JP4901579B2 - Angle detector - Google Patents

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Description

本発明は、回転軸回りの回転角の検出装置に係り、特に相対回転角度を出力するセミアブソリュート型角度検出器を用いて絶対回転角度を出力する角度検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device around a rotation axis, and more particularly to an angle detection device that outputs an absolute rotation angle using a semi-absolute type angle detector that outputs a relative rotation angle.

回転軸回りの回転角を正確に検出することは回転機構を有する装置の制御に欠くことはできない。例えば、撮像装置を備えるジンバル機能において、撮像される目標物体の移動に追随して撮像装置を回転させてこのジンバル機構が備えられた装置に対する目標物体の位置を算出するためには、各回転軸回りの回転角度を検出することが必要となる。   Accurate detection of the rotation angle around the rotation axis is indispensable for control of a device having a rotation mechanism. For example, in a gimbal function including an imaging device, in order to calculate the position of the target object relative to the device provided with the gimbal mechanism by rotating the imaging device following the movement of the target object to be imaged, each rotation axis It is necessary to detect the rotation angle around.

このような回転角度を検出するための従来の角度検出装置においては、回転軸回りの絶対回転角度を検出するアブソリュート型角度検出器を用いて構成されていた(例えば、特許文献1)。
特許2602908号公報
A conventional angle detection device for detecting such a rotation angle is configured using an absolute angle detector that detects an absolute rotation angle around a rotation axis (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 2602908

しかし、精度の高いアブソリュート型角度検出器は高価であるため、製品価格を押し上げるという問題点があった。   However, a high-accuracy absolute angle detector is expensive, raising the problem of increasing the product price.

一方、セミアブソリュート型角度検出器は価格の安いが絶対回転角を出力するものではなく、ある角度を繰り返し出力するのみであるため、そのまま用いることができないという問題点があった。   On the other hand, the semi-absolute type angle detector has a problem that it cannot be used as it is because it is inexpensive but does not output an absolute rotation angle but only outputs a certain angle repeatedly.

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、高精度の絶対回転角度を検出する安価な角度検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an inexpensive angle detection device that detects an absolute rotation angle with high accuracy.

この目的を達成するために本発明は、回転モータによって回転される回転部材の回転を止めるストッパと、回転モータの回転軸の回転を検出するセミアブソリュート型角度検出器と、この回転モータによって演算と回転モータの制御を行なう制御部とを設け、この制御部が回転モータを回転部材がストッパによって止められるところまで回転させ、このときセミアブソリュート型角度検出器が出力した検出角度を基準角度として初期化し、この初期化後にセミアブソリュート型角度検出器の回転数であるピッチ数とセミアブソリュート型角度検出器の最大検出角度であるピッチ角を掛けた積と実測した検出角度を足した和から基準角を引いた差を絶対回転角度として算出する角度検出装置を提供する。   In order to achieve this object, the present invention provides a stopper for stopping the rotation of the rotating member rotated by the rotating motor, a semi-absolute type angle detector for detecting the rotation of the rotating shaft of the rotating motor, and a calculation by the rotating motor. A control unit that controls the rotary motor, and this control unit rotates the rotary motor until the rotary member is stopped by the stopper, and initializes the detection angle output by the semi-absolute type angle detector as a reference angle. After this initialization, the reference angle is calculated from the sum of the product of the pitch number, which is the rotation speed of the semi-absolute angle detector, and the pitch angle, which is the maximum detection angle of the semi-absolute angle detector, plus the measured detection angle. Provided is an angle detection device that calculates a subtracted difference as an absolute rotation angle.

本発明によれば、角度検出装置にセミアブソリュート角度検出器を用い、セミアブソリュート角度検出器の出力を更に演算加工して絶対回転角度を算出する。このたため、高精度に絶対回転角度を算出する角度検出装置を安価に提供することが可能となるという効果がある。   According to the present invention, a semi-absolute angle detector is used in the angle detection device, and the output of the semi-absolute angle detector is further processed to calculate an absolute rotation angle. Therefore, there is an effect that it is possible to provide an angle detection device that calculates the absolute rotation angle with high accuracy at low cost.

