CN109238211A - 一种旋转件绝对值角度采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转件绝对值角度采集装置，属于柴油机技术领域，包括转动盘和检测组件，检测组件正对于转动盘的侧壁，被配置为检测与转动盘的侧壁之间的距离，转动盘连接于旋转件，且转动盘的侧壁在转动盘的同一径向上设置有第一点和第二点，第一点至检测组件的最短距离到第二点至检测组件的最短距离随着转动盘的转动逐渐增大或减小。本发明中转动盘的绝对值角度为0‑359°，其中的每一个绝对值角度都只对应于一个距离，且每个绝对值角度对应的距离互不相同。无论转动盘处于静态还是动态，都可通过检测组件检测其到转动盘的侧壁之间的距离，得出与这个距离对应的转动盘的绝对值角度，进而得出旋转件的绝对值角度。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种旋转件绝对值角度采集装置。
背景技术
轴式旋转运动装置，在控制操作过程有时需要采集轴转动绝对值转角和转动方向，尤其是对于空气启动的往复式燃料柴油机，需要在静态下获取曲轴当前的角度，以便对相应地的气缸提气来启动柴油机。
目前，获取曲轴的绝对值角度一般通过两种方式：1.通过轴式绝对值角度编码器，角度编码器通过连接轴连接到被测曲轴上，可在曲轴的静态和动态下获取曲轴的绝对值角度，但是绝对值角度编码器结构复杂，成本较高，而且长期运行在震动、油污等恶劣环境下，容易造成机械故障而损坏。2.通过测速齿盘和脉冲传感器获取齿数和上下止点特殊标志位获取，但是当曲轴处于静态时不能正常测量曲轴当前的绝对值角度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋转件绝对值角度采集装置，能够实现稳定的实时采集曲轴的绝对值角度，降低成本。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种旋转件绝对值角度采集装置，包括转动盘和检测组件，所述检测组件正对于所述转动盘的侧壁，被配置为检测与所述侧壁之间的距离，所述转动盘连接于旋转件，且所述侧壁在所述转动盘的同一径向上设置有第一点和第二点，所述第一点至所述检测组件的最短距离到所述第二点至所述检测组件的最短距离随着所述转动盘的转动逐渐增大或减小。
进一步地，还包括控制器；
所述检测组件包括传感器，所述传感器连接于所述控制器。
进一步地，还包括控制器；
所述检测组件包括两个传感器，两个所述传感器均连接于所述控制器，且两个所述传感器相对设置于所述转动盘的两侧。
进一步地，还包括显示器，所述显示器电连接于所述控制器。
进一步地，所述传感器为位移传感器。
进一步地，所述转动盘沿其轴向开设有通孔，所述旋转件穿设于所述通孔内。
进一步地，还包括支撑件，所述检测组件设置于所述支撑件上。
本发明的有益效果：
本发明提出的旋转件绝对值角度采集装置，通过转动盘的侧壁在转动盘的同一径向上设置第一点和第二点，第一点至检测组件侧最短距离到第二点至检测组件的最短距离随着转动盘的转动逐渐增大或减小，转动盘的绝对值角度为0-359°，其中的每一个角度都只对应于一个距离，且每个绝对值角度对应的距离互不相同。无论转动盘处于静态还是动态，都可通过检测组件检测其到转动盘的侧壁之间的距离，得出与这个距离对应的转动盘的绝对值角度，进而得出旋转件的绝对值角度。而且，检测组件和转动盘的侧壁非接触式设置，避免旋转件的震动影响检测组件的检测结果和导致检测组件损坏。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的旋转件绝对值角度采集装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的检测组件和转动盘的侧壁之间的距离与旋转件绝对值角度的关系图；
图3是本发明实施例二提供的旋转件绝对值角度采集装置的结构示意图。
