JPS60173406A - 回転駆動系における絶対位置検出方式 - Google Patents
回転駆動系における絶対位置検出方式Info
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- JPS60173406A JPS60173406A JP2880484A JP2880484A JPS60173406A JP S60173406 A JPS60173406 A JP S60173406A JP 2880484 A JP2880484 A JP 2880484A JP 2880484 A JP2880484 A JP 2880484A JP S60173406 A JPS60173406 A JP S60173406A
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- JP
- Japan
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- absolute position
- detector
- drive system
- rotation
- absolute
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は回転駆動系における絶対位置検出方式に関し、
特に回転軸に対し相異なる変速比を有する変速機を介し
て結合された２個の位置検出器を用いた回転駆動系にお
ける絶対位置検出方式に関する。
特に回転軸に対し相異なる変速比を有する変速機を介し
て結合された２個の位置検出器を用いた回転駆動系にお
ける絶対位置検出方式に関する。
従来技術
複数回転をもって１行程を構成する回転駆動系において
、その絶対位置を検出する方式として、従来は複数個の
絶対位置検出器を歯車等で結合し、検出器間に上位と下
位の関係を持たせ、上位検出器の検出値を上位桁に、下
位検出器の検出値を下位桁にして、絶対検出値を得る方
式が用いられている。この方式には次のような問題点が
ある。
、その絶対位置を検出する方式として、従来は複数個の
絶対位置検出器を歯車等で結合し、検出器間に上位と下
位の関係を持たせ、上位検出器の検出値を上位桁に、下
位検出器の検出値を下位桁にして、絶対検出値を得る方
式が用いられている。この方式には次のような問題点が
ある。
（ａ） 下位桁の桁上げごとに上位桁の変化が必要なた
め、歯車の減速比が大きくなると、上位検出器に非常な
高精度が要求される。すなわち、上（５１桁の位置検出
器の鞘部は、下位桁の位置検出器の精度の減速比倍の精
度が必要となる。
め、歯車の減速比が大きくなると、上位検出器に非常な
高精度が要求される。すなわち、上（５１桁の位置検出
器の鞘部は、下位桁の位置検出器の精度の減速比倍の精
度が必要となる。
（ｂ） 使用する検出器はすべて絶対位置検出器でなけ
ればならないので、本来その駆動系としてインクリメン
タル検出器（絶対位置検出器と異なり或基準位置からの
増分を検出する検出器）を用いている場合、更に１つの
検出器を検出機構に組み入れる必要がある。
ればならないので、本来その駆動系としてインクリメン
タル検出器（絶対位置検出器と異なり或基準位置からの
増分を検出する検出器）を用いている場合、更に１つの
検出器を検出機構に組み入れる必要がある。
発明の目的
本発明の目的は、前述の従来形の方式における問題点に
かんがみ、１個の絶対位置検出器と、１ザイクルごとに
定められた数の信号を発生する検出器を適当な変速比で
組合せるという着想に基づき、特に高精度な絶対位置検
出器を必要とせず、かつ２つの位置検出器のうち少なく
とも１つが絶対位置検出器であれば足りるような絶対位
置検出方式を得ることにある。
かんがみ、１個の絶対位置検出器と、１ザイクルごとに
定められた数の信号を発生する検出器を適当な変速比で
