JPH10225159A - 出力軸の回転数を制御するための方法および装置 - Google Patents
出力軸の回転数を制御するための方法および装置Info
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- JPH10225159A JPH10225159A JP10025261A JP2526198A JPH10225159A JP H10225159 A JPH10225159 A JP H10225159A JP 10025261 A JP10025261 A JP 10025261A JP 2526198 A JP2526198 A JP 2526198A JP H10225159 A JPH10225159 A JP H10225159A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 8
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
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- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/16—Controlling the angular speed of one shaft
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ないコストと、特に変速機に対する少ない
要件とにより、出力軸の高品質の回転数制御を可能にす
ること。 【解決手段】 電動機(3)から変速機(1)を介して
駆動される出力軸(2)の回転数を制御するために、電
動機(3)の主軸(4)の回転数と出力軸(2)の回転
数との差分が、増分回転角度センサ(5、6、8、9、
10)を利用して現在値として検出され、所定の目標値
からの出力軸(2)の回転数の偏差を調整するため、電
動機(3)を制御する制御回路に使用される。
要件とにより、出力軸の高品質の回転数制御を可能にす
ること。 【解決手段】 電動機(3)から変速機(1)を介して
駆動される出力軸(2)の回転数を制御するために、電
動機(3)の主軸(4)の回転数と出力軸(2)の回転
数との差分が、増分回転角度センサ(5、6、8、9、
10)を利用して現在値として検出され、所定の目標値
からの出力軸(2)の回転数の偏差を調整するため、電
動機(3)を制御する制御回路に使用される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機から変速機
を介して駆動される出力軸の回転数を制御するための方
法および装置に関する。
を介して駆動される出力軸の回転数を制御するための方
法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電動機の出力軸の回転数制御において、
特にサーボ駆動機構では、電動機によって駆動される軸
の回転数を所定の目標値に従って制御する必要、たとえ
ば、軸の同期を制御する必要がある。このため一般に
は、回転速度計を電動機の主軸に取付け、前記回転速度
計による主軸の回転数の測定がおこなわれている。前述
の回転数情報により制御回路で所定の目標値からの主軸
の回転数の偏差が電動機のそれに対応する電流の制御に
よって調整される。ここで回転速度計としては、しばし
ば増分回転角度センサが利用され、前記増分回転角度セ
ンサが回転数情報をデジタル式に矩形パルスとして、ま
たはアナログ式に正弦および余弦信号として形成する。
特にサーボ駆動機構では、電動機によって駆動される軸
の回転数を所定の目標値に従って制御する必要、たとえ
ば、軸の同期を制御する必要がある。このため一般に
は、回転速度計を電動機の主軸に取付け、前記回転速度
計による主軸の回転数の測定がおこなわれている。前述
の回転数情報により制御回路で所定の目標値からの主軸
の回転数の偏差が電動機のそれに対応する電流の制御に
よって調整される。ここで回転速度計としては、しばし
ば増分回転角度センサが利用され、前記増分回転角度セ
ンサが回転数情報をデジタル式に矩形パルスとして、ま
たはアナログ式に正弦および余弦信号として形成する。
【0003】実際上大多数の事例においては、電動機に
機械式変速機が後置されるため、この結果適用するにあ
たっては、変速機の出力軸の回転数が重要である。機械
式変速機は、一般に回転数の伝達においてある程度の非
線形性を有する。このため電動機の主軸の回転数の制御
は、出力軸の回転数を不十分に制御しているにすぎな
い。前述の欠点は非常にコストのかかる変速機によって
のみ抑制することができる。
機械式変速機が後置されるため、この結果適用するにあ
たっては、変速機の出力軸の回転数が重要である。機械
式変速機は、一般に回転数の伝達においてある程度の非
線形性を有する。このため電動機の主軸の回転数の制御