以下、本発明による角度検出装置の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of an angle detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<実施形態の詳細>
図1は、本実施形態の角度検出装置をジンバル機構に設置した場合の構成を示す概要図である。図1に示すように、本実施形態の角度検出装置101は、互いに直交する回転軸102と回転軸103である2つのジンバル回転軸に回転部材109を回転させるジンバル機構に備えられている。
<Details of Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration when the angle detection device of the present embodiment is installed in a gimbal mechanism. As shown in FIG. 1, the angle detection device 101 of this embodiment is provided in a gimbal mechanism that rotates a rotating member 109 around two gimbal rotating shafts that are a rotating shaft 102 and a rotating shaft 103 that are orthogonal to each other.

角度検出装置101は、回転軸102,103回りに回転する回転モータ104,105と;これらの回転モータ104,105の回転軸の回転を検出し、360°より小さい角度であるピッチ角度を出力するセミアブソリュート型角度検出器108(他の一つは図示せず。)と;これらの回転モータ104,105が回転させる回転部材109を予め定められた角度以上に回転しないように回転部材109の回転を停止させるストッパ106,107と;回転モータ104,105の回転を制御し、各セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度から回転部材109の絶対回転角を算出する制御部(図示せず)と;を備える。   The angle detection device 101 detects rotations of the rotary shafts of the rotary motors 104 and 105 and outputs a pitch angle which is an angle smaller than 360 °. Semi-absolute type angle detector 108 (the other one is not shown); rotation of the rotating member 109 so that the rotating member 109 rotated by these rotating motors 104 and 105 does not rotate beyond a predetermined angle. And a control unit (not shown) for controlling the rotation of the rotary motors 104 and 105 and calculating the absolute rotation angle of the rotary member 109 from the detection angle input from each semi-absolute type angle detector. And comprising;

図1においては、ストッパ106,107は回転するほうの部材にそれぞれ突起として設けられているが、回転部材109を予め定められた角度以上に回転しないように回転部材109の回転を停止させるものであればその設置位置や形状を問わない。   In FIG. 1, the stoppers 106 and 107 are provided as protrusions on the rotating member, but the rotation of the rotating member 109 is stopped so that the rotating member 109 does not rotate more than a predetermined angle. Any installation position or shape may be used.

また、図1においては各回転モータ104,105の回転部材109を挟んで反対側に各セミアブソリュート型角度検出器を設けているが、各回転モータ104,105と回転部材109に対して同じ側に各セミアブソリュート型角度検出器を設けてもよい。   Further, in FIG. 1, each semi-absolute type angle detector is provided on the opposite side across the rotating member 109 of each rotating motor 104, 105, but the same side with respect to each rotating motor 104, 105 and rotating member 109. Each semi-absolute type angle detector may be provided.

図2は、本実施形態の角度検出装置101を設置したジンバル機構を図1の矢印Aの方向からみた図である。図2に示すように、ストッパ106は支持部材201に当たって回転部材109が所定の角度以上に回転しないように回転部材109の回転を停止させる位置に設けられる。   FIG. 2 is a view of the gimbal mechanism in which the angle detection device 101 according to the present embodiment is installed as seen from the direction of the arrow A in FIG. As shown in FIG. 2, the stopper 106 is provided at a position where the rotation of the rotating member 109 is stopped so that the rotating member 109 does not rotate more than a predetermined angle by hitting the support member 201.

図3は、本実施形態の角度検出装置101を設置したジンバル機構を図1の矢印Bの方向からみた図である。図3に示すように、ストッパ108は支持部材301に当たって回転部材109が所定の角度以上に回転しないように回転部材109の回転を停止させる位置に設けられる。   FIG. 3 is a view of the gimbal mechanism in which the angle detection device 101 of the present embodiment is installed as seen from the direction of arrow B in FIG. As shown in FIG. 3, the stopper 108 is provided at a position where the rotation of the rotating member 109 is stopped so that the rotating member 109 does not rotate more than a predetermined angle by hitting the support member 301.

