CN215706634U - 转动角度测量装置和多角度行驶车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转动角度测量装置和多角度行驶车，其中，转动角度测量装置包括：第一测量组件，第一测量组件包括第一齿轮和第一角度测量仪，第一齿轮与待测齿轮啮合，第一角度测量仪与第一齿轮配合，用于测量第一齿轮的转动角度；第二测量组件，第二测量组件包括第二齿轮和第二角度测量仪，第二齿轮与待测齿轮啮合，第二角度测量仪与第二齿轮配合，用于测量第二齿轮的转动角度；控制器，控制器分别于第一角度测量仪和第二角度测量仪电连接，用于根据第一角度测量仪测得的角度和第二角度测量仪测得的角度，获取待测齿轮的转动角度。本实用新型可以较为便捷和准确地测得待测齿轮的转动角度。

Description

转动角度测量装置和多角度行驶车

技术领域

本实用新型涉及传动与测量技术领域，具体而言，涉及一种转动角度测量装置和多角度行驶车。

背景技术

车辆作为一种常见的交通工具或运载工具，广泛应用于日常生活和工业生产中。在一种多角度行驶车中,车轮组件可转动地连接在车架上，且两者之间通过啮合的齿轮连接，两个啮合的齿轮中的一个与车架连接，另一个与车轮组件连接，电机驱动其中一个齿轮转动，另一个齿轮转动带动车轮组件转动，达到调整车辆行驶方向的目的。为了对行驶方向进行控制，需要测量齿轮的转动角度以确定车轮组件是否转动到位。

现有技术中在进行齿轮的转动角度测量时，由于待测齿轮可能与电机的输出轴、车轮组件、或者车架等连接，直接测量齿轮的转动角度可能存在空间受限，不便于设置测量仪器等问题，转动角度测量较困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转动角度测量装置和多角度行驶车，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下：

根据本实用新型的具体实施方式，第一方面，本实用新型提供了一种转动角度测量装置，包括：

第一测量组件，所述第一测量组件包括第一齿轮和第一角度测量仪，所述第一齿轮与待测齿轮啮合，所述第一角度测量仪与所述第一齿轮配合，用于测量所述第一齿轮的转动角度；

第二测量组件，所述第二测量组件包括第二齿轮和第二角度测量仪，所述第二齿轮与待测齿轮啮合，所述第二角度测量仪与所述第二齿轮配合，用于测量所述第二齿轮的转动角度；

控制器，所述控制器分别与所述第一角度测量仪和所述第二角度测量仪电连接，用于根据所述第一角度测量仪测得的角度和所述第二角度测量仪测得的角度，获取所述待测齿轮的转动角度。

可选地，所述待测齿轮的齿数等于所述第一齿轮和所述第二齿轮的最小公倍数。

可选地，所述第一测量组件还包括：机架，所述机架包括可转动设置的中心轴；

所述第一齿轮固定套装在所述中心轴上以带动所述中心轴转动；

所述第一角度测量仪设置于所述机架上，用于测量所述中心轴的转动角度。

可选地，所述第一测量组件还包括：

机架，包括可转动设置的中心轴；

传动机构，包括：传动杆、第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述传动杆可转动地设置在所述机架上，所述第一齿轮和所述第一传动齿轮固定套装在所述传动杆上，所述第二传动齿轮固定套装在所述中心轴上并与所述第一传动齿轮啮合；

所述第一角度测量仪设置于所述机架上，用于测量所述中心轴的转动角度。

可选地，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮之间的传动比等于所述待测齿轮与所述第一齿轮之间的传动比。

可选地，所述第一角度测量仪包括：磁性元件和感应元件，所述磁性元件设置于所述中心轴上，所述感应元件设置于所述机架上与所述中心轴相对的位置并与所述控制器连接。

可选地，所述磁性元件为磁铁或磁钢，所述感应元件为霍尔传感器。

可选地，所述机架还包括：两个基板和第一连接件；

两个所述基板间隔相对设置并通过所述第一连接件连接，两个所述基板上分别设置有通孔，所述中心轴的两端插入所述通孔内并可在所述通孔内转动。

可选地，所述机架还包括：测量板和第二连接件，所述测量板与一个所述基板间隔相对设置并通过所述第二连接件连接；

所述磁性元件设置于所述中心轴的与所述测量板相对的端面上；

所述感应元件设置于所述测量板上表面，且所述磁性元件和感应元件以预设距离相对设置。

根据本实用新型的具体实施方式，第二方面，本实用新型提供了一种多角度行驶车，包括上述任一项所述的转动角度测量装置。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有如下的技术效果：