組合せるという着想に基づき、特に高精度な絶対位置検
出器を必要とせず、かつ２つの位置検出器のうち少なく
とも１つが絶対位置検出器であれば足りるような絶対位
置検出方式を得ることにある。
発明の構成
本発明においては、複数回転で１行程を構成する回転駆
動系における絶対位置検出方式において、該回転駆動系
の回転軸に対し相異なる変速比を有する変速機を介して
結合された２個の位置検出器を具備１．該位置検出器の
少なくとも１つはｌサイクル内の給体位置を検出するよ
うにし、該位置検出器の１つはその１回転ごとに少なく
とも１個の信号を出力するようにし、該回転駆動系の１
行程の動作範囲内で、該信号の出力時における他方の該
位置検出器により検出される絶対位置がすべて異なる値
をとるように該変速機の変速比が定められていることを
特徴とする回転駆動系における絶対位置検出方式が提供
される。
動系における絶対位置検出方式において、該回転駆動系
の回転軸に対し相異なる変速比を有する変速機を介して
結合された２個の位置検出器を具備１．該位置検出器の
少なくとも１つはｌサイクル内の給体位置を検出するよ
うにし、該位置検出器の１つはその１回転ごとに少なく
とも１個の信号を出力するようにし、該回転駆動系の１
行程の動作範囲内で、該信号の出力時における他方の該
位置検出器により検出される絶対位置がすべて異なる値
をとるように該変速機の変速比が定められていることを
特徴とする回転駆動系における絶対位置検出方式が提供
される。
実施例
本発明の第１の実施例としての回転駆動系における絶対
位置検出方式を行う装置の概略構成図が第１図に示され
る。本装置は、回転駆動系１１、回転駆動系１１の回転
軸に対して或変速比（本例ではｌ：ｌ、すなわち直結）
で連結された絶対位置検出器１２、および該回転軸に対
し歯車１４および１５によシ速比Ｎ：（Ｎ十α）で連結
された回転信号発生器１３を具備する。絶対位置検出器
１２のＮ回転に対し回転信号発生器１３は（Ｎ十α）回
転する。回転信号発生器１３は１回転ごとに１個の・や
ルス信号を発生する。回転信号発生器１３としては、絶
対位置検出器、インクリメンタル検出器、またはその他
の検出器であって、１回転につき１個のパルス信号を発
生するものであれば足９る。絶対位置検出器１２はその
１回転について、その回転位置に対応した信号を出力し
、その回転位置を検出することができる。
位置検出方式を行う装置の概略構成図が第１図に示され
る。本装置は、回転駆動系１１、回転駆動系１１の回転
軸に対して或変速比（本例ではｌ：ｌ、すなわち直結）
で連結された絶対位置検出器１２、および該回転軸に対
し歯車１４および１５によシ速比Ｎ：（Ｎ十α）で連結
された回転信号発生器１３を具備する。絶対位置検出器
１２のＮ回転に対し回転信号発生器１３は（Ｎ十α）回
転する。回転信号発生器１３は１回転ごとに１個の・や
ルス信号を発生する。回転信号発生器１３としては、絶
対位置検出器、インクリメンタル検出器、またはその他
の検出器であって、１回転につき１個のパルス信号を発
生するものであれば足９る。絶対位置検出器１２はその
１回転について、その回転位置に対応した信号を出力し
、その回転位置を検出することができる。
前述の速比における値Ｎおよびαの適当な値の選択につ
いて説明する。絶対位置検出器１２がｎサイクル回転す
ると、回転信号発生器１３はｎ（１＋α／Ｎ）サイクル
回転する。回転駆動系１１の１行程（動作範囲、１スト
ロークが絶対位置検出器１２のＮｌ−イクルであるとす
ると、１＝＝１゜２、−、 Ｎに対してＰ（ｎ） −ｎ
（１＋α／Ｎ）−（：ｎ（１，＋α／Ｎ）〕がすべて異
なる値となるようにαが選はハれば、回転信号発生器１
３のｌサイクル信号と同期した絶対位置極用信号は異な
るｎに対してすべて異なる値をとることができる。上式
で〔〕はがウス記号であって〔〕内の実数を超えない整
数のうち最大なものを表わす。