ここで、セミアブソリュート型角度検出器について説明する。本実施形態において用いるセミアブソリュート型角度検出器は、回転角度を検出して電気信号を出力する。アブソリュート型角度検出器は、1回転における絶対角度を出力する。これに対しセミアブソリュート型角度検出器は、回転軸が一定方向に回転するに従い、例えば0°から60°を繰り返して出力する。このように、セミアブソリュート型角度検出器が出力する角度の最大値をピッチ角度と呼ぶ。   Here, the semi-absolute type angle detector will be described. The semi-absolute type angle detector used in the present embodiment detects a rotation angle and outputs an electrical signal. The absolute type angle detector outputs an absolute angle in one rotation. On the other hand, the semi-absolute type angle detector repeatedly outputs, for example, 0 ° to 60 ° as the rotation shaft rotates in a certain direction. As described above, the maximum value of the angle output from the semi-absolute type angle detector is referred to as a pitch angle.

今、ピッチ角度が60°であった場合、セミアブソリュート型角度検出器は、回転軸が一定方向に回転するに従い、6回ピッチ角度を出力する。このように、ピッチ角度を出力する回数をピッチ数と呼ぶ。   When the pitch angle is 60 °, the semi-absolute type angle detector outputs the pitch angle six times as the rotation axis rotates in a certain direction. Thus, the number of times the pitch angle is output is referred to as the number of pitches.

セミアブソリュート型角度検出器の例としては、インクリメンタル方式のロータリーエンコーダを挙げることができる。   An example of a semi-absolute type angle detector is an incremental rotary encoder.

図4は、セミアブソリュート型角度検出器の検出角度Xと回転軸の回転角度との関係を示したグラフである。ここで、ピッチ角は1回転におけるピッチ数をnとすると(360/n)で表される。このようにセミアブソリュート型角度検出器は、回転軸が一定方向に回転するとき、0°からX°を繰り返し出力する。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the detection angle X of the semi-absolute type angle detector and the rotation angle of the rotating shaft. Here, the pitch angle is represented by (360 / n), where n is the number of pitches in one rotation. Thus, the semi-absolute type angle detector repeatedly outputs 0 ° to X ° when the rotation shaft rotates in a certain direction.

次に、本実施形態の角度検出装置101の接続の構成について説明する。図5に示すように、本実施形態の角度検出装置101は、第1のモータ501と、この第1のモータ501の回転軸の回転を伝える第1の伝達部503と、この第1の伝達部503から回転を伝えられる第1のセミアブソリュート角度検出器502と、第2のモータ504と、この第2のモータ504の回転軸の回転を伝える第2の伝達部506と、この第2の伝達部506から回転を伝えられる第2のセミアブソリュート角度検出器505と、制御部507とを備える。   Next, the connection configuration of the angle detection apparatus 101 of this embodiment will be described. As shown in FIG. 5, the angle detection device 101 according to the present embodiment includes a first motor 501, a first transmission unit 503 that transmits rotation of the rotation shaft of the first motor 501, and the first transmission. A first semi-absolute angle detector 502 that can transmit the rotation from the unit 503, a second motor 504, a second transmission unit 506 that transmits the rotation of the rotation shaft of the second motor 504, and the second A second semi-absolute angle detector 505 that can transmit rotation from the transmission unit 506 and a control unit 507 are provided.

第1の伝達部503と第2の伝達部506は、それぞれ歯車などの減速装置を用いることができるが、第1の伝達部503と第2の伝達部506を用いずに各モータの回転軸に直接セミアブソリュート角度検出器の回転部分を取り付けてもよい。   Each of the first transmission unit 503 and the second transmission unit 506 can use a reduction gear such as a gear, but without using the first transmission unit 503 and the second transmission unit 506, the rotation shaft of each motor. The rotating part of the semi-absolute angle detector may be directly attached to.

