JPH0450771A - Speed detector - Google Patents
Speed detectorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回転等の運動を行う運動部を持つ装置におい
て、その運動部の速さ、方向を検出する速度検出器に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a speed detector for detecting the speed and direction of a moving part in an apparatus having a moving part that performs movements such as rotation.
従来、速度検出器としては発光部と受光部の間に回転ス
リットを設けたものが提案されており、例えば、「メカ
トロニクスのためのDCサーボモータ」211頁 総合
電子出版社に示されている。Conventionally, as a speed detector, one in which a rotating slit is provided between a light emitting part and a light receiving part has been proposed, for example, as shown in "DC Servo Motor for Mechatronics", p. 211, Sogo Denshi Publishing.
この速度検出器は構造的に単純であり、検出出力も1本
で済むのであるが、速さの検出は行なえても方向の検出
は行なえない。This speed detector is structurally simple and requires only one detection output, but although it can detect speed, it cannot detect direction.
また、方向の検出を行なえるものとしては、例えば「電
子サーボ系の基礎と応用」103頁 総合出版社に示さ
れている様な回転エンコーダが提案されている。この回
転エンコーダにおいては、前述の速度検出器に比ベスリ
ット固定板や光電素子が2個必要であるために部品数が
増加し、構造も複雑となる。更に出力が2本必要となる
。Furthermore, as a device capable of detecting direction, a rotary encoder such as that shown in ``Fundamentals and Applications of Electronic Servo Systems'', p. 103, Sogo Shuppansha, has been proposed. In this rotary encoder, since the aforementioned speed detector requires a ratio slit fixing plate and two photoelectric elements, the number of parts increases and the structure becomes complicated. Furthermore, two outputs are required.
以上の様に、単純な構造かつ単一の出力で速さと方向の
2つの情報を出力出来るものは開発されていない。As described above, nothing has been developed that has a simple structure and can output two pieces of information, speed and direction, with a single output.
上記した従来の速度検出器においては、出力信号として
速さの情報のみしか得ることが出来ず、方向を検出する
為には更に独立した機構により検比しなければならない
という問題があった。The above-mentioned conventional speed detector has the problem that only speed information can be obtained as an output signal, and in order to detect direction, a comparison must be performed using an independent mechanism.
本発明の目的は、速度検出器の出力数を増加する事なく
速さ及び方向の情報を同時に出力する事にある。An object of the present invention is to simultaneously output speed and direction information without increasing the number of outputs from the speed detector.
上記目的を達成するために、検出した速度に応じた周期
を持つパルスを出力する速度検出器において、出力パル
スのパルス幅を変化させ、方向情報を多重したものであ
る。In order to achieve the above object, in a speed detector that outputs a pulse having a period corresponding to the detected speed, the pulse width of the output pulse is changed and direction information is multiplexed.
速度検出器出力パルスのパルス周期は、速さに反比例す
る様に動作する。The pulse period of the speed detector output pulse operates inversely proportional to the speed.
速度横比器出力パルスのパルス幅は、方向に対応して時
間的に変化する様に動作する。The pulse width of the speed ratio ratio output pulse operates so as to change over time in accordance with the direction.
それによって、速度検出器出力パルスは一つの信号で速
さと方向の両方の情報を持つことができる。Thereby, the speed detector output pulse can have both speed and direction information in one signal.
以下、本発明の実施例を第1図、第2図、第3図及び第
4図を用いて説明する。第1図は本発明の一実施例とし
ての速度検出器の構成図、第2図は第1図の円盤の平面
図、第3図は第1図における定速正転時の出力信号波形
図、第4図は第2図における定速逆転時の出力信号波形
図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. Fig. 1 is a configuration diagram of a speed detector as an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view of the disk shown in Fig. 1, and Fig. 3 is an output signal waveform diagram during constant speed forward rotation in Fig. 1. , FIG. 4 is an output signal waveform diagram during constant speed reverse rotation in FIG. 2.
1は円盤であり、第2図に示す様にスリ・ントが設けら
れている。スリットのエツジの一方は円盤lの中心に対
し放射状に4等分した位置にあり、そのスリットの長さ
の比は同心円上においてはそれぞれ時計方向に1:2:
3:4の比で順番に形成されている。2は速度検出器の
出力信号、3は円盤1の回転軸、4はフォトインタラプ
タであり、光を遮断、通過させることにより電気的なパ
ルスがそれに対応して出力される。5はマイクロコンピ
ュータ(以下マイコンという)であり、速さ。1 is a disk, and as shown in FIG. 2, a slit is provided. One edge of the slit is located at a position radially dividing the center of the disk l into four equal parts, and the length ratio of the slit is 1:2 in the clockwise direction on the concentric circles.