いて説明する。絶対位置検出器１２がｎサイクル回転す
ると、回転信号発生器１３はｎ（１＋α／Ｎ）サイクル
回転する。回転駆動系１１の１行程（動作範囲、１スト
ロークが絶対位置検出器１２のＮｌ−イクルであるとす
ると、１＝＝１゜２、−、 Ｎに対してＰ（ｎ） −ｎ
（１＋α／Ｎ）−（：ｎ（１，＋α／Ｎ）〕がすべて異
なる値となるようにαが選はハれば、回転信号発生器１
３のｌサイクル信号と同期した絶対位置極用信号は異な
るｎに対してすべて異なる値をとることができる。上式
で〔〕はがウス記号であって〔〕内の実数を超えない整
数のうち最大なものを表わす。
整数ｍ１およびｍｚが互いに相異なる値で勘って１ない
しＮのいずれかである時、 Ｐ（町）＝Ｐ（ｍｌ） となるための条件は次のように算出される。
しＮのいずれかである時、 Ｐ（町）＝Ｐ（ｍｌ） となるための条件は次のように算出される。
ｐ （ｍ４ ） ＝ｍ１ （ｌ十α／Ｎ） （：ｍｔ
（１＋α／Ｎ）〕Ｐ（ｍａ） −ｍｔ（１＋α／Ｎ）
［ｍｚ（ｔ＋α／Ｎ）〕上の２式から次の式が成立する
。
（１＋α／Ｎ）〕Ｐ（ｍａ） −ｍｔ（１＋α／Ｎ）
［ｍｚ（ｔ＋α／Ｎ）〕上の２式から次の式が成立する
。
ｍｔ（１＋α／Ｎ） −［ｍｔ （１＋α／Ｎ）］＝ｍ
２（１＋α／Ｎ） ［：ｍａ（１＋α／Ｎ）〕変形して
、（町−ｍｔ）（１＋α／Ｎ） ＝［ｍｔ（１＋α／Ｎ）） ［ｍｔ（ｉ＋α／Ｎ）〕従
って上式が成立するためには、（ｍｔ ｍｚ）＠’Ｎ）
が整数となることが必要条件となる。従って（ｍｌ−町
→（α／Ｎ）が整数でなければ、回転信号発生器１３の
１サイクル信号と同期した絶対位置検出器１２の検出信
号は異なるｎ（＝ｌ、・・・、Ｎ）に対してすべて異な
ることになり、これを位置情報として制御系に記憶させ
ておけば、電源投入時に回転駆動系を動作させ、回転信
号発生器１３が最初に１サイクル信号を発生したと同時
に、行程におけるｌからＮサイクルのうち何サイクル目
であるか検出できる。
２（１＋α／Ｎ） ［：ｍａ（１＋α／Ｎ）〕変形して
、（町−ｍｔ）（１＋α／Ｎ） ＝［ｍｔ（１＋α／Ｎ）） ［ｍｔ（ｉ＋α／Ｎ）〕従
って上式が成立するためには、（ｍｔ ｍｚ）＠’Ｎ）
が整数となることが必要条件となる。従って（ｍｌ−町
→（α／Ｎ）が整数でなければ、回転信号発生器１３の
１サイクル信号と同期した絶対位置検出器１２の検出信
号は異なるｎ（＝ｌ、・・・、Ｎ）に対してすべて異な
ることになり、これを位置情報として制御系に記憶させ
ておけば、電源投入時に回転駆動系を動作させ、回転信
号発生器１３が最初に１サイクル信号を発生したと同時
に、行程におけるｌからＮサイクルのうち何サイクル目
であるか検出できる。
ここで（Ｎ＋α）をＮに対して大きく取多過ぎると、回
転信号発生器１３の回転速度が非常に犬きくなシ、また
（Ｎ＋α）をＮに対して小さく取シ過ぎると回転信号発
生器１３の１サイクル信号の信号幅を非常に小さくしな
ければならず実用的でない。従ってＮ＋αがはｌ′！′
Ｎに等しいような価にαを選ぶのが望ましい。
転信号発生器１３の回転速度が非常に犬きくなシ、また
（Ｎ＋α）をＮに対して小さく取シ過ぎると回転信号発
生器１３の１サイクル信号の信号幅を非常に小さくしな
ければならず実用的でない。従ってＮ＋αがはｌ′！′
Ｎに等しいような価にαを選ぶのが望ましい。
本発明の第２の実施例としての回転駆動系における絶対
位置検出方式を行う装置が蕗２図に示される。本装置は
回転駆動系として電動機２１が、絶対位置検出器として
レゾルバ２２がそれぞれ用いられ、レゾルバ２２と回転
信号発生器２３は速比９９：１００で歯車２４および２
５によ如係合されている。この実施例では、回転信号発
生器２３がｎ回転した時、レゾルバ２２はｎ ／ ｌ
００回転だけ最初の回転位置から遅れた位置をと虱ｔｏ
。
位置検出方式を行う装置が蕗２図に示される。本装置は
回転駆動系として電動機２１が、絶対位置検出器として