制御部507は、演算を行なう信号処理部508と、各モータの制御を行なうモータ制御部509とを有する。制御部507は、例えば演算装置であるCPUと、記憶装置であるメモリを用いて構成することができる。   The control unit 507 includes a signal processing unit 508 that performs calculation and a motor control unit 509 that controls each motor. The control unit 507 can be configured using, for example, a CPU that is an arithmetic device and a memory that is a storage device.

第1のセミアブソリュート角度検出器502と第2のセミアブソリュート角度検出器505からの出力は、それぞれ制御部507の信号処理部508に入力する。信号処理部509は、モータ制御部509にモータ制御信号を出力する。信号処理部508は、後述するように絶対回転角度510を出力する。   Outputs from the first semi-absolute angle detector 502 and the second semi-absolute angle detector 505 are input to the signal processing unit 508 of the control unit 507, respectively. The signal processing unit 509 outputs a motor control signal to the motor control unit 509. The signal processing unit 508 outputs an absolute rotation angle 510 as will be described later.

次に、本実施形態の角度検出装置101の制御部507の動作について説明する。絶命を簡潔にするために、先ず第1のモータ104の回転軸102の回転を検出するように設置されたセミアブソリュート型角度検出器108について述べる。   Next, the operation of the control unit 507 of the angle detection apparatus 101 of this embodiment will be described. In order to simplify the life expectancy, first, a semi-absolute type angle detector 108 installed to detect the rotation of the rotating shaft 102 of the first motor 104 will be described.

制御部507は、回転モータ104を回転部材109がストッパ106によって停止されるまで第1の方向に回転させ、回転部材109がストッパ106によって停止されたときにセミアブソリュート型角度検出器108から入力した検出角度を基準角に設定するとともにピッチ数を初期化、すなわち“0”に設定する。   The control unit 507 rotates the rotary motor 104 in the first direction until the rotating member 109 is stopped by the stopper 106, and inputs from the semi-absolute angle detector 108 when the rotating member 109 is stopped by the stopper 106. The detection angle is set to the reference angle and the pitch number is initialized, that is, set to “0”.

制御部507はこの初期化後に、回転モータ104を第1の方向とは逆の第2の方向に回転させたときにセミアブソリュート型角度検出器108から入力した検出角度である制御検出角度が予め定められた値、すなわちピッチ角に達したときにピッチ数を加算して検出ピッチ数とする。   After this initialization, the control unit 507 sets the control detection angle, which is the detection angle input from the semi-absolute angle detector 108, when the rotary motor 104 is rotated in the second direction opposite to the first direction in advance. When a predetermined value, that is, the pitch angle is reached, the pitch number is added to obtain the detected pitch number.

制御部507は、制御検出角度βに検出ピッチ数kとピッチ角度Pを掛けた積を加えた和から基準角αを引いた差を絶対回転角度Dとして出力する。すなわち、以下の(1)式により絶対回転角度Dを算出する。   The control unit 507 outputs the difference obtained by subtracting the reference angle α from the sum of the product of the control detection angle β and the detected pitch number k multiplied by the pitch angle P as the absolute rotation angle D. That is, the absolute rotation angle D is calculated by the following equation (1).

D=β+k×P−α ・・・ (1)
(1)式では、検出ピッチ数kとピッチ角度Pを掛けているが、制御検出角度がピッチ角を超えたときに絶対回転角度にピッチ角を累積加算して絶対回転角度Dを算出するように構成してもよい。
D = β + k × P−α (1)
In equation (1), the number of detected pitches k is multiplied by the pitch angle P. When the control detection angle exceeds the pitch angle, the absolute rotation angle D is calculated by accumulating the pitch angle to the absolute rotation angle. You may comprise.

