CN215766883U - 一种转动角度的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转动角度的检测装置，在固定基座垂直方向安装有固定上轴，固定上轴可以在旋转方向转动，固定上轴与齿轮刚性连接，固定上轴的分隔线以下的部分是下轴，在固定基座上还设置有感应传感器单元，感应传感器单元由感应传感单元的处理单元及感应传感单元之感应单元组成，在固定上轴的轴线上设有异步转动的第一感应码盘和第二感应码盘。本实用新型在感应传感单元的感应单元上，两个感应码盘感应生成一个感应信号，这个感应信号经过处理，解析出两个转动盘之间的相对角度值。在此小角度测量中，既满足了使用精度要求，同时克服了磁传感器测量方案的环境敏感，另外，也克服了感应方案中双角度值相减的方案的复杂性。

Description

一种转动角度的检测装置

技术领域

本实用新型涉及转子检测领域，尤其涉及一种转动角度的检测装置。

背景技术

在机械结构中，测量转动物体的角度是一个普遍的需求。在测量角度时，需要借助传感单元来测量转动物体的转动角度，尤其是测量小角度的精度需要，特别是测量两个转子之间的相对小角度。

在很多的机械使用场景中，需要借助装置与传感单元的组合来测量转动的物体的转动角度位置，尤其是测量小角度的精度需要，其通过模拟的转角传感器来实现传感单元与转动装置的非接触设置。现有的传感单元，根据传感的方式可以分为光传感器、电感式传感器、磁传感器、光传感器等，而为了获得较高的角度测量精度，通常采用光传感器。光传感器的优点在于精度高，但是为了保证光传感器的精度，必须配合高精度的编码轨道，成本相对昂贵。同时，光传感对污物较为敏感，必须设置相应的密封结构。这样不仅会增加成本，还要制造编码盘，增加装置体积。

由于磁作用的信号处理技术的进步，磁传感器方面逐步发展成较主流的解决方案，但磁作用元件受温度影响较大，在高温环境下的精度得不到保证。

感应式传感单元，包括旋转式变压器，优点是对环境要求相对低，同时精度也可以保证，但其传感单元的布置及设计较为复杂。而且，感应式传感器测量两个转角差的时候，对小差动角的测量十分复杂。

而现有的实现差动角度测量的装置，有多种方式，其中，现有较常见的比如：

(1)CN 102203560 B，公开了一种用磁方案检测转动物体转角的方案，该方案通过磁通收集器的方法磁传感器。但在该方案中，可用集磁的方法收传感单元设置在附属齿轮上进行小角度测量，但是，结构较为复杂，而且，在一些应用的环境中，尤其安全性要求越来越高的需求，磁作用的传感单元天然对温度较敏感，高温环境下测量精度也会降低，防干性也并不好。

(2)专利：ZL 2015 1 0126513.1，这是一种感应式测量方法，但在测量差动角度的应用中，其方法在感应单元上，只能感应一个转动码盘的位置信息，如果处理两个转动角度之间的差动角度，需要做两个感应单元，最后将两个绝对角度相减，结构复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转动角度的检测装置，以解决上述技术问题。

为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案：

一种转动角度的检测装置，包括固定基座，在固定基座垂直方向安装有固定上轴，固定上轴可以在旋转方向转动，固定上轴与齿轮刚性连接，固定上轴的分隔线以下的部分是下轴，在固定基座上还设置有感应传感器单元，感应传感器单元由感应传感单元的处理单元及感应传感单元之感应单元组成，在固定上轴的轴线上设有异步转动的第

