CN108332778A - 一种增量式转角计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增量式转角计量装置，通过透光结构和挡光板对光源的光线发送路径进行双重限定，当任意一个透光结构转动到挡光板对应的位置时，各光源发射的光穿过对应的狭缝后在经过透光结构透射，然后被对应的感光元件接收，感光元件产生光电信号。如此，通过感光元件的工作状态便可以获知圆盘的转角。
Description
技术领域
本发明涉及绳槽加工和转角测量技术领域，尤其涉及一种增量式转角计量装置。
背景技术
在机电一体化系统中，常常要求检测运动部件的位移、速度。以绳槽加工为例，折线绳槽的加工类似于螺纹的加工，精确控制伺服电动机完成LEBUS绳槽的加工，需要对转角进行精确测量和控制。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种增量式转角计量装置。
本发明提出的一种增量式转角计量装置，包括：圆盘、光电信号采集模块和控制模块；
圆盘上设有一圈旋转对称的透光结构，圆盘一侧设有一块所在平面平行于圆盘所在平面的挡光板；挡光板远离圆盘的一侧设有至少一个光源，挡光板上设有位于光源的光线发射方向上的狭缝，狭缝位于透光结构的转动轨迹上；圆盘远离挡光板的一侧设有与光源一一对应的感光元件，相对应的感光元件、狭缝和光源位于一条直线上；
光电信号采集模块，其连接各感光元件，用于获取感光元件的光电信号；控制模块与光电信号采集模块连接，用于根据电信号采集模块获取的各感光元件的光电信号累计数据计算圆盘转角。
优选地，透光结构转动轨迹上设有一个与挡光板相对静止的预设工位，当任意一个透光结构转动到预设工位，各感光元件输出的光电信号分别达到对应的预设脉冲值；光电信号采集模块用于采集各感光元件的光电信号，并记录各感光元件的光电信号在同一时刻分别达到对应的预设脉冲值的次数作为增量值；控制模块用于根据增量值计算圆盘转角。
优选地，控制模块中预设有相邻的透光结构之间对应的圆心角作为单位转角，控制模块用于根据增量值和单位转角的乘积计算圆盘转角。
优选地，挡光板上的各狭缝在圆盘上的投影均位于预设工位上的透光结构上。
优选地，设置三个光源，三个光源呈品字形分布。
优选地，挡光板靠近光源的一侧涂覆有吸光材料。
优选地，透光结构为透光元件或者通孔。
本发明提出的一种增量式转角计量装置，通过透光结构和挡光板对光源的光线发送路径进行双重限定，当任意一个透光结构转动到挡光板对应的位置时，各光源发射的光穿过对应的狭缝后在经过透光结构透射，然后被对应的感光元件接收，感光元件产生光电信号。如此，通过感光元件的工作状态便可以获知圆盘的转角。
本发明中，以相邻的透光结构对应的圆心角为单位转角，便可以对圆盘转角进行精确计算。本发明中，通过光电转换，直接通过电信号脉冲测量圆盘转角，响应速度快，精确度高。
附图说明
图1为本发明提出的一种增量式转角计量装置立体结构图；
图2为本发明提出的一种增量式转角计量装置的圆盘正视图；
图3为本发明提出的一种增量式转角计量装置正视图；
图4为本发明提出的一种增量式转角计量装置电控结构图。
具体实施方式
参照图1、图4，本发明提出的一种增量式转角计量装置，包括：圆盘1、光电信号采集模块和控制模块。
圆盘1上设有一圈旋转对称的透光结构2，圆盘1一侧设有一块所在平面平行于圆盘1所在平面的挡光板4。挡光板4远离圆盘1的一侧设有至少一个光源3，挡光板4上设有位于光源3的光线发射方向上的狭缝40，狭缝40位于透光结构2的转动轨迹上。具体的，本实施方式中，可设置三个光源3，三个光源3呈品字形分布。透光结构2为透光元件或者通孔。
本实施方式中，挡光板4上针对每一个光源3分别设有一个狭缝40，只有当透光结构2位于光源3与对应狭缝40的连线方向上时，光源3发射的光才能透射到圆盘1远离光源3的一侧。