レゾルバ２２がそれぞれ用いられ、レゾルバ２２と回転
信号発生器２３は速比９９：１００で歯車２４および２
５によ如係合されている。この実施例では、回転信号発
生器２３がｎ回転した時、レゾルバ２２はｎ ／ ｌ
００回転だけ最初の回転位置から遅れた位置をと虱ｔｏ
。
回転目で元の位置に戻る。従って回転信号発生器２３が
１００回転する行程に１つの行程（ストローク）として
、その間の絶対位置を検出できる。
１００回転する行程に１つの行程（ストローク）として
、その間の絶対位置を検出できる。
すなわち、電動機２１の１回転における回転位置はレゾ
ルバ２２の出力信号によシ検出され、電動機の９９回転
のうちの何回目の回転に位置するかは、回転信号発生器
２３が１回転に１回発生するパルス信号に同期したレゾ
ルバ２２の検出値から知ることができる。
ルバ２２の出力信号によシ検出され、電動機の９９回転
のうちの何回目の回転に位置するかは、回転信号発生器
２３が１回転に１回発生するパルス信号に同期したレゾ
ルバ２２の検出値から知ることができる。
本発明の第３の実施例が第３図に示される。本装置は、
回転駆動系として電動機３１．電動機３１０回転軸に直
結されたレゾルバ３２、レゾルバ３２と速比６：７で歯
車によシ係合された１回転に３パルスを発生する回転信
号発生器３３を具備する。第４図には回転信号発生器３
３における・ｆルス発生タイミングを説明する図が示さ
れる。
回転駆動系として電動機３１．電動機３１０回転軸に直
結されたレゾルバ３２、レゾルバ３２と速比６：７で歯
車によシ係合された１回転に３パルスを発生する回転信
号発生器３３を具備する。第４図には回転信号発生器３
３における・ｆルス発生タイミングを説明する図が示さ
れる。
すＡわち回転信号発生器３３が１回転する間に３回パル
ス信号を等間隔で発生する。回転位１６Ａｎ点において
は、回転と共にＡｌ ｐ Ａ２ ｒ・・・のパルスが出
力され、Ｂｎ点においては、Ｂ１ １ Ｂ２ ＊・・・
のｉｅルスが出力され、Ｃｎ点においては、Ｃ１。
ス信号を等間隔で発生する。回転位１６Ａｎ点において
は、回転と共にＡｌ ｐ Ａ２ ｒ・・・のパルスが出
力され、Ｂｎ点においては、Ｂ１ １ Ｂ２ ＊・・・
のｉｅルスが出力され、Ｃｎ点においては、Ｃ１。
Ｃ２＋・・・Ｉ）１４ルスが出力される。これらの１９
Ａスは回転信号発生器３３の回転に従ってＡＩ ｒ
Ｂｌ ＊ｃ１ ＋ Ａ２ ｒ Ｂ２ ｒ Ｃ２ｙ・・・
の順序で出力される。
Ａスは回転信号発生器３３の回転に従ってＡＩ ｒ
Ｂｌ ＊ｃ１ ＋ Ａ２ ｒ Ｂ２ ｒ Ｃ２ｙ・・・
の順序で出力される。
このパルス発生時におけるレゾルバ３２の回転位置は第
５図に示されるようになる。この回転駆動系の１行程に
おいて、ＡＩ、・・・、Ｂ１．・・・、Ｃ１゜・・・、
の各ノ＋ルスの発生タイミングにおけるレゾ゛ルバの回
転位置がすべて異なるように歯車比が選ばれていれば、
これらの情報によシ、回転駆動系、すなわち電動機３１
の絶対位置をめることができる。前述の各パルスの発生
タイミングにおけるレゾルバの回転位置がすべて異なる
ような条件は例えば次のように算出される。
５図に示されるようになる。この回転駆動系の１行程に
おいて、ＡＩ、・・・、Ｂ１．・・・、Ｃ１゜・・・、
の各ノ＋ルスの発生タイミングにおけるレゾ゛ルバの回
転位置がすべて異なるように歯車比が選ばれていれば、
これらの情報によシ、回転駆動系、すなわち電動機３１
の絶対位置をめることができる。前述の各パルスの発生
タイミングにおけるレゾルバの回転位置がすべて異なる
ような条件は例えば次のように算出される。
す々わち、ｍ（Ｎ＋α＋１）’＝ｎＫとなる。ここに、
Ｋは回転信号発生器３３が１回転ａｂ発生するノ！ルス
の数であシ、ｍは１からＫの整数のいずれかであシ、ｎ
（ｌ−１：ｌから（Ｎ十α）の整数のいずれかである。
Ｋは回転信号発生器３３が１回転ａｂ発生するノ！ルス