すなわち、初期化後に、回転モータ104を第1の方向とは逆の第2の方向に回転させたときにセミアブソリュート型角度検出器108から入力した制御検出角度がピッチ角を超えたときにピッチ角を絶対回転角度に累積加算し、制御検出角度と絶対回転角度とを加えた和から前記基準角を引いた差を絶対回転角度として出力するように構成してもよい。   That is, after initialization, the pitch is detected when the control detection angle input from the semi-absolute type angle detector 108 exceeds the pitch angle when the rotary motor 104 is rotated in the second direction opposite to the first direction. The angle may be cumulatively added to the absolute rotation angle, and a difference obtained by subtracting the reference angle from the sum of the control detection angle and the absolute rotation angle may be output as the absolute rotation angle.

制御部507は、回転モータ104を第2の方向に回転させた後に第1の方向に回転させたとき、制御検出角度βが直前の制御検出角度より大きくなった場合には検出ピッチ数から“1”を減算して検出ピッチ数kとするように構成することもできる。   When the control detection angle β is larger than the immediately preceding control detection angle when the rotation unit 104 is rotated in the first direction after rotating the rotary motor 104 in the second direction, the control unit 507 calculates “ It may be configured to subtract 1 ″ to obtain the detected pitch number k.

図6を用いて具体的に説明する。図6は、制御部507の動作を示すフローチャートである。ステップS601において、制御部507は第1のモータ104を第1の方向に回転させる。   This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the control unit 507. In step S601, the control unit 507 rotates the first motor 104 in the first direction.

ステップS602において、制御部507は第1のモータ104が回転を手逸したかを判定する。判定の方法は、例えば一定時間毎に第1のセミアブソリュート角度検出器502から出力される値を、直前に第1のセミアブソリュート角度検出器502から出力された値を比較し、これらの差が所定の閾値以下であった場合には停止していると判定する。制御部507は、停止していないと判定したときはステップS601に戻り、手逸していると判定したときはステップS603に進む。   In step S602, the control unit 507 determines whether the first motor 104 has missed rotation. The determination method is, for example, comparing the value output from the first semi-absolute angle detector 502 at regular intervals with the value output from the first semi-absolute angle detector 502 immediately before, and the difference between them is If it is less than or equal to a predetermined threshold, it is determined that the vehicle is stopped. When it is determined that the control unit 507 has not stopped, the control unit 507 returns to step S601. When it is determined that the control unit 507 has missed, the control unit 507 proceeds to step S603.

ステップS603において、制御部507は第1のセミアブソリュート角度検出器502から出力された検出角度を基準角αに設定する。さらに、ステップS604において、制御部507はピッチ数kに“1”を設定する。   In step S603, the control unit 507 sets the detection angle output from the first semi-absolute angle detector 502 to the reference angle α. In step S604, the control unit 507 sets “1” to the pitch number k.

ステップS605において、制御部507は第1のモータ104を第1の方向とは逆の第2の方向に回転させる。ステップS606において、このときの制御検出角度βがピッチ角と等しいかを判定する。制御部507は、等しいと判定したときはステップS607に進み、等しくないと判定したときはステップS608に進む。   In step S605, the control unit 507 rotates the first motor 104 in the second direction opposite to the first direction. In step S606, it is determined whether the control detection angle β at this time is equal to the pitch angle. The control unit 507 proceeds to step S607 when determining that they are equal, and proceeds to step S608 when determining that they are not equal.

ステップS607において、制御部507はピッチ数に“1”を加算する。ステップS608において、制御部507は上述した(1)式により絶対角度を算出し、出力し、ステップS605に戻る。   In step S607, the control unit 507 adds “1” to the pitch number. In step S608, the control unit 507 calculates and outputs the absolute angle using the above-described equation (1), and returns to step S605.