は、出力軸の回転数を不十分に制御しているにすぎな
い。前述の欠点は非常にコストのかかる変速機によって
のみ抑制することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する問題点は、電動機から変速機を介して駆動される出
力軸の回転数を制御するための方法と装置を提供し、少
ないコストと、特に変速機に対する少ない要件とによ
り、出力軸の高品質の回転数制御を可能にすることであ
る。
する問題点は、電動機から変速機を介して駆動される出
力軸の回転数を制御するための方法と装置を提供し、少
ないコストと、特に変速機に対する少ない要件とによ
り、出力軸の高品質の回転数制御を可能にすることであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明に基
づき、請求項1に記載する特徴を有する方法もしくは請
求項4に記載する特徴を有する装置によって解決され
る。
づき、請求項1に記載する特徴を有する方法もしくは請
求項4に記載する特徴を有する装置によって解決され
る。
【0006】本発明の好ましい実施態様は、残りの従属
請求項に記載される。
請求項に記載される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の基本的な考え方は、回転
数を制御するために、電動機を制御する変速機の出力軸
の回転数を利用することである。これにより、制御にお
いて機械式変速機の回転数伝達機能の非線形性が併せて
考慮されるため、この結果、機械式変速機の線形性と精
度に対して高い要件を課す必要がない。また、小さい線
形性を有するコスト的に有利な機械式変速機において
も、高い精度をもつ出力軸の回転数制御が可能である。
数を制御するために、電動機を制御する変速機の出力軸
の回転数を利用することである。これにより、制御にお
いて機械式変速機の回転数伝達機能の非線形性が併せて
考慮されるため、この結果、機械式変速機の線形性と精
度に対して高い要件を課す必要がない。また、小さい線
形性を有するコスト的に有利な機械式変速機において
も、高い精度をもつ出力軸の回転数制御が可能である。
【0008】回転数制御にかかるコストを少なくするた
め、電動機の主軸の回転数と変速機の出力軸の回転数の
差分が現在値として検出される。この結果、制御値の現
在値すなわち出力軸の回転数を算出するためにも、また
主軸の角度位置すなわち整流するための電動機の回転子
位置を決めるためにも、ただ1つのセンサで十分であ
る。このため現在値センサとしての回転角度度センサに
かかるコストは、従来の制御方式よりも少なくなる。
め、電動機の主軸の回転数と変速機の出力軸の回転数の
差分が現在値として検出される。この結果、制御値の現
在値すなわち出力軸の回転数を算出するためにも、また
主軸の角度位置すなわち整流するための電動機の回転子
位置を決めるためにも、ただ1つのセンサで十分であ
る。このため現在値センサとしての回転角度度センサに
かかるコストは、従来の制御方式よりも少なくなる。
【0009】好ましくは、主軸の回転数と出力軸の回転
数との差分が増分回転角度センサを利用して定量され、
前記増分回転角度センサの相対回転が走査される。増分
回転角度センサの相対回転、たとえば2つの光学式走査
バーコードディスクの相対回転は、主軸回転数と出力軸
回転数との間の差分に相当する信号を生ずる。出力軸回
転数は主軸回転数と等しく変速機の減速比が乗じられ、
前記減速比に変速機伝達機能の不特定の非線形性が入り
こむ。一般に使用されている変速機は少なくとも1オー
ダの減速比を有するので、差分信号の周波数は主軸回転
数のオーダ範囲にあるが、機械式変速機の非線形性を含
まない差分信号が生じる。
数との差分が増分回転角度センサを利用して定量され、
前記増分回転角度センサの相対回転が走査される。増分
回転角度センサの相対回転、たとえば2つの光学式走査
バーコードディスクの相対回転は、主軸回転数と出力軸
回転数との間の差分に相当する信号を生ずる。出力軸回
転数は主軸回転数と等しく変速機の減速比が乗じられ、
前記減速比に変速機伝達機能の不特定の非線形性が入り
こむ。一般に使用されている変速機は少なくとも1オー
ダの減速比を有するので、差分信号の周波数は主軸回転
数のオーダ範囲にあるが、機械式変速機の非線形性を含
まない差分信号が生じる。
【0010】この装置の構造は、電動機と変速機が軸方
向に互いに一直線に並べて組込まれるとき、機械的に単
純となり、主軸と出力軸とが同軸上で互いに貫入され
る。好ましくは、変速機を電動機の一方の軸端に、か
つ、現在値センサは電動機の他方の軸端に取付けること
ができ、その際、主軸は中空軸として形成され、かつ、
出力軸は主軸を同軸に貫入する。これにより、たとえば
サーボ駆動機構一式として組み込むことができるコンパ
クトな構造単位が生ずる。
向に互いに一直線に並べて組込まれるとき、機械的に単