本实用新型实施例通过测量与待测齿轮啮合的第一齿轮和第二齿轮的转动角度，进而确定待测齿轮的转动角度，可以间接获得待测齿轮的转动角度，避免直接测量时难以设置测量仪器的问题，使转动角度测量过程更便捷。且一次测量过程得到两个转动角度数值，将两个角度数值进行对比，可以确定测量过程是否准确或者根据两个角度数值确定待测齿轮的转动角度，提高了测量精确度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的转动角度测量装置的第一齿轮和第二齿轮与待测齿轮啮合的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的转动角度测量装置中机架的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。

实施例1

根据本实用新型的具体实施方式，本实用新型提供了一种转动角度测量装置，如附图1所示，包括：

第一测量组件，第一测量组件包括第一齿轮C2和第一角度测量仪3，第一齿轮C2与待测齿轮C1啮合，第一角度测量仪3与第一齿轮C2配合，用于测量第一齿轮C2的转动角度；

第二测量组件，第二测量组件包括第二齿轮C3和第二角度测量仪，第二齿轮C3与待测齿轮C1啮合，第二角度测量仪与第二齿轮C3配合，用于测量第二齿轮C3的转动角度；

控制器，控制器分别于第一角度测量仪3和第二角度测量仪电连接，用于根据第一角度测量仪3测得的角度和第二角度测量仪测得的角度，获取待测齿轮C1的转动角度。

本实用新型实施例提供的转动角度测量装置，由于第一齿轮C2和第二齿轮C3分别与待测齿轮C1啮合，第一角度测量仪3测得的第一齿轮C2的转动角度、第二角度测量仪测得的第二齿轮C3的转动角度，均可以反映待测齿轮C1的转动角度。控制器将两个转动角度按传动比进行折算后，得到两个待测齿轮C1的转动角度，待测齿轮C1一次转动过程中得到两个读数，通过将两个读数进行对比，可以确定测得的读数是否准确。举例来说，若两个读数差值较小，在预设值以内，可以将任意一读数或者根据两个读书求出待测齿轮C1的转动角度。或者，两个读数的差值较大，大于预设值，判定测量过程有问题，发出警报提醒工作人员进行校准。

可见，本实用新型实施例提供的转动角度测量装置，通过测量与待测齿轮C1啮合的第一齿轮C2和第二齿轮C3的转动角度，进而确定待测齿轮C1的转动角度，可以间接获得待测齿轮C1的转动角度，避免直接测量时难以设置测量仪器的问题，使转动角度测量过程更便捷。且一次测量过程得到两个转动角度数值，将两个角度数值进行对比，可以确定测量过程是否准确或者根据两个角度数值确定待测齿轮C1的转动角度，提高了测量精确度。

其中，控制器可以根据下述过程得到待测齿轮C1的转动角度：

式中，θ表示待测齿轮C1的转动角度，θ₁表示第一齿轮C2的转动角度，θ₂表示第二齿轮C3的转动角度，R表示待测齿轮C1的直径，r₁表示第一齿轮C2的直径，r₂表示第二齿轮C3的直径，

n₁为整数，且

n₂为整数且

在保证式(1)成立的前提下，已知θ₁、θ₂、R、r₁、r₂，可以求出n₁、n₂的取值，然后根据n₁、n₂的取值计算得到θ的取值，得出待测齿轮C1的转动角度。

在本实施例的一些可选的实现方式中，为了保证第一齿轮C2和第二齿轮C3啮合，待测齿轮C1的齿数可以等于第一齿轮C2和第二齿轮C3的最小公倍数。例如第一齿轮C2齿数为30，第二齿轮C3齿数为40，则待测齿轮C1的齿数为120。

