CN201811746U - 转角传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光电式转角传感器，为解决现有技术中不能移动、使用不便等问题而发明。由传感体和信号处理控制器构成；传感体包括遮光盘和设在遮光盘两侧的感光盘和发光盘；遮光盘中心设指南针，以中心为圆心以指南针长针为半径的圆环上设若干导光孔；感光盘及发光盘上与导光孔相应设光敏元件及光源；信号处理控制器将接收到光敏元件输出的信号进行转换判断计算处理后输出转角。旋转体转动，指南针遮挡其中一个导光孔，中断光源穿过该导光孔发出的光束，与其对应的光敏元件能感应到，处理控制器能判断出光束被中断位置并给出相应位置坐标，计算位置坐标之间的差值得出转角，独立于旋转体，可移动性强，结构简单，便于携带，使用范围较广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种定位传感器，尤其是用于确定偏转角度的光电式转角传感器。
背景技术
现有的光电转角传感器普遍在压入转向轴的圆盘中间装有带窄缝的圆盘，传感器的遮光器以两个为一组，从上面套装在窄缝圆盘之上。窄缝圆盘上等距离均匀排列着窄缝，窄缝圆盘随转向轴转动时，两个遮光器的输出端即可进行ON、OFF变换。窄缝圆盘随转向轴转动，使遮光器之间的光束通/断变化，遮光器的这种反复开关动作产生与转向轴转角成一定比例的一系列数字信号，系统控制装置可根据该信号的变化来判断转向盘的转角和转速，同时，传感器在结构上采用两组光电耦合器，实现根据检测到的脉冲信号的相位差来判断转动方向；此种结构的光电转角传感器需要与旋转物体连接或一体设置，不能独立于旋转物体，不具有可移动性，使用不便。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可移动性强、使用方便的转角传感器。
为了达到上述目的，本实用新型的转角传感器，由传感体和与所述传感体连接的信号处理控制器构成；其中传感体包括遮光盘和固定设置在所述遮光盘两侧的感光盘和发光盘；所述遮光盘中心设置立轴，该立轴上设置指南针，所述立轴到该指南针一端距离相对另一端较长，所述遮光盘上与其中心等距离的圆环上设置有若干导光孔，所述圆环半径与所述立轴到该指南针较长一端距离相当；所述感光盘上相对遮光盘与所述导光孔相对应的位置分别设置若干光敏元件；所述发光盘上相对遮光盘与所述导光孔相对应的位置分别设置若干光源；所述光敏元件分别输出信号给所述信号处理控制器，所述信号处理控制器将接收到的信号进行转换判断计算处理后输出转角。
其中，所述指南针由不透光材质制成。
特别是，所述的信号处理控制器包括模数转换模块、处理器模块和输出模块，所述模数转换模块连接各光敏元件，每个光敏元件在处理器模块内均对应设置有位置坐标，光敏元件经光源射均输出信号向模数转换模块，该信号经模数转换器转换后输入给处理器模块，处理器模块对该转换后的信号进行判断计算处理；确定没有输出信号的光敏元件所对应的位置坐标，计算最后一次位置坐标与前一次位置坐标光敏元件所对应的位置坐标之间的转角并向输出模块输出。
上述的结构，传感体随旋转物体转动时，指南针由于地磁作用始终指向一个方向，遮光盘感光盘和发光盘随立轴转动，当指南针正好遮挡其中一个导光孔时，指南针使与该导光孔对应的光源发出的光束中断，因此与其对应的光敏元件可以感应到，通过输出信号给信号处理控制器可以判断出光束被中断的位置并给出相应的位置坐标，通过计算指南针起始位置坐标与该光束中断点位置坐标之间的差可得出旋转角，独立于旋转体之外，可移动性强，结构简单，便于携带，使用范围较广。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例的结构示意图。
图2为本实用新型具体实施例的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1、图2所示，本实用新型的转角传感器，由传感体1和与所述传感体连接的信号处理控制器2构成；其中传感体包括遮光盘11和固定设置在所述遮光盘两侧的感光盘12和发光盘13；所述遮光盘中心设置立轴，该立轴上设置指南针14，所述立轴到该指南针一端距离相对另一端较长，所述遮光盘上与其中心等距离的圆环上均布设置有若干导光孔15，所述圆环半径与所述立轴到该指南针较长一端距离相当；所述感光盘上相对遮光盘与所述导光孔相对应的位置分别设置若干光敏元件16；所述发光盘上相对遮光盘与所述导光孔相对应的位置分别设置若干光源17；所述光敏元件分别输出信号给所述信号处理控制器，所述信号处理控制器将接收到的信号进行转换判断计算处理后输出转角。其中，所述指南针由不透光材质制成。所述的信号处理控制器包括模数转换模块21、处理器模块22(本具体实施例中为处理芯片)和输出模块23，所述模数转换模块连接各光敏元件，每个光敏元件在处理器模块内均对应设置有位置坐标，光敏元件经光源射均输出信号向模数转换模块，该信号经模数转换器转换后输入给处理器模块，处理器模块对该转换后的信号进行判断计算处理；确定没有输出信号的光敏元件所对应的位置坐标，设置计算最后一次位置坐标与前一次位置坐标光敏元件所对应的位置坐标之间的转角并向输出模块输出；还可以计算该位置坐标与指南针起始位置光敏元件所对应的位置坐标之间的转角并向输出模块输出，可根据具体需要进行设置。