純となり、主軸と出力軸とが同軸上で互いに貫入され
る。好ましくは、変速機を電動機の一方の軸端に、か
つ、現在値センサは電動機の他方の軸端に取付けること
ができ、その際、主軸は中空軸として形成され、かつ、
出力軸は主軸を同軸に貫入する。これにより、たとえば
サーボ駆動機構一式として組み込むことができるコンパ
クトな構造単位が生ずる。
【0011】主軸に連結された回転角度センサは、電動
機の回転子の角度位置に相当し、かつ、電動機の通電も
しくは整流のために使用することができる信号を形成す
るために、好ましくは追加で別々に走査される。
機の回転子の角度位置に相当し、かつ、電動機の通電も
しくは整流のために使用することができる信号を形成す
るために、好ましくは追加で別々に走査される。
【0012】
【実施例】以下に、本発明を図面に示した実施例を利用
してより詳しく説明する。図1は、回転数を制御するた
めの装置の軸方向断面における図解を示す。
してより詳しく説明する。図1は、回転数を制御するた
めの装置の軸方向断面における図解を示す。
【0013】電動機3は、該電動機の主軸4により変速
機1を駆動し、前記変速機は軸方向に一直線に並べて電
動機3の前部正面に取付けられる。機械式変速機1の出
力軸2は、変速機1の前部取付正面から突出し、かつ、
サーボ駆動軸として利用される。主軸4は中空軸として
形成される。変速機の出力軸2は後方に伸長され、か
つ、同軸で主軸4に貫通される。主軸4も出力軸2も、
電動機3の後部正面上に突出する。
機1を駆動し、前記変速機は軸方向に一直線に並べて電
動機3の前部正面に取付けられる。機械式変速機1の出
力軸2は、変速機1の前部取付正面から突出し、かつ、
サーボ駆動軸として利用される。主軸4は中空軸として
形成される。変速機の出力軸2は後方に伸長され、か
つ、同軸で主軸4に貫通される。主軸4も出力軸2も、
電動機3の後部正面上に突出する。
【0014】電動機4の後部端には、バーコードディス
ク5として形成される第1の増分角度測定体現体が載置
される。主軸4上に突出する出力軸2の後部端には、バ
ーコードディスク6として形成される第2の増分角度測
定体現体が載置される。前記両方のバーコードディスク
5および6は同軸上でかつ軸方向に離間して配設され
る。
ク5として形成される第1の増分角度測定体現体が載置
される。主軸4上に突出する出力軸2の後部端には、バ
ーコードディスク6として形成される第2の増分角度測
定体現体が載置される。前記両方のバーコードディスク
5および6は同軸上でかつ軸方向に離間して配設され
る。
【0015】主軸4と連結される第1バーコードディス
ク5は、互いに同心に配設され、内部コードトラック1
1と外部増分トラック12とを支持する。コードトラッ
ク11は、たとえば電動機3の極数に対応してデジタル
式の絶対情報か、または1回転につき1つの正弦/余弦
情報を含む。出力軸2と連結される第2バーコードディ
スク6は、第1バーコードディスク5の外部増分トラッ
ク12と完全に等しく配設される外部増分トラック7
と、第1バーコードディスク5の内部コードトラック1
1と完全に等しく配設される同心の内部が透明のトラッ
ク領域13とを支持する。
ク5は、互いに同心に配設され、内部コードトラック1
1と外部増分トラック12とを支持する。コードトラッ
ク11は、たとえば電動機3の極数に対応してデジタル
式の絶対情報か、または1回転につき1つの正弦/余弦
情報を含む。出力軸2と連結される第2バーコードディ
スク6は、第1バーコードディスク5の外部増分トラッ
ク12と完全に等しく配設される外部増分トラック7
と、第1バーコードディスク5の内部コードトラック1
1と完全に等しく配設される同心の内部が透明のトラッ
ク領域13とを支持する。
【0016】電動機3のハウジングに対して固定して配
設された走査装置は、バーコードディスク5および6の
トラックを走査する。前記走査装置は、光源10と、光
源10の光を平行に束ねかつバーコードディスク5およ
び6を通して誘導するレンズ9と、光電検出器8とから
構成される。光電検出器8は、外部の検出区間14と内
部の検出区間15とを有する。外部の検出区間14は、
外部の増分トラック7および12を透過する光に反応す
るのに対し、内部の検出区間15は透過するトラック領
域13と内部のコードトラック11とを透過する光に反
応する。
設された走査装置は、バーコードディスク5および6の
トラックを走査する。前記走査装置は、光源10と、光
源10の光を平行に束ねかつバーコードディスク5およ
び6を通して誘導するレンズ9と、光電検出器8とから
構成される。光電検出器8は、外部の検出区間14と内
部の検出区間15とを有する。外部の検出区間14は、
外部の増分トラック7および12を透過する光に反応す
るのに対し、内部の検出区間15は透過するトラック領
域13と内部のコードトラック11とを透過する光に反
応する。
【0017】電動機3が駆動したとき、第1バーコード
