DE4310405C1 - Optischer Abgriff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Abgriff für Kreisel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Abgriff ist in einer speziellen Ausführungsform für die Kursbestim­ mung von einem Fahrzeug, das mit einem Kreiselkompaß mit Kugelschwimmer ausgerüstet ist, aus der DE 33 08 358 C2 bekannt. Diese Ausführungsform beruht im wesentlichen auf einer sehr aufwendigen Schwimmerkonzeption und benötigt, wie auch mehrere andere aus dem Stand der Technik - zu dem noch auf die US 44 88 041 und auf die GB 21 76 283 A verwiesen wird, - mindestens zwei Licht­ schranken auf dem Innenrahmen, wobei deren Signale meistens über einen Schleifring von der Rotationsbewegung entkoppelt werden müssen. Um die er­ forderliche Zuverlässigkeit zu erhalten, sind diese Ausführungen - wie in Fig. 2 skizziert - sowohl in ihrer Konzeption, wie in ihrem Material-, Montage- und Justieraufwand, aber auch in ihrem Gewicht sehr aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konzeption des eingangs genannten Abgriffs vorzuschlagen, der sowohl in der Zuverlässigkeit, in seinem Bauelementen- und Gewichtsaufwand minimiert und in seiner Funktions­ weise optimiert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaubild eines vorgeschlagenen berührungslosen Kreiselab­ griffs,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Standes der Technik.

Am Beispiel eines Lagekreisels wird die Erfindung beschrieben: Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, befindet sich die Codierung des Krei­ selabgriffs 10 auf einer kardanisch gelagerten Kreisscheibe 11 - nach­ folgend Codierscheibe genannt - die sich sowohl um die Rollachse 12 als auch um die Nickachse 13 bewegt. Diese Codierscheibe besteht aus einem ganzflächigen Reflektor 14, einem bedruckten Rotfilter 15 sowie einem Reflektor mit geätzten Fenstern 16. Diese Codierscheibe wird durch eine Optik 17 beleuchtet, welche sich im Rotationszentrum befindet. Somit kann unabhängig von der Rotationslage der Codierscheibe deren Code orts­ fest abgelesen werden.

Für die Richtungserkennung wird ein dreiwertiger Code verwendet. Die drei Zustände sind:

• a) eine weiße Reflexion an Fenster 16
• b) eine rote Reflexion am ganzflächigen Reflektor 14 durch das be­ druckte Rotfilter 15 und die geätzten Fenster des Reflektors 16
• c) keine Reflexion durch die schwarze Fläche auf dem bedruckten Rotfilter 15 und durch das Fenster im Reflektor 16.

Diese drei Zustände werden durch eine Doppel-Photodiode 18 ausgewertet, wobei die Photodioden eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit aufweisen, beispielsweise durch einen vorgeschalteten Grünfilter 19. Die Signale dieser Photodioden 18 werden in einer nachgeschalteten Elektro­ nik 20 verstärkt und entsprechend dekodiert.

Es ergeben sich wieder drei Zustände:

• a) eine weiße Reflexion, hierbei liefern beide Dioden Signale,
• b) eine rote Reflexion, hierbei liefert nur eine Diode ein Signal,
• c) keine Reflexion, hierbei liefert keine Diode ein Signal.

Aus der Abfolge dieser Zustände wird durch eine einfache Logik eine in­ krementale Winkelinformation sowie die Richtungsinformation decodiert vermittelt. Dieselbe Einrichtung ist auch für die Realisierung des Roll­ abgriffes einsetzbar.

Somit ist eine berührungslose Abtastung des Nick- und Rollwinkels eines Lagekreisels oder anderer Weg- oder Winkelcodierer mittels einer Re­ flexionslichtschranke im Rotationszentrum geschaffen worden, bei der die Messung der Winkelstellung inkremental mit Richtungserkennung durch ein dreiwertiges Codesystem erfolgt.

Claims (3)

1. Optischer Abgriff für Kreisel zur berührungslosen Abtastung des Nick- und Rollwinkels eines Lagekreisels mittels einer Reflexionslichtschranke im Ro­ tationszentrum und einer Auswertelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellungsmessung inkremental mit Richtungserkennung durch ein drei­ wertiges Codesystem dekodiert erfolgt, wobei eine kardanisch gelagerte Kreis­ scheibe (11) rotierend um die Roll- (12) und Nickachse (13) gelagert ist und zur Codierung aus einem ganzflächigen kreisförmigen Reflektor (14), einem ebenso kreisförmigen, bedruckten Rotfilter (15) sowie einem kreisgleichen Reflektor mit geätzten Fenstern (16) besteht, welche durch eine im Rotationszentrum befindli­ che Optik (17) beleuchtet wird.

2. Abgriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Optik (17) aus einer Lichtquelle (17a), einer Doppel-Photodiode (18) und einem vorge­ schalteten Farbfilter (19) zusammensetzt.

3. Abgriff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Si­ gnale der Photodioden (18) in einer nachgeschalteten Elektronik (20) verstärkt, dekodiert und einem Logikbaustein zur inkrementalen Winkelinformation einge­ geben werden.