以上に、制御部507の第1のモータ104の回転軸102の回転を検出するように設置されたセミアブソリュート型角度検出器108に関する動作について述べたが、制御部507の第2のモータ105の回転軸103の回転を検出するように設置されたセミアブソリュート型角度検出器に関する動作についても同様の動作となる。   The operation related to the semi-absolute type angle detector 108 installed so as to detect the rotation of the rotating shaft 102 of the first motor 104 of the control unit 507 has been described above, but the operation of the second motor 105 of the control unit 507 is described. The operation related to the semi-absolute type angle detector installed so as to detect the rotation of the rotating shaft 103 is similar.

<実施形態の効果>
以上述べたように、本実施形態の角度検出装置101は、セミアブソリュート角度検出器を用い、ストッパによって回転が停止された角度に基づいて基準角を設定し、ピッチ数を初期化した後に、検出ピッチ数とピッチ角と制御検出角度と基準角から絶対回転角度を算出する。このため、高精度の角度検出装置を安価に提供することが可能となるという効果がある。
<Effect of embodiment>
As described above, the angle detection device 101 of the present embodiment uses a semi-absolute angle detector, sets the reference angle based on the angle at which the rotation is stopped by the stopper, initializes the number of pitches, and then detects the angle. The absolute rotation angle is calculated from the number of pitches, the pitch angle, the control detection angle, and the reference angle. For this reason, there exists an effect that it becomes possible to provide a highly accurate angle detection apparatus at low cost.

<本発明の具体化における可能性>
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
<Possibility in the embodiment of the present invention>
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

角度検出装置をジンバル機構に設置した場合の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the structure at the time of installing an angle detection apparatus in a gimbal mechanism. 角度検出装置を設置したジンバル機構を図1の矢印Aの方向からみた図である。It is the figure which looked at the gimbal mechanism which installed the angle detection apparatus from the direction of the arrow A of FIG. 角度検出装置を設置したジンバル機構を図1の矢印Bの方向からみた図である。It is the figure which looked at the gimbal mechanism which installed the angle detection apparatus from the direction of arrow B of FIG. セミアブソリュート型角度検出器の検出角度Xと回転軸の回転角度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the detection angle X of a semi-absolute type angle detector, and the rotation angle of a rotating shaft. 角度検出装置の接続を示した構成図である。It is the block diagram which showed the connection of the angle detection apparatus. 制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a control part.

符号の説明Explanation of symbols

101:角度検出装置、
102,103:回転軸、
104,105:回転モータ、
106,107:ストッパ、
108:セミアブソリュート型角度検出器、
109:回転部材。
101: Angle detection device,
102, 103: rotating shaft,
104, 105: Rotating motor,
106, 107: stopper,
108: Semi-absolute type angle detector,
109: Rotating member.

Claims (6)