为了便于设置第一齿轮C2，作为一种示例，第一测量组件还包括：机架1，机架1包括可转动设置的中心轴11；第一齿轮C2固定套装在中心轴11上以带动中心轴11转动；第一角度测量仪3，设置于机架1上，用于测量中心轴11的转动角度。

作为另一种示例，如附图2所示，第一测量组件还包括：

机架1，包括可转动设置的中心轴11；

传动机构2，包括：传动杆23、第一传动齿轮24和第二传动齿轮22，传动杆23可转动地设置在机架1上，第一齿轮C2和第一传动齿轮24固定套装在传动杆23上，第二传动齿轮22固定套装在中心轴11上并与第一传动齿轮24啮合；

第一角度测量仪3设置于机架1上，用于测量中心轴11的转动角度。

如此设置，待测齿轮C1带动传动杆23转动，传动杆23与第一传动齿轮24同步转动，第一传动齿轮24带动与其啮合的第二传动齿轮22转动，第二传动齿轮22带动中心轴11转动，第一角度测量仪3测得的中心轴11转动角度可以确定出第一齿轮C2的转动角度。

本实施例中，机架1作为其它部件的安装基础，包括可转动的中心轴11，在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图1所示，机架1还包括：两个基板12和第一连接件13；两个基板12间隔相对设置并通过第一连接件13连接，两个基板12上分别设置有通孔，中心轴11的两端插入通孔内并可在通孔内转动。

如此设置，中心轴11位于间隔相对设置的两个基板12之间，由基板12对中心轴11起到限位和保护作用。此时，套装在中心轴11上的第二齿轮22也位于两个基板12之间。

可选地，中心轴11的两端可以套装有轴承，既能使基板12对中心轴11的端部的限位效果较好，又便于中心轴11的转动。

本实施例中，第一连接件13设置在两个基板12之间起连接作用，使两个基板12保持间隔相对固定，作为一种示例，第一连接件13可以为一封闭的壳体，配合两个基板12围成封闭空间，起到对两个基板12的固定作用。

作为另一种示例，第一连接件13可以为连接在两个基板12之间的连接柱，连接柱的数量可以为多个且沿周向间隔均匀分布。该示例中，连接柱的两端可以焊接固定于基板12。或者，参见附图1，连接柱的中部可以为棱柱结构，两端分别为螺栓，基板12上对应设置有穿孔，连接柱两端的螺栓穿过基板12上的穿孔并通过螺母紧固，中部的棱柱端面与基板12内侧面相抵，将两个基板12可拆卸地连接在一起。

本实施例中，第一角度测量仪3用于测量中心轴11的转动角度，举例来说，第一角度测量仪3可以为基于编码器设置的测量仪器。或者，第一角度测量仪3还可以为磁性角度测量仪3。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图1所示，第一角度测量仪3包括：磁性元件31和感应元件32，磁性元件31设置于中心轴11上，感应元件32设置于机架1上与中心轴11相对的位置。

如此设置，磁性元件31设置在中心轴11上，感应元件32与中心轴11相对，位于磁性元件31的磁场中。当中心轴11转动时，感应元件32根据磁场的转动产生感应电流，根据感应电流确定出中心轴11的转动角度。

可以理解的是，控制器与感应元件32连接，用于接收感应元件32的感应电流并根据电信号确定转动角度。

其中，磁性元件31可以为磁铁、磁钢等，磁性元件31可以套装在中心轴11上，也可以设置在中心轴11的端部(例如，图1所示的中心轴11的下表面)，只要能使感应元件32置于磁性元件31的磁场中即可。感应元件32可以为霍尔传感器。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图1所示，机架1还包括：测量板14和第二连接件15，测量板14与一个基板12间隔相对设置并通过第二连接件15连接；磁性元件31设置于中心轴11的与测量板14相对的端面上；感应元件32设置于测量板14上表面，且磁性元件31和感应元件32以预设距离相对设置。

如此设置，测量板14用于为感应元件32提供安装基础。磁性元件31设置在中心轴11的下表面上以与设置在测量板14上表面上相对，预设距离应满足可以使感应元件32处于磁性元件31的磁场中。