ディスク5が主軸4の回転数で回転するのに対し、第2
バーコードディスク6は変速機の出力軸2の回転数で回
転する。光電検出器8の内部の検出区間15は、第1バ
ーコードディスク5の内部のコードトラック11によっ
て決定される光信号を受信する。これに対応して内部の
検出区間15によって形成された電気出力信号は、主軸
4の角度位置とともに電動機3の回転子の角度位置を該
電動機の通電および整流用として決定するのに利用され
る。
ディスク5が主軸4の回転数で回転するのに対し、第2
バーコードディスク6は変速機の出力軸2の回転数で回
転する。光電検出器8の内部の検出区間15は、第1バ
ーコードディスク5の内部のコードトラック11によっ
て決定される光信号を受信する。これに対応して内部の
検出区間15によって形成された電気出力信号は、主軸
4の角度位置とともに電動機3の回転子の角度位置を該
電動機の通電および整流用として決定するのに利用され
る。
【0018】
【発明の効果】光電検出器8の外部の検出区間14は、
回転数の差分に応じて変調される光信号を受信し、前記
回転数で第1バーコードディスク5もしくは第2バーコ
ードディスク6の増分トラック12および7が回転す
る。変速機1が−大多数の適用事例のように−減速歯車
装置である限りにおいて、第2バーコードディスク6は
本質的に第1バーコードディスク5よりも遅く回転す
る。外部の検出区間14によって形成された電気出力信
号は、これに対応して正弦状の信号であり、この正弦信
号の周波数は本質的に第1バーコードディスク5の外部
の増分トラック12によって決定されるが、第2バーコ
ードディスク6の増分トラック7の回転数に応じて減少
する。第2バーコードディスク6の回転では変速機1の
伝達機能の非線形性が影響を及ぼすので、外部の検出区
間14の信号も変速機1の非線形性に起因する偏差を示
す。外部の検出区間14の電気出力信号は、電動機3の
通電を制御し、かつ、所定の目標値からの出力軸2の回
転数の偏差を調整するために使用される。
回転数の差分に応じて変調される光信号を受信し、前記
回転数で第1バーコードディスク5もしくは第2バーコ
ードディスク6の増分トラック12および7が回転す
る。変速機1が−大多数の適用事例のように−減速歯車
装置である限りにおいて、第2バーコードディスク6は
本質的に第1バーコードディスク5よりも遅く回転す
る。外部の検出区間14によって形成された電気出力信
号は、これに対応して正弦状の信号であり、この正弦信
号の周波数は本質的に第1バーコードディスク5の外部
の増分トラック12によって決定されるが、第2バーコ
ードディスク6の増分トラック7の回転数に応じて減少
する。第2バーコードディスク6の回転では変速機1の
伝達機能の非線形性が影響を及ぼすので、外部の検出区
間14の信号も変速機1の非線形性に起因する偏差を示
す。外部の検出区間14の電気出力信号は、電動機3の
通電を制御し、かつ、所定の目標値からの出力軸2の回
転数の偏差を調整するために使用される。
【図1】回転数を制御するための装置の軸方向断面にお
ける図を示す。
ける図を示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 電動機から変速機を介して駆動される出
力軸の回転数を制御するための方法であって、回転数の
現在値が検出され、かつ、回転数の目標値からの前記現
在値の偏差に応じて電動機が制御される方法において、
現在値として電動機の主軸の回転数と変速機の出力軸の
回転数との差分が検出される方法。 - 【請求項2】 主軸の回転数と出力軸の回転数とが増分
回転角度センサを利用して検出され、前記増分回転角度
センサが現在値として該角度センサの相対回転に対応す
る信号を形成するため、一緒に走査されることを特徴と
する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 電動機の回転子位置を決める信号を形成
するため、主軸の増分回転角度センサに追加して独立し
た走査角度情報が割当てられることを特徴とする請求項
2記載の方法。 - 【請求項4】 現在値センサとして回転角度センサを有
し、かつ、目標値からの現在値の制御偏差に従って電動
機を制御する制御回路を有する、電動機から変速機を介
して駆動される出力軸の回転数を制御するための装置に
おいて、回転角度センサが主軸(4)によって駆動され
る第1増分角度測定体現体(5)と出力軸(2)によっ
て駆動される第2増分角度測定体現体(6)とを有し、
走査装置(8、9、10)が第1および第2の角度測定
体現体(5、6)を一緒に走査し、かつ、第1および第
2の角度測定体現体(5、6)の回転数の差分に応じた
信号を制御回路のための現在値として形成することを特
徴とする装置。 - 【請求項5】 第1および第2の角度測定体現体(5、
6)が同軸に配設されることを特徴とする請求項4記載