相对于现有的转角传感器需要通过转轴与旋转体连接或一体设置，上述的结构，传感体可放置在旋转体上或通过其他方式置于旋转体上，能随旋转体一起转动即可，大大降低了限制性，传感体随旋转物体转动时，指南针由于地磁作用始终指向一个方向，遮光盘感光盘和发光盘随立轴转动，当指南针正好遮挡其中一个导光孔时，指南针使与该导光孔对应的光源发出的光束中断，因此与其对应的光敏元件没有模拟信号输出或输出的模拟信号极其微弱(与指南针制造材料的遮光性有关)，信号处理控制器在接收到光敏元件输出的模拟信号后，通过模数转换模块将其接收到的模拟信号转换为数字信号，进行比较判断，确定最弱模拟信号对应的光敏元件所在的位置坐标，计算该位置坐标与指南针起始位置对应的光敏元件所对应的位置坐标之间的转角并向输出模块输出。所述的导光孔数量越多，该光电式转角传感器的精度越高，所述导光孔的形状可以为圆形、细长形或其他任意形状，在此不限，独立于旋转体之外，可移动性强，结构简单，便于携带，不仅能测量相对转动角度，还能测量对于地球南北方向的绝对位置，使用范围较广。
本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利用上述的光电式转角传感器都是本实用新型的一种变形，均应认为落在本实用新型保护范围之内。
Claims (3)
1.一种转角传感器，其特征在于，由传感体和与所述传感体连接的信号处理控制器构成；其中传感体包括遮光盘和固定设置在所述遮光盘两侧的感光盘和发光盘；所述遮光盘中心设置立轴，该立轴上设置指南针，所述立轴到该指南针一端距离相对另一端较长，所述遮光盘上与其中心等距离的圆环上设置有若干导光孔，所述圆环半径与所述立轴到该指南针较长一端距离相当；所述感光盘上相对遮光盘与所述导光孔相对应的位置分别设置若干光敏元件；所述发光盘上相对遮光盘与所述导光孔相对应的位置分别设置若干光源；所述光敏元件分别输出信号给所述信号处理控制器，所述信号处理控制器将接收到的信号进行转换判断计算处理后输出转角。
2.如权利要求1所述的转角传感器，其特征在于，所述指南针由不透光材质制成。
3.如权利要求2所述的转角传感器，其特征在于，所述的信号处理控制器包括模数转换模块、处理器模块和输出模块，所述模数转换模块连接各光敏元件，每个光敏元件在处理器模块内均对应设置有位置坐标，光敏元件经光源射均输出信号向模数转换模块，该信号经模数转换器转换后输入给处理器模块，处理器模块对该转换后的信号进行判断计算处理；确定没有输出信号的光敏元件所对应的位置坐标，计算最后一次位置坐标与前一次位置坐标光敏元件所对应的位置坐标之间的转角并向输出模块输出。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104915711A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-09-16 | 江苏理工学院 | 绝对角度计数器 |
| CN108362258A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-03 | 滁州职业技术学院 | 一种应用于绳槽加工的旋转测量装置 |
| CN108917654A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-30 | 北方民族大学 | 新型角度传感器及其测量方法 |
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2010
- 2010-07-15 CN CN2010202594590U patent/CN201811746U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN104915711B (zh) * | 2015-07-10 | 2017-11-14 | 江苏理工学院 | 绝对角度计数器 |
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