回転軸回りに回転する回転モータと;
前記回転モータの回転軸の回転を検出し、360°より小さい角度であるピッチ角度を出力するセミアブソリュート型角度検出器と;
前記回転モータが回転させる回転部材を予め定められた角度以上に回転しないように回転部材の回転を停止させるストッパと;
前記回転モータの回転を制御し、前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度から前記回転部材の絶対回転角を算出する制御部と;
を備える角度検出装置であって、
前記制御部が、
前記回転モータを前記回転部材が前記ストッパによって停止されるまで第1の方向に回転させ、前記回転部材が前記ストッパによって停止されたときに前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度を基準角に設定するとともにピッチ数を初期化し、
前記初期化後に、前記回転モータを第1の方向とは逆の第2の方向に回転させたときに前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度である制御検出角度が予め定められた値に達したときにピッチ数を加算して検出ピッチ数とし、
前記制御検出角度と前記検出ピッチ数と前記ピッチ角度と前記基準角とから絶対回転角度を算出して出力する、
ことを特徴とする、角度検出装置。
A rotation motor that rotates about a rotation axis;
A semi-absolute type angle detector that detects the rotation of the rotary shaft of the rotary motor and outputs a pitch angle that is smaller than 360 °;
A stopper for stopping the rotation of the rotating member so that the rotating member rotated by the rotary motor does not rotate more than a predetermined angle;
A control unit that controls the rotation of the rotary motor and calculates the absolute rotation angle of the rotating member from the detection angle input from the semi-absolute type angle detector;
An angle detection device comprising:
The control unit is
The rotation motor is rotated in the first direction until the rotating member is stopped by the stopper, and the detection angle input from the semi-absolute type angle detector when the rotating member is stopped by the stopper is a reference angle. And initialize the number of pitches,
After the initialization, a control detection angle that is a detection angle input from the semi-absolute angle detector when the rotary motor is rotated in a second direction opposite to the first direction is a predetermined value. When the number reaches, the number of pitches is added to obtain the number of detected pitches.
An absolute rotation angle is calculated and output from the control detection angle, the number of detected pitches, the pitch angle, and the reference angle,
An angle detection device characterized by that.
回転軸回りに回転する回転モータと;
前記回転モータの回転軸の回転を検出し、360°より小さい角度であるピッチ角度を出力するセミアブソリュート型角度検出器と;
前記回転モータが回転させる回転部材を予め定められた角度以上に回転しないように回転部材の回転を停止させるストッパと;
前記回転モータの回転を制御し、前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度から前記回転部材の絶対回転角を算出する制御部と;
を備える角度検出装置であって、
前記制御部が、
前記回転モータを前記回転部材が前記ストッパによって停止されるまで第1の方向に回転させ、前記回転部材が前記ストッパによって停止されたときに前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度を基準角に設定するとともにピッチ数を初期化し、
前記初期化後に、前記回転モータを第1の方向とは逆の第2の方向に回転させたときに前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度である制御検出角度が予め定められた値に達したときにピッチ数を加算して検出ピッチ数とし、
前記制御検出角度に前記検出ピッチ数と前記ピッチ角度を掛けた積を加えた和から前記基準角を引いた差を絶対回転角度として出力する、
ことを特徴とする、角度検出装置。
A rotation motor that rotates about a rotation axis;
A semi-absolute type angle detector that detects the rotation of the rotary shaft of the rotary motor and outputs a pitch angle that is smaller than 360 °;
A stopper for stopping the rotation of the rotating member so that the rotating member rotated by the rotary motor does not rotate more than a predetermined angle;
A control unit that controls the rotation of the rotary motor and calculates the absolute rotation angle of the rotating member from the detection angle input from the semi-absolute type angle detector;
An angle detection device comprising:
The control unit is
The rotation motor is rotated in the first direction until the rotating member is stopped by the stopper, and the detection angle input from the semi-absolute type angle detector when the rotating member is stopped by the stopper is a reference angle. And initialize the number of pitches,
After the initialization, a control detection angle that is a detection angle input from the semi-absolute angle detector when the rotary motor is rotated in a second direction opposite to the first direction is a predetermined value. When the number reaches, the number of pitches is added to obtain the number of detected pitches.
The difference obtained by subtracting the reference angle from the sum of the product of the control detection angle multiplied by the detected pitch number and the pitch angle is output as an absolute rotation angle.
An angle detection device characterized by that.
回転軸回りに回転する回転モータと;
前記回転モータの回転軸の回転を検出し、360°より小さい角度であるピッチ角度を出力するセミアブソリュート型角度検出器と;
前記回転モータが回転させる回転部材を予め定められた角度以上に回転しないように回転部材の回転を停止させるストッパと;
前記回転モータの回転を制御し、前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度から前記回転部材の絶対回転角を算出する制御部と;
を備える角度検出装置であって、
前記制御部が、