の数であシ、ｍは１からＫの整数のいずれかであシ、ｎ
（ｌ−１：ｌから（Ｎ十α）の整数のいずれかである。
Ｎおよびαは第１の実施例と同様である。
従ってｍ（Ｎ十α＋１）（ｎＫを満足するよりなαを選
ぶ必要があシ、シかも異なる筈の２点、例えばＢ。
ぶ必要があシ、シかも異なる筈の２点、例えばＢ。
とＡ４が近接すればする程、レゾルバ自体に高い精度が
要求されるから、この各点がなるべく均等に分散される
ようにαを選ぶことが望ましい。
要求されるから、この各点がなるべく均等に分散される
ようにαを選ぶことが望ましい。
この実施例においては、回転信号発生器３３を１７３回
転させれば絶対位置の検出を行うことのできる利点があ
る。
転させれば絶対位置の検出を行うことのできる利点があ
る。
本発明の第４の実施例が第６図に示される。本実施例は
前述の第２図の第２の実施例と同様であるが、レゾルバ
２２０代シにエンコーダ４２が、回転信号発生器２３の
代シにレゾルバ４３が配設されている点が異なる。電動
機４１等の駆動系には通常エンコーダ４２が連結されて
回転に係る情報を提供する。本実施例は上述の従来形の
装置に新たに速比９９：１００をもって絶対位置検出器
としてのレゾルバ４３を係合させて第２の実施例とほぼ
同等な効果を得ることができる。二二／コーダ４２には
通常１回転について１つの）ｅルスを発生する機能があ
るので、この・ヤルス信号を７Ｐｌｊ用Ｌ、このタイミ
イグにおけるレゾルバの絶対位置情報とを組み合せて、
この駆動系の動作行程における絶対位置をめることがで
きる。
前述の第２図の第２の実施例と同様であるが、レゾルバ
２２０代シにエンコーダ４２が、回転信号発生器２３の
代シにレゾルバ４３が配設されている点が異なる。電動
機４１等の駆動系には通常エンコーダ４２が連結されて
回転に係る情報を提供する。本実施例は上述の従来形の
装置に新たに速比９９：１００をもって絶対位置検出器
としてのレゾルバ４３を係合させて第２の実施例とほぼ
同等な効果を得ることができる。二二／コーダ４２には
通常１回転について１つの）ｅルスを発生する機能があ
るので、この・ヤルス信号を７Ｐｌｊ用Ｌ、このタイミ
イグにおけるレゾルバの絶対位置情報とを組み合せて、
この駆動系の動作行程における絶対位置をめることがで
きる。
発明の効果
本発明によれば、特に高精度な絶対位置検出器を必要と
せず、かつ２つの位置検出器のうち少なくとも１つが絶
対位置検出器であれば足りるような絶対位置検出方式が
得られる。
せず、かつ２つの位置検出器のうち少なくとも１つが絶
対位置検出器であれば足りるような絶対位置検出方式が
得られる。
第１図は本発明の第１の実施例としての回転駆動系にお
ける絶対位置検出方式を行う装置の概略の構成を示す図
、第２図は本発明の第２の実施例の第１図と同様な図、
第３図は本発明の第３の実施例の第１図と同様な図、第
４図は第３図の装置における回転信号発生器の・やルス
発生位置を説明する図、第５図は第３図の装置における
・やルス発生タイミングとレゾルバの回転位置の関係を
説明する図、および第６図は本発明の第４の実施例の第
１図と同様な図である。 １１・・・回転駆動系、１２・・・絶対位置検出器、１
３・・・回転信号発生器、１４．１５・・・歯車、２１
・・・電動機、２２・・・レゾルバ、２３・・・回転信
号発生器、２４．２５・・・歯車、３１・・・電動機、
３２・・・レゾルバ、３３・・・回転信号発生器、４１
・・・電動機、４２・・・エンコーダ、４３・・・レゾ
ルバ。 第１１ｉ ］３ 第２圓
ける絶対位置検出方式を行う装置の概略の構成を示す図
、第２図は本発明の第２の実施例の第１図と同様な図、
第３図は本発明の第３の実施例の第１図と同様な図、第
４図は第３図の装置における回転信号発生器の・やルス
発生位置を説明する図、第５図は第３図の装置における
・やルス発生タイミングとレゾルバの回転位置の関係を
説明する図、および第６図は本発明の第４の実施例の第