上述第二连接件15可以为封闭的壳体或者连接柱等，具体设置方式可以参见第一连接件13，在此不再赘述。

此外，由于测量板14仅用于设置感应元件32，其面积可以相对较小，本领域技术人员可以在满足测量需求的前提下，根据实际情况进行设置，以减少占用空间。

本实施例中，第二测量组件、第二角度测量仪的结构与第一测量组件、第一角度测量仪相同或相似，为了篇幅简洁上述仅以第一测量组件、第一角度测量仪3为例进行说明，对第二测量组件和第二角度测量仪，在此不再赘述。

实施例2

本实施例中与实施例或相同的结构不再赘述，相同的结构部分具有相同的技术效果，也不再赘述。根据本实用新型的具体实施方式，本实用新型提供一种多角度行驶车，包括如上述任一项的转动角度测量装置。

在本实施例的一些可选的实现方式中，多角度行驶车还可以包括：车架、分别设置在车架四周的多个车轮组件，每个车轮组件可转动地连接在车架上，且两者之间通过两个啮合的齿轮连接，电机驱动其中一个齿轮转动进而带动车轮组件转动，达到调整车辆行驶方向的目的。上述两个啮合的齿轮中的任意一个可以作为上述待测齿轮C1，通过如上所述的转动角度测量装置可以测得待测齿轮C1的转动角度，进而确定车轮组件的转动角度，对车辆行驶方向进行精确控制。

综上，本实施例提供的多角度行驶车，通过设置如上的转动角度测量装置，可以较为便捷和准确地测得车轮组件的转动角度，进而对车辆的行驶方向进行控制。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种转动角度测量装置，其特征在于，包括：

第一测量组件，所述第一测量组件包括第一齿轮和第一角度测量仪，所述第一齿轮与待测齿轮啮合，所述第一角度测量仪与所述第一齿轮配合，用于测量所述第一齿轮的转动角度；

第二测量组件，所述第二测量组件包括第二齿轮和第二角度测量仪，所述第二齿轮与待测齿轮啮合，所述第二角度测量仪与所述第二齿轮配合，用于测量所述第二齿轮的转动角度；

控制器，所述控制器分别与所述第一角度测量仪和所述第二角度测量仪电连接，用于根据所述第一角度测量仪测得的角度和所述第二角度测量仪测得的角度，获取所述待测齿轮的转动角度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述待测齿轮的齿数等于所述第一齿轮和所述第二齿轮的最小公倍数。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一测量组件还包括：机架，所述机架包括可转动设置的中心轴；

所述第一齿轮固定套装在所述中心轴上以带动所述中心轴转动；

所述第一角度测量仪设置于所述机架上，用于测量所述中心轴的转动角度。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一测量组件还包括：

机架，包括可转动设置的中心轴；

传动机构，包括：传动杆、第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述传动杆可转动地设置在所述机架上，所述第一齿轮和所述第一传动齿轮固定套装在所述传动杆上，所述第二传动齿轮固定套装在所述中心轴上并与所述第一传动齿轮啮合；

所述第一角度测量仪设置于所述机架上，用于测量所述中心轴的转动角度。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮之间的传动比等于所述待测齿轮与所述第一齿轮之间的传动比。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一角度测量仪包括：磁性元件和感应元件，所述磁性元件设置于所述中心轴上，所述感应元件设置于所述机架上与所述中心轴相对的位置并与所述控制器连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述磁性元件为磁铁或磁钢，所述感应元件为霍尔传感器。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述机架还包括：两个基板和第一连接件；

两个所述基板间隔相对设置并通过所述第一连接件连接，两个所述基板上分别设置有通孔，所述中心轴的两端插入所述通孔内并可在所述通孔内转动。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述机架还包括：测量板和第二连接件，所述测量板与一个所述基板间隔相对设置并通过所述第二连接件连接；

所述磁性元件设置于所述中心轴的与所述测量板相对的端面上；

所述感应元件设置于所述测量板上表面，且所述磁性元件和感应元件以预设距离相对设置。

10.一种多角度行驶车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的转动角度测量装置。

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