图中：
1、转动盘；11、侧壁；12、第一点；13、第二点；
2、检测组件；
3、旋转件。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
实施例一
图1为本实施例提供的旋转件绝对值角度采集装置的结构示意图。图2是本实施例提供的检测组件和转动盘的侧壁之间的距离与旋转件绝对值角度的关系图。如图1和图2所示，本实施例提供了一种旋转件绝对值角度采集装置，主要用于测量低速燃料柴油机的曲轴的绝对值角度，当然在其他实施例中，还可用于测量其它旋转轴的绝对值角度。该旋转件绝对值角度采集装置包括转动盘1和检测组件2。其中，检测组件2正对于转动盘1的侧壁11，也就是说检测组件2垂直于转动盘1的侧壁11的切线平面，检测组件2被配置为检测与转动盘1的侧壁11之间的距离。转动盘1沿其轴向开设有通孔，旋转件3穿设于通孔内，转动盘1能够与旋转件3同步转动，且转动盘1的侧壁11在转动盘1的同一径向上设置有第一点12和第二点13，第一点12至检测组件2侧最短距离到第二点13至检测组件2的最短距离随着转动盘1的转动逐渐增大或减小，也就是说转动盘1的侧壁11到检测组件2距离有一个最大值和一个最小值，并且从最小值到最大值是逐渐增大的。
通过转动盘1的侧壁11在转动盘1的同一径向上设置第一点12和第二点13，第一点12至检测组件2侧最短距离到第二点13至检测组件2的最短距离随着转动盘1的转动逐渐增大或减小，转动盘1的绝对值角度为0-359°，其中的每一个绝对值角度都只对应于一个距离，且每个绝对值角度对应的距离互不相同。无论转动盘1处于静态还是动态，都可通过检测组件2检测其到转动盘1的侧壁11之间的距离，得出与这个距离对应的转动盘1的绝对值角度，进而得出旋转件3的绝对值角度。而且，检测组件2和转动盘1的侧壁11非接触式设置，避免旋转件3的震动影响检测组件2的检测结果和导致检测组件2损坏。
此外，从第一点12到第二点13，检测组件2和转动盘1的侧壁11之间的距离随着转动盘1的转动逐渐增加或减小可用来判断旋转件3的转动方向。假设安装方式规定旋转件3正转时，从第一点12和第二点13,检测组件2和转动盘1的侧壁11之间的距离随着转动盘1的转动逐渐增加，那么当旋转件3反转时，从一点11到第二点13,检测组件2和转动盘1的侧壁11之间的距离随着转动盘1的转动逐渐减小。因此，可通过检测组件2和转动盘1的侧壁11之间的距离的增加或减小得知旋转件3为正转或反转。
该旋转件绝对值角度采集装置还包括控制器(图中未示出)，检测组件2电连接于控制器，在本实施例中，检测组件2为传感器，优选为位移传感器，当然在其他实施例中，传感器还可为其他能够测量距离的传感器。此外，为了实时显示旋转件3的绝对值角度，该旋转件绝对值角度采集装置还包括显示器(图中未示出)，显示器电连接于控制器，检测组件2检测其与转动盘1的侧壁11之间的距离并发送到控制器，控制器通过其内存储的距离和绝对值角度的对照表得出此时旋转件3的绝对值角度并发送信号到显示器进行显示。
另外，为了实现检测组件2的固定，该旋转件绝对值角度采集装置还包括支撑件(图中未示出)，检测组件2固设于支撑件，支撑件的类型在本实施例中不做具体限定，只要能实现对检测组件2的支撑固定即可。
如图2所示，在本实施例中，在转动盘1的同一径向上，第二点13位于第一点12的外侧，且沿转动盘1的径向，第一点12和第二点13之间的距离为d，也就说第一点12到检测组件2的最短距离与第二点13到检测组件2的最短距离的差值为d。以传感器为位移传感器为例，位移传感器本身具有能实现测量功能的初始距离，假定这个初始距离为L，同时假定第二点13与位移传感器之间的距离为L，此时转动盘1的绝对值角度设定为O°。随着转动盘1顺时针转动，位移传感器和转动盘1之间的距离不断增加，增加的距离为△d(0-d)，直至转动盘1转动到第一点12与位移传感器正对，增加的距离为d，第一点12与位移传感器的之间的距离为L+d，此时转动盘1的绝对值角度设定为359°。那么转动盘1的侧壁11和位移传感器之间的距离变化量△d(0-d)对应于转动盘1的绝对值角度α(0-359°)(如图2所示)。通过位移传感器自身测量转动盘1的侧壁11和位移传感器之间的距离变化量△d(0-d)，即可得通过控制器和显示器得知转动盘1的绝对值角度，进而得出旋转件3的绝对值角度。当然在其他实施例中，第一点12和第二点13的位置可进行互换，转动盘1的绝对值角度和检测组件2到转动盘1的侧壁11之间距离的对应关系与所采用的传感器的类型相对应。