１図と同様な図である。 １１・・・回転駆動系、１２・・・絶対位置検出器、１
３・・・回転信号発生器、１４．１５・・・歯車、２１
・・・電動機、２２・・・レゾルバ、２３・・・回転信
号発生器、２４．２５・・・歯車、３１・・・電動機、
３２・・・レゾルバ、３３・・・回転信号発生器、４１
・・・電動機、４２・・・エンコーダ、４３・・・レゾ
ルバ。 第１１ｉ ］３ 第２圓
Claims (1)
- 複数回転で１行程を構成する回転駆動系における絶対位
置検出方式において、該回転駆動系の回転軸に対し相異
なる変速比を有する変速機を介して結合された２個の位
置検出器を具備し、該位置検出器の少なくとも１つは１
サイクル内の絶対位置を検出するようにし、該位置検出
器の１つはその１回転ごとに少なくとも１個の信号を出
力するようにし、該回転駆動系の１行程の動作範囲内で
、該信号の出力時における他方の該位置検出器によシ検
出される絶対位置がすべて異なる値をとるように該変速
機の変速比が定められていることを特徴とする回転駆動
系における絶対位置検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2880484A JPS60173406A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 回転駆動系における絶対位置検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2880484A JPS60173406A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 回転駆動系における絶対位置検出方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60173406A true JPS60173406A (ja) | 1985-09-06 |
Family
ID=12258607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2880484A Pending JPS60173406A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 回転駆動系における絶対位置検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60173406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02502849A (ja) * | 1987-04-01 | 1990-09-06 | レンネルフェルト，グスタヴ | マルチターン型絶対的エンコーダ |
| US5676355A (en) * | 1995-03-23 | 1997-10-14 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Suspension system |
-
1984
- 1984-02-20 JP JP2880484A patent/JPS60173406A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02502849A (ja) * | 1987-04-01 | 1990-09-06 | レンネルフェルト，グスタヴ | マルチターン型絶対的エンコーダ |
| US5676355A (en) * | 1995-03-23 | 1997-10-14 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Suspension system |
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