圆盘1远离挡光板4的一侧设有与光源3一一对应的感光元件5，相对应的感光元件5、狭缝40和光源3位于一条直线上。本实施方式中，挡光板4上各狭缝40在圆盘1所在平面上的投影可被一个透光结构2覆盖。如此，当任意一个透光结构2转动到挡光板4对应的位置时，各光源3发射的光穿过对应的狭缝40后在经过透光结构2透射，然后被对应的感光元件5接收，感光元件5产生光电信号。如此，通过感光元件5的工作状态便可以获知圆盘1的转角。
本实施方式中，挡光板4靠近光源3的一侧涂覆有吸光材料，以便同狭缝40限值光线，保证测量的精确。
光电信号采集模块，其连接各感光元件5，用于获取感光元件5的光电信号。控制模块与光电信号采集模块连接，用于根据电信号采集模块获取的各感光元件5的光电信号累计数据计算圆盘转角。
本实施方式中，透光结构2转动轨迹上设有一个与挡光板4相对静止的预设工位，当任意一个透光结构2转动到预设工位，各感光元件5输出的光电信号分别达到对应的预设脉冲值。具体的，挡光板4上的各狭缝40在圆盘1上的投影均位于预设工位上的透光结构2上。如此，只有透光结构2与预设工位完全重合，各感光元件5才能接受对应的光源3发射的光线；反之，如果透光结构2没有与预设工位完全重合，则至少有一个感光元件5不能接收到对应的光源3发射的光。如此，通过检测各感光元件5的光电信号，便可以获知透光结构2是否与预设工位重合。如此，以相邻的透光结构2对应的圆心角为单位转角，便可以对圆盘1转角进行精确计算。具体的，单位转角指的是360除以圆盘上透光结构数量获得的数值。
本实施方式中，光电信号采集模块用于采集各感光元件5的光电信号，并记录各感光元件5的光电信号在同一时刻分别达到对应的预设脉冲值的次数作为增量值。控制模块用于根据增量值计算圆盘转角。具体的，控制模块中预设有相邻的透光结构2之间对应的圆心角作为单位转角，控制模块用于根据增量值和单位转角的乘积计算圆盘转角。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种增量式转角计量装置，其特征在于，包括：圆盘(1)、光电信号采集模块和控制模块；
圆盘(1)转动安装，圆盘(1)上设有一圈旋转对称的透光结构(2)，圆盘(1)一侧设有一块所在平面平行于圆盘(1)所在平面的挡光板(4)；挡光板(4)远离圆盘(1)的一侧设有至少一个光源(3)，挡光板(4)上设有位于光源(3)的光线发射方向上的狭缝(40)，狭缝(40)位于透光结构(2)的转动轨迹上；圆盘(1)远离挡光板(4)的一侧设有与光源(3)一一对应的感光元件(5)，相对应的感光元件(5)、狭缝(40)和光源(3)位于一条直线上；
光电信号采集模块，其连接各感光元件(5)，用于获取感光元件(5)的光电信号；控制模块与光电信号采集模块连接，用于根据电信号采集模块获取的各感光元件(5)的光电信号累计数据计算圆盘转角。
2.如权利要求1所述的增量式转角计量装置，其特征在于，透光结构(2)转动轨迹上设有一个与挡光板(4)相对静止的预设工位，当任意一个透光结构(2)转动到预设工位，各感光元件(5)输出的光电信号分别达到对应的预设脉冲值；光电信号采集模块用于采集各感光元件(5)的光电信号，并记录各感光元件(5)的光电信号在同一时刻分别达到对应的预设脉冲值的次数作为增量值；控制模块用于根据增量值计算圆盘转角。
3.如权利要求2所述的增量式转角计量装置，其特征在于，控制模块中预设有相邻的透光结构(2)之间对应的圆心角作为单位转角，控制模块用于根据增量值和单位转角的乘积计算圆盘转角。
4.如权利要求2所述的增量式转角计量装置，其特征在于，挡光板(4)上的各狭缝(40)在圆盘(1)上的投影均位于预设工位上的透光结构(2)上。
5.如权利要求1所述的增量式转角计量装置，其特征在于，设置三个光源(3)，三个光源(3)呈品字形分布。
6.如权利要求1至5任一项所述的增量式转角计量装置，其特征在于，挡光板(4)靠近光源(3)的一侧涂覆有吸光材料。
7.如权利要求1所述的增量式转角计量装置，其特征在于，透光结构(2)为透光元件或者通孔。
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