They are formed in order at a ratio of 3:4. Reference numeral 2 designates an output signal from a speed detector, 3 a rotating shaft of the disk 1, and 4 a photointerrupter, which outputs electrical pulses in response to blocking and passing light. 5 is a microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer) and its speed.
方向の判断を行う。Make direction decisions.
まず、回転方向の検出について説明する。First, detection of the rotation direction will be explained.
円盤1が定速正回転している時、フォトインタラプタ4
を円盤1のスリットが横ぎり、それによって出力信号2
がマイコン5に入力される。出力信号2の波形は第3図
に示す定速正転時出力信号波形6である。出力信号2に
おいて、円盤1のスリット幅と対応した高レベルの信号
のパルス幅はWl、W2.W3.W4.Wl、W2−−
一の順に変化する。パルス幅の比はWl :W2 :’
W3 :W4=1:2+3:4である。When disk 1 is rotating at a constant speed, photo interrupter 4
is crossed by the slit of disk 1, which causes output signal 2
is input to the microcomputer 5. The waveform of the output signal 2 is the constant speed normal rotation output signal waveform 6 shown in FIG. In the output signal 2, the pulse width of the high level signal corresponding to the slit width of the disk 1 is Wl, W2 . W3. W4. Wl, W2--
Changes in the order of 1. The pulse width ratio is Wl:W2:'
W3:W4=1:2+3:4.
また、円盤1が定速逆回転している時は、同様にして、
出力信号2の波形は第4図に示す定速逆回転時出力波形
7となり、高レベルの信号パルスの幅は、W4.W3.
W2.Wl、W4.W3−m−の順に変化し、正転時と
異なった変化をする。Also, when the disk 1 is rotating in the opposite direction at a constant speed, similarly,
The waveform of the output signal 2 is the output waveform 7 during constant speed reverse rotation shown in FIG. 4, and the width of the high level signal pulse is W4. W3.
W2. Wl, W4. It changes in the order of W3-m-, and changes differently than during normal rotation.
従って、マイコン5により、この高レベルの信号パルス
の幅が変化する順序を解析することで円盤1の回転方向
が判別できる。Therefore, the rotation direction of the disk 1 can be determined by the microcomputer 5 by analyzing the order in which the widths of the high-level signal pulses change.
次に回転数の検出について説明する。Next, detection of the rotation speed will be explained.
円盤1が定速正回転している時には出力信号2は、定速
逆転時波形6の様に信号の立ち下がりエツジから次の立
ち下がりエツジまでの周期Tは一定となる。When the disc 1 is rotating in the forward direction at a constant speed, the period T of the output signal 2 from one falling edge of the signal to the next falling edge is constant, as shown in the waveform 6 during constant speed reverse rotation.
また、定速逆回転時には出力信号2は定速逆回転時出力
波形7の様に信号の立ち上がりエツジから次の立ち上が
りエツジまでの周期Tが一定となる。Further, during constant speed reverse rotation, the output signal 2 has a constant period T from one rising edge of the signal to the next rising edge, as shown in output waveform 7 during constant speed reverse rotation.
そして、これらの周期Tは円盤10回転周期に比例する
。また、回転周期と速さには逆数の関係がある。そこで
、円盤1の回転方向に対応したエツジの周期をマイコン
5が計測を行えば円盤1の速さを知ることが出来る。These periods T are proportional to the period of 10 rotations of the disc. Furthermore, there is an inverse relationship between rotation period and speed. Therefore, if the microcomputer 5 measures the period of the edge corresponding to the direction of rotation of the disk 1, the speed of the disk 1 can be determined.
従って、本実施例によれば、円盤1の形状を特定の形に
することで、速度検出器の1つの出力のみでマイコン5
は円盤lの速さと回転方向の両方を知ることが出来る。Therefore, according to this embodiment, by making the shape of the disc 1 a specific shape, the microcomputer 5 can be operated by only one output of the speed detector.
can know both the speed and rotation direction of the disk l.
また、本実施例において、従来の速度検出器と構造的に
異なるのは、円盤のスリット形状のみであるので、装置
のコストが上昇することはない。Further, in this embodiment, the only structural difference from the conventional speed detector is the shape of the slit in the disk, so the cost of the device does not increase.
ここで、比較のために、従来の速度検出器における円盤
8を第5図に、その円盤8を用いた場合の定速時の出力
信号波形9を第6図に、それぞれ示しておく。For comparison, the disk 8 in a conventional speed detector is shown in FIG. 5, and the output signal waveform 9 at constant speed when using the disk 8 is shown in FIG. 6.