の装置。 - 【請求項6】 電動機(3)と変速機(1)とが軸方向
に一直線に並べて配設され、かつ、主軸(4)または出
力軸(2)が中空軸として形成され、かつ、前記両軸
(2もしくは4)の他方がそれぞれ同軸に貫入されてい
ることを特徴とする請求項5記載の装置。 - 【請求項7】 第1および第2の角度測定体現体(5、
6)が光学式に走査可能のバーコードディスクであるこ
とを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1項記載の
装置。 - 【請求項8】 第1の増分測定体現体(5)と、もう1
つ別のコードトラック(11)とが接続され、前記コー
ドトラックが主軸(4)の角度位置を検出する信号を形
成する独立の走査装置(9、10、15)を有すること
を特徴とする請求項4ないし7のいずれか1項記載の装
置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19704939A DE19704939A1 (de) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl einer Ausgangswelle |
DE19704939.7 | 1997-02-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10225159A true JPH10225159A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=7819785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10025261A Pending JPH10225159A (ja) | 1997-02-10 | 1998-02-06 | 出力軸の回転数を制御するための方法および装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5932980A (ja) |
JP (1) | JPH10225159A (ja) |
DE (1) | DE19704939A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016166879A (ja) * | 2010-10-12 | 2016-09-15 | 株式会社ニコン | エンコーダ、駆動装置及びロボット装置 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7401710B2 (en) * | 2002-10-04 | 2008-07-22 | Dixie-Narco, Inc. | Vending machine dispensing system |
CZ306961B6 (cs) * | 2009-10-23 | 2017-10-18 | Vysoká Škola Báňská - Technická Universita Ostrava | Způsob měření chyby převodu ozubeného soukolí |
CZ306960B6 (cs) * | 2009-10-23 | 2017-10-18 | Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava | Způsob měření chyby ozubeného převodu |
US20120104879A1 (en) * | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Krishnan Ramu | Noise reduction structures for electrical machines |
US9052005B2 (en) | 2013-06-12 | 2015-06-09 | Deere & Company | Method of backlash compensation |
JP6575504B2 (ja) * | 2016-12-26 | 2019-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | モータ制御システム |
CN107204687A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-09-26 | 桂林航天工业学院 | 一种旋转机构 |
CN110513442A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-29 | 南昌大学 | 一种具有零位输出和行程限位的谐波减速器 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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