以下将对该旋转件绝对值角度采集装置的工作原理进行详细的说明。
1.将转动盘1安装与旋转件3上，并且假定转动盘1正转时，转动盘1上的第一点12和检测组件2的最短距离到第二点13和检测组件2的最短距离随着转动盘1的转动逐渐增大。并且通过转动转动盘1得出检测组件2和转动盘1的侧壁11之间的距离与转动盘1的绝对值角度的对应表。
2.通过检测组件2测量检测组件2和转动盘1的侧壁11之间的距离，并且将信号传递到控制器，控制器参照检测组件2和转动盘1的侧壁11之间的距离与转动盘1的绝对值角度的对应表得出对应的转动盘1的绝对值角度，并且发送信号到显示器进行显示，即可得知旋转件3此时的绝对值角度。并且通过检测组件2测量检测组件2和转动盘1的侧壁11之间的距离逐渐增加或减小，并将信号传递到控制器，控制器判断此时旋转件3正转或反转。
实施例二
图2是本实施例提供的旋转件绝对值角度采集装置的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的旋转件绝对值角度采集装置与实施例一中的旋转件绝对值角度采集装置的结构基本相同，不同之处在于：检测组件2包括两个传感器，两个传感器相对设置于转动盘1的两侧，且每个传感器均正对于转动盘1的侧壁11。通过设置两个传感器，即可满足冗余设计的需求，相对于现有技术通过组合扩展双轴外接轴式绝对值角度编码器实现冗余具有结构简单，组装和维修方便的优点。
两个传感器同时测量与转动盘1的侧壁11之间的距离，并且其中一个传感器的测量结果通过修正后与另一个传感器的结果进行比对，提高测量精度。当然，两个传感器还可以一用一备，能够实现不间断的测量与转动盘1的侧壁11之间的距离。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种旋转件绝对值角度采集装置，其特征在于，包括转动盘(1)和检测组件(2)，所述检测组件(2)正对于所述转动盘(1)的侧壁(11)，被配置为检测与所述侧壁(11)之间的距离，所述转动盘(1)连接于旋转件(3)，且所述侧壁(11)在所述转动盘(1)的同一径向上设置有第一点(12)和第二点(13)，所述第一点(12)至所述检测组件(2)的最短距离到所述第二点(13)至所述检测组件(2)的最短距离随着所述转动盘(1)的转动逐渐增大或减小。
2.根据权利要求1所述的旋转件绝对值角度采集装置，其特征在于，还包括控制器；
所述检测组件(2)包括传感器，所述传感器连接于所述控制器。
3.根据权利要求1所述的旋转件绝对值角度采集装置，其特征在于，还包括控制器；
所述检测组件(2)包括两个传感器，两个所述传感器均连接于所述控制器，且两个所述传感器相对设置于所述转动盘(1)的两侧。
4.根据权利要求2或3所述的旋转件绝对值角度采集装置，其特征在于，还包括显示器，所述显示器电连接于所述控制器。
5.根据权利要求2或3所述的旋转件绝对值角度采集装置，其特征在于，所述传感器为位移传感器。
6.根据权利要求1所述的旋转件绝对值角度采集装置，其特征在于，所述转动盘(1)沿其轴向开设有通孔，所述旋转件(3)穿设于所述通孔内。
7.根据权利要求1所述的旋转件绝对值角度采集装置，其特征在于，还包括支撑件，所述检测组件(2)设置于所述支撑件上。
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