，而编码盘是套接在待测量轴之上并与待测量轴保持同轴同步转动的圆环片状部件，光电转换器呈桥架形，沿编码盘半径方向跨设在编码盘之上，固定于机身上，在光电转换器靠编码盘圆心一端内置光源，编码盘的上表面有编码部位，在光电转换器对应编码盘的编码部位内置光电传感器。
该编码盘包括编码读数盘、导光板、反光膜和底盖，该编码读数盘、导光板、反光膜大小形状一致，依次层叠集成为一体，编码读数盘在朝向光电转换器的上表面，而底盖设置在最下方，通过底盖与待测量轴固定安装，保持待测量轴与编码盘两者同步同轴转动。
该光电转换器呈桥架形，两端各有直角折角端部，一端内置光源，该光源发光方向对应编码盘的导光板，编码盘的上表面有编码部位，而光电转换器对应编码盘编码部位内置若干个光电传感器，该光电传感器沿编码盘半径方向直线阵列于光电转换器之内，该光电传感器感测并读取编码盘中透出的光线信号。
在编码读数盘上的编码部位设有遮光部和透光孔，其中遮光部代表编码读数0，而透光孔代表编码读数1，编码读数盘整体包括第一位编码、第二位编码、第三位编码、第四位编码和第五位编码。
光电转换器的光电传感器通过编码读数盘的透光孔和遮光部读取数值，将光编码数值转换成电信号。
在光电传感器内设一级控制器，接收光电传感器信号，并进行参数编译，通过通信接口发送出去。
在底盖下方还设有PCB板，在PCB板内设二级控制器，通过通信接口接收一级控制器发送过来的信号。
该反光膜采用镜面反光材料制成，设置在导光板底层，防止光线扩散。
本发明的创新性在于精密快速测量转动角度，首创了导光板光电编码测量系统。
【附图说明】
图1是本发明角度传感器的结构示意图；
图2是本发明角度传感器的光电转换器结构示意图；
图3是本发明角度传感器的编码盘示意图；
图4是本发明角度传感器的编码盘拆分结构图；
其中： 10、机身；20、待测量轴；30、光电转换器；31、光电传感器；40、编码盘；41、编码读数盘；401、第一位编码；402、第二位编码；403、第三位编码；404、第四位编码；405、第五位编码；411、遮光部；412、透光孔；42、导光板；43、反光膜；44、底盖；50、光源；60、PCB板。
【具体实施方式】
下面将结合附图及实施例对本发明角度传感器进行详细说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参考附图1，其中示出了角度传感器，包括机身10、待测量轴20、光电转换器30、编码盘40，其中待测量轴20是配套于机身10上的活动转动件，而编码盘40是套接在待测量轴20之上并与待测量轴20保持同轴同步转动的圆环片状部件，光电转换器30呈桥架形，沿编码盘40半径方向跨设在编码盘40之上，且固定于机身10上，在光电转换器30靠编码盘40圆心一端内置光源50，编码盘40的上表面有编码部位，在光电转换器30对应编码盘40编码部位内置光电传感器31。
该编码盘40包括编码读数盘41、导光板42、反光膜43和底盖44，该编码读数盘41、导光板42、反光膜43大小形状一致，依次层叠集成为一体，而底盖44形状不限，但是与反光膜的另外一面层叠固定在一起。
编码读数盘41在朝向光电转换器30的上表面，导光板42紧贴编码读数盘41之下，导光板42所起到的作用是将光高效、集中、均匀地传导到编码读数盘，而该反光膜43贴合在导光板42设置在导光板42底层，采用镜面反光材料制成，防止光线扩散，而底盖44设置在最下方，通过底盖44与待测量轴20固定安装，保持待测量轴20与编码盘40两者同步同轴转动。
该光电转换器30呈桥架形，两端各有直角折角端部，一端内置光源50，该光源50发光方向对应编码盘40的导光板42，编码盘40的上表面有编码部位，而光电转换器31对应编码盘编码部位内置若干个光电传感器31，该光电传感器31沿编码盘40半径方向直线阵列于光电转换器30之内，该光电传感器30感测并读取编码盘41中透出的光线信号。
请参考附图3，在编码读数盘41上的编码部位设有遮光部411和透光孔412，其中遮光部411代表编码读数0，而透光孔412代表编码读数1，编码读数盘41整体包括第一位编码401、第二位编码402、第三位编码403、第四位编码404和第五位编码405。
光电转换器30的光电传感器31通过编码读数盘41的透光孔412和遮光部411读取数值，将光编码数值转换成电信号。
在光电传感器31内设一级控制器，接收光电传感器信号，并进行参数编译，通过通信接口发送出去。
在底盖44下方还设有PCB板60，在PCB板60内设二级控制器，通过通信接口接收一级控制器发送过来的信号。
本发明的创新性在于精密快速测量转动角度，首创了导光板光电编码测量系统。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种角度传感器，其特征在于，该角度传感器包括机身、待测量轴、光电转换器、编码盘，其中待测量轴是配套于机身上的活动转动件，而编码盘是套接在待测量轴之上并与待测量轴保持同轴同步转动的圆环片状部件，光电转换器呈桥架形，沿编码盘半径方向跨设在编码盘之上，固定于机身上，在光电转换器靠编码盘圆心一端内置光源，编码盘的上表面有编码部位，在光电转换器对应编码盘编码部位内置光电传感器；该编码盘包括编码读数盘、导光板、反光膜和底盖，该编码读数盘、导光板、反光膜大小形状一致，依次层叠集成为一体，编码读数盘在朝向光电转换器的上表面，而底盖设置在最下方，通过底盖与待测量轴固定安装，保持待测量轴与编码盘两者同步同轴转动；该光电转换器呈桥架形，两端各有直角折角端部，一端内置光源，该光源发光方向对应编码盘的导光板，而光电转换器对应编码盘的编码部位内置若干个光电传感器，该光电传感器沿编码盘半径方向直线阵列于光电转换器之内，该光电传感器感测并读取编码盘中透出的光线信号；在编码读数盘上设有遮光部和透光孔，其中遮光部代表编码读数0，透光孔代表编码读数1，编码读数盘包括第一位编码、第二位编码、第三位编码、第四位编码和第五位编码；光电转换器的光电传感器通过编码读数盘的透光孔和遮光部读取数值，将光编码数值转换成电信号，该反光膜采用镜面反光材料制成，设置在导光板底层，防止光线扩散。
2.根据权利要求1所述角度传感器，其特征在于，在光电传感器内设一级控制器，接收光电传感器信号，并进行参数编译，通过通信接口发送出去。
3.根据权利要求2所述角度传感器，其特征在于，在底盖下方还设有PCB板，在PCB板内设二级控制器，通过通信接口接收一级控制器发送过来的信号。
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