前記回転モータを前記回転部材が前記ストッパによって停止されるまで第1の方向に回転させ、前記回転部材が前記ストッパによって停止されたときに前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度を基準角に設定し、
前記初期化後に、前記回転モータを第1の方向とは逆の第2の方向に回転させたときに前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度である制御検出角度と制御検出角度と前記ピッチ角度と前記基準角とから絶対回転角度を算出して出力する、
ことを特徴とする、角度検出装置。
A rotation motor that rotates about a rotation axis;
A semi-absolute type angle detector that detects the rotation of the rotary shaft of the rotary motor and outputs a pitch angle that is smaller than 360 °;
A stopper for stopping the rotation of the rotating member so that the rotating member rotated by the rotary motor does not rotate more than a predetermined angle;
A control unit that controls the rotation of the rotary motor and calculates the absolute rotation angle of the rotating member from the detection angle input from the semi-absolute type angle detector;
An angle detection device comprising:
The control unit is
The rotation motor is rotated in the first direction until the rotating member is stopped by the stopper, and the detection angle input from the semi-absolute type angle detector when the rotating member is stopped by the stopper is a reference angle. Set to
After the initialization, when the rotary motor is rotated in a second direction opposite to the first direction, a control detection angle, a control detection angle, which are detection angles input from the semi-absolute type angle detector, An absolute rotation angle is calculated and output from the pitch angle and the reference angle,
An angle detection device characterized by that.
回転軸回りに回転する回転モータと;
前記回転モータの回転軸の回転を検出し、360°より小さい角度であるピッチ角度を出力するセミアブソリュート型角度検出器と;
前記回転モータが回転させる回転部材を予め定められた角度以上に回転しないように回転部材の回転を停止させるストッパと;
前記回転モータの回転を制御し、前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度から前記回転部材の絶対回転角を算出する制御部と;
を備える角度検出装置であって、
前記制御部が、
前記回転モータを前記回転部材が前記ストッパによって停止されるまで第1の方向に回転させ、前記回転部材が前記ストッパによって停止されたときに前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度を基準角に設定し、
前記初期化後に、前記回転モータを第1の方向とは逆の第2の方向に回転させたときに前記セミアブソリュート型角度検出器から入力した検出角度である制御検出角度が予め定められた値に達したときにピッチ角を絶対回転角度に累積加算し、
前記制御検出角度と前記絶対回転角度とを加えた和から前記基準角を引いた差を絶対回転角度として出力する、
ことを特徴とする、角度検出装置。
A rotation motor that rotates about a rotation axis;
A semi-absolute type angle detector that detects the rotation of the rotary shaft of the rotary motor and outputs a pitch angle that is smaller than 360 °;
A stopper for stopping the rotation of the rotating member so that the rotating member rotated by the rotary motor does not rotate more than a predetermined angle;
A control unit that controls the rotation of the rotary motor and calculates the absolute rotation angle of the rotating member from the detection angle input from the semi-absolute type angle detector;
An angle detection device comprising:
The control unit is
The rotation motor is rotated in the first direction until the rotating member is stopped by the stopper, and the detection angle input from the semi-absolute type angle detector when the rotating member is stopped by the stopper is a reference angle. Set to
After the initialization, a control detection angle that is a detection angle input from the semi-absolute angle detector when the rotary motor is rotated in a second direction opposite to the first direction is a predetermined value. The pitch angle is cumulatively added to the absolute rotation angle when
A difference obtained by subtracting the reference angle from the sum of the control detection angle and the absolute rotation angle is output as an absolute rotation angle.
An angle detection device characterized by that.
互いに直交する回転軸である2つのジンバル回転軸に前記回転部材を回転させるジンバル機構に備えられ、
2つの前記回転モータが、それぞれ前記ジンバル回転軸毎に前記回転部材を回転させ、
前記制御部が、前記回転部材の2つの前記ジンバル回転軸回りの絶対回転角度を出力する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の角度検出装置。
Provided in a gimbal mechanism that rotates the rotating member around two gimbal rotation axes that are orthogonal to each other;
The two rotary motors rotate the rotary member for each gimbal rotary shaft,
The control unit outputs an absolute rotation angle around the two gimbal rotation axes of the rotation member;
The angle detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the angle detection device is configured as described above.
前記セミアブソリュート型角度検出器が、インクリメンタル方式のロータリーエンコーダであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の角度検出装置。   6. The angle detection device according to claim 1, wherein the semi-absolute type angle detector is an incremental rotary encoder.
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