さて、上述の例においては、円盤1にスリット幅の大小
が規則的に並んだ例を示したが、スリット幅が不規則で
あってもスリットの一方のエツジが円盤の中心に対し放
射状に等分した位置にあり、正回転と逆回転で出力パル
スの列が区別出来るものであれば、同様に速さ、方向の
判別が可能である。Now, in the above example, we have shown an example in which the slit widths are arranged regularly on the disk 1, but even if the slit width is irregular, one edge of the slit is arranged radially evenly with respect to the center of the disk. If the output pulses are located at separate positions and the train of output pulses can be distinguished between forward rotation and reverse rotation, the speed and direction can be determined in the same way.
例えば、第7図の様な円盤10を使用すればスリットの
並びは不規則であるが、出力信号2として第8図、第9
yAに示す様な定速正転時出力信号11または定速逆転
時出力信号12が得られるから、速さ、方向の判別が可
能である。For example, if the disk 10 shown in FIG. 7 is used, the slits will be arranged irregularly, but as the output signal 2, the slits shown in FIGS.
Since a constant speed forward rotation output signal 11 or a constant speed reverse rotation output signal 12 as shown in yA is obtained, the speed and direction can be determined.
更に、出力信号パルスの発生に円盤以外のものを用いて
も同様のことが行える。Furthermore, the same effect can be achieved even if something other than a disk is used to generate the output signal pulse.
第10図に示すように円筒19の表面に光反射面14と
先非反射面15を設け、発光部16と受光部17から成
るフォトセンサーで円筒表面の状態を出力信号18とし
て得る。円筒19が回転軸13を中心に回転すれば出力
信号18には、先の円盤を用いた実施例と同様の信号が
得られるから、速さ、方向の判別が可能である。As shown in FIG. 10, a light reflecting surface 14 and a non-reflecting surface 15 are provided on the surface of a cylinder 19, and a photosensor comprising a light emitting section 16 and a light receiving section 17 obtains the state of the cylinder surface as an output signal 18. When the cylinder 19 rotates around the rotating shaft 13, the output signal 18 is similar to that in the previous embodiment using a disk, so the speed and direction can be determined.
また更に、本発明は回転運動だけでなく、直線運動する
ものにも適用できる。Furthermore, the present invention can be applied not only to rotational motion but also to linear motion.
例えば、第11図に示す様にシャフト20に添って可動
する可動板26を設け、発光部21と受光部22から成
るフォトセンサーで可動板26の端面に設けた光反射面
25と先非反射面24を判別することにより、可動板の
動作を出力信号23に得られるから、前述の実施例と同
様に速さ、方向を検出することが可能である。For example, as shown in FIG. 11, a movable plate 26 that is movable along the shaft 20 is provided, and a photo sensor consisting of a light emitting part 21 and a light receiving part 22 is connected to a light reflecting surface 25 provided on the end surface of the movable plate 26 and a non-reflective tip. By determining the surface 24, the movement of the movable plate can be obtained as the output signal 23, so it is possible to detect the speed and direction in the same manner as in the previous embodiment.
また更に、出力信号発生手段として磁気によるパターン
と、それを検出するためにコイル等の検出器を使用して
も同様に速さ、方向を検出可能である。Furthermore, the speed and direction can be similarly detected by using a magnetic pattern as the output signal generating means and a detector such as a coil to detect the pattern.
次に、本発明の性能を向上する方法を説明する。Next, a method for improving the performance of the present invention will be described.
本発明の速度検出器により方向の検出を行う場合、それ
に必要な最低パルス数は、そのスリット等のパターンに
より決定される。例えば、第2図で示される円盤を用い
た場合、方向の検出に要するパルス数は3パルスである
。パルス数に対する回転角は円盤1のスリット数に反比
例することは明らかであるから、方向検出に要する円盤
1の回転角度を小さくするためには、円盤1のスリット
を増せばよい。When detecting direction using the speed detector of the present invention, the minimum number of pulses required for this is determined by the pattern of the slits, etc. For example, when using the disk shown in FIG. 2, the number of pulses required for direction detection is three pulses. It is clear that the rotation angle with respect to the number of pulses is inversely proportional to the number of slits in the disk 1, so in order to reduce the rotation angle of the disk 1 required for direction detection, the number of slits in the disk 1 can be increased.
また、第2図の円盤1の角加速度が大きい場合には、例
えば円盤1が正転方向に加速し、その速さの変化割合が
、定速回転時の出力パルスの幅の変化割合よりも大きく
なると、パルス幅の変化パターンが異状となって方向検
出不可能となるのは明らかである。方向検出可能な角加
速度の上限を上げるためには、定速回転時のパルス変化
幅の比が大きくなる様に、スリット幅の比を大きくすれ
ばよい。In addition, when the angular acceleration of the disk 1 in Fig. 2 is large, for example, the disk 1 accelerates in the forward rotation direction, and the rate of change in speed is greater than the rate of change in the width of the output pulse when rotating at a constant speed. It is clear that if the pulse width becomes large, the pulse width change pattern becomes abnormal and direction detection becomes impossible. In order to increase the upper limit of the angular acceleration that can detect the direction, the ratio of the slit widths may be increased so that the ratio of pulse change widths during constant speed rotation becomes larger.