优选的，在固定基座的两侧，在固定上轴与下轴上，分别在与固定基座上的感应传感器单元相等距离的位置，装有第一感应码盘(5) 和第二感应码盘。

优选的，第一感应码盘和第二感应码盘结构相同，码盘设计成9个齿，齿沿圆周均分均布。

优选的，在齿轮带动固定上轴同步旋转的时，下轴与固定上轴之间会出现有转角差，此转角差最大被机械限位在20度以内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型提供的用于检测同轴转动的两个转子之间的相对角度的测量装置及测量方法，在感应传感单元的感应单元上，两个感应码盘感应生成一个感应信号，这个感应信号经过处理，解析出两个转动盘之间的相对角度值。在此小角度测量中，既满足了使用精度要求，同时克服了磁传感器测量方案的环境敏感，另外，也克服了感应方案中双角度值相减的方案的复杂性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构剖面示意图；

图中：1、下轴，2、第二感应码盘，3、固定上轴，4、齿轮，5、第一感应码盘，6、感应传感单元的处理单元，7、感应传感单元之感应单元，8、固定基座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。如图1-2所示，一种转动角度的检测装置，包括固定基座8，在固定基座8垂直方向安装有固定上轴3，固定上轴3可以在旋转方向转动，固定上轴3与齿轮4刚性连接，固定上轴3的分隔线以下的部分是下轴1，在固定基座8上还设置有感应传感器单元，感应传感器单元由感应传感单元的处理单元6及感应传感单元之感应单元7组成，在固定上轴3的轴线上设有异步转动的第一感应码盘5和第二感应码盘2。在固定基座8的两侧，在固定上轴3与下轴1上，分别在与固定基座 8上的感应传感器单元相等距离的位置，装有第一感应码盘5和第二感应码盘2。第一感应码盘5和第二感应码盘2结构相同，码盘设计成9个齿，齿沿圆周均分均布。在齿轮4带动固定上轴3同步旋转的时，下轴1与固定上轴3之间会出现有转角差，此转角差最大被机械限位在20度以内。

感应传感器单元同时接收第一转动码盘及第二转动码盘的位置并感应生成一个感应电压信号。在齿轮4带动下，固定上轴3带动第一感应码盘5旋转，同时，由于阻力，下轴1上的第二感应码盘2相对于固定轴上的第一感应码盘5会有0-8度的转角滞后。第一感应码盘的位置对感应单元产生影响，第二感应码盘的位置也对感应单元产生影响，在初始位置上，由于第一感应码盘与第二感应码盘被安装到同一位置。

首先的动作是：第一感应码盘与第二感应码盘同步旋转，那么，在感应单元上的感应信号没有变化；另外的动作是：在初始位置上，由于第一感应码盘与第二感应码盘被安装到同一位置。他们在磁通量方向的投影面积是最小的。随着转动过程中固定轴与下轴有差动的产生，第一感应码盘与第二感应码盘在产生了角度偏差，此时，他们在磁通方向的投影而积将会变大。由此，在感应单元元上的感应信号将会产生变化，感应信号的变化与差动角成变化呈比例关系。

以上所述为本实用新型较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种转动角度的检测装置，其特征在于，包括固定基座(8)，

在固定基座(8)垂直方向安装有固定上轴(3)，固定上轴(3)可以在旋转方向转动，固定上轴(3)与齿轮(4)刚性连接，固定上轴(3)的分隔线以下的部分是下轴(1)，在固定基座(8)上还设置有感应传感器单元，感应传感器单元由感应传感单元的处理单元(6)及感应传感单元之感应单元(7)组成，在固定上轴(3)的轴线上设有异步转动的第一感应码盘(5)和第二感应码盘(2)。

2.如权利要求1所述的一种转动角度的检测装置，其特征在于，在固定基座(8)的两侧，在固定上轴(3)与下轴(1)上，分别在与固定基座(8)上的感应传感器单元相等距离的位置，装有第一感应码盘(5)和第二感应码盘(2)。

3.如权利要求1所述的一种转动角度的检测装置，其特征在于，第一感应码盘(5)和第二感应码盘(2)结构相同，码盘设计成9个齿，齿沿圆周均分均布。

4.如权利要求1所述的一种转动角度的检测装置，其特征在于，在齿轮(4)带动固定上轴(3)同步旋转的时，下轴(1)与固定上轴(3)之间会出现有转角差，此转角差最大被机械限位在20度以内。

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