本発明によれば、速度検出器の出力信号に、速さの情報
と方向の情報を同時に出力できるので、他に独立した方
向の検出器を設けなくても速度検出器出力のみで方向を
検出できる効果がある。According to the present invention, since speed information and direction information can be output simultaneously in the output signal of the speed detector, the direction can be detected only by the speed detector output without the need to provide an independent direction detector. There is an effect that can be done.
また、構造的に従来の速度検出器と異なるのは円盤のス
リット形状のみであるので、装置のコストは上昇しない
効果がある。Furthermore, since the only structural difference from conventional speed detectors is the shape of the slit in the disc, the cost of the device does not increase.
第1図は本発明の一実施例としての速度検出器の構成図
、第2図は第1図の円盤の平面図、第3図は第1図にお
ける正転時の出力信号波形図、第4図は第1図における
逆転時の出力信号波形図、第5図は従来の速度検出器に
おける円盤の平面図、第6図は従来の速度検出器におけ
る定速時の出力信号波形図、第7図は第1図の円盤の他
の具体例の平面図、第8図は第7図の円盤を使用した場
合の第1図における正転時の出力信号波形図、第9図は
第7図の円盤を使用した場合の第1図における逆転時の
出力信号波形図、第1O図は本発明の他の実施例として
の速度検出器の要部の斜視図、第11図は本発明の別の
実施例としての速度検出器の要部の斜視図である。
1−m−円盤 6−−−正転時出力信号波形7−−−逆
転時出力信号波形Fig. 1 is a configuration diagram of a speed detector as an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view of the disk in Fig. 1, Fig. 3 is an output signal waveform diagram during normal rotation in Fig. 1, Figure 4 is an output signal waveform diagram during reverse rotation in Figure 1, Figure 5 is a plan view of a disk in a conventional speed detector, Figure 6 is an output signal waveform diagram at constant speed in a conventional speed detector, Fig. 7 is a plan view of another specific example of the disc shown in Fig. 1, Fig. 8 is an output signal waveform diagram during normal rotation in Fig. 1 when the disc shown in Fig. 7 is used, and Fig. 9 is a diagram of the output signal waveform of the disc shown in Fig. 7. FIG. 1 is a diagram of the output signal waveform during reverse rotation when the disc shown in the figure is used, FIG. It is a perspective view of the principal part of a speed detector as another example. 1-m-Disc 6----Output signal waveform during forward rotation 7---Output signal waveform during reverse rotation
Claims (1)
た周期を持つパルスを出力する速度検出器において、前
記物体の運動方向も併せて検出して、その運動方向の情
報を前記パルスにパルス幅の変化として多重することを
特徴とする速度検出器。 2、請求項1に記載の速度検出器において、前記物体と
連動して運動すると共に、その運動方向に沿って第1の
領域と第2の領域を交互に複数有して成る可動部と、運
動する前記可動部の近傍に固定され、前記第1の領域を
検出した時はハイレベルを、前記第2の領域を検出した
時はローレベルを、前記パルスとして出力する検出部と
、を有し、出力される前記パルスのパルス幅の変化が前
記可動部の運動方向によって異なった変化を示すように
、前記可動部における前記第1の領域のそれぞれの前記
運動方向の長さ及び前記第2の領域のそれぞれの前記運
動方向の長さを設定したことを特徴とする速度検出器。[Claims] 1. A speed detector that detects the speed of a moving object and outputs a pulse with a period corresponding to the speed, which also detects the direction of the object's movement and detects the movement. A speed detector characterized in that direction information is multiplexed onto the pulse as a change in pulse width. 2. In the speed detector according to claim 1, a movable part that moves in conjunction with the object and has a plurality of first regions and second regions alternately along the direction of movement; a detection unit fixed near the movable part that moves, and outputs a high level as the pulse when the first area is detected and a low level when the second area is detected. and the length of each of the first regions in the movable part in the movement direction and the second A speed detector characterized in that a length in the movement direction of each region is set.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15977790A JPH0450771A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Speed detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15977790A JPH0450771A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Speed detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0450771A true JPH0450771A (en) | 1992-02-19 |
Family
ID=15701040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15977790A Pending JPH0450771A (en) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Speed detector |
Country Status (1)
Country | Link |
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