JPS6266120A - 回転角測定装置 - Google Patents
回転角測定装置Info
- Publication number
- JPS6266120A JPS6266120A JP20750485A JP20750485A JPS6266120A JP S6266120 A JPS6266120 A JP S6266120A JP 20750485 A JP20750485 A JP 20750485A JP 20750485 A JP20750485 A JP 20750485A JP S6266120 A JPS6266120 A JP S6266120A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- rotation angle
- disk
- measuring device
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (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】
〔概要〕
回転軸の回転角を測定する場合、回転軸に負担をかけず
、且つ高分解能で回転角を測定するため、回転軸に偏心
して取付けた円板の外周面からの距離を精密に測定する
距離測定器を用い、この距離測定器が測定する円板の外
周面迄の距離に基づき、距離測定器と回転軸の中心迄の
距離、円板の偏心量、円板の半径とを利用して、回転軸
の回転角を演算する。
、且つ高分解能で回転角を測定するため、回転軸に偏心
して取付けた円板の外周面からの距離を精密に測定する
距離測定器を用い、この距離測定器が測定する円板の外
周面迄の距離に基づき、距離測定器と回転軸の中心迄の
距離、円板の偏心量、円板の半径とを利用して、回転軸
の回転角を演算する。
本発明は回転軸の回転角を高分解能で測定することが出
来る回転角測定装置に係り、特に精密に距離を測定出来
る例えばレーザ測長器を使用して、回転軸に偏心して取
付けた円板の外周面迄の距離を非接触で測定し、この距
離から回転角を演算する回転角測定装置に関する。
来る回転角測定装置に係り、特に精密に距離を測定出来
る例えばレーザ測長器を使用して、回転軸に偏心して取
付けた円板の外周面迄の距離を非接触で測定し、この距
離から回転角を演算する回転角測定装置に関する。
近年、電子機器や通信機器等の組み立てに、精密ロボッ
トが使用されるようになってきた。このような精密ロボ
ットでは、モータ等により駆動される回転軸の回転角を
測定し、この回転角からロボットの動作を制御するが、
この回転軸の回転角は高分解能で測定する必要がある。
トが使用されるようになってきた。このような精密ロボ
ットでは、モータ等により駆動される回転軸の回転角を
測定し、この回転角からロボットの動作を制御するが、
この回転軸の回転角は高分解能で測定する必要がある。
回転角を測定する方法には色々あるが、回転軸に負荷を
与えることなく、高分解能で測定出来ることが必要であ
る。
与えることなく、高分解能で測定出来ることが必要であ
る。
現在回転軸の回転角を測定する方法には、回転軸に取付
けた円板に多数のスリットを設け、このスリットを光電
式に検出したり、多数の磁化反転を利用して磁気的に検
出するロータリエンコーダやポテンショメータ等がある
。
けた円板に多数のスリットを設け、このスリットを光電
式に検出したり、多数の磁化反転を利用して磁気的に検
出するロータリエンコーダやポテンショメータ等がある
。
従来のロータリエンコーダやボテン、ショメータ等にお
いて、回転角の測定を高分解能で行おうとすると、スリ
ットの間隔を密にするか磁化反転の密度を高める必要が
あり、円板の直径を大きくしなければならない。
いて、回転角の測定を高分解能で行おうとすると、スリ
ットの間隔を密にするか磁化反転の密度を高める必要が
あり、円板の直径を大きくしなければならない。
従って、回転角測定装置の体積や重量が増大すると共に
、回転軸に対する負荷慣性や摩擦トルク等が増大し、駆
動部や構造部に負担がかかるという問題がある。
、回転軸に対する負荷慣性や摩擦トルク等が増大し、駆
動部や構造部に負担がかかるという問題がある。
本発明はこのような問題点に鑑み、回転軸に大きな負担
を与えずに、高分解能で回転角を測定するため、非接触
で距離を測定し得る距離測定器、例えばレーザ測長器を
用い、このレーザ測長器と回転軸に偏心して取付けた円
板の外周面迄の距離を測定し、この距離から回転角を演
算するようにしたものである。
を与えずに、高分解能で回転角を測定するため、非接触
で距離を測定し得る距離測定器、例えばレーザ測長器を
用い、このレーザ測長器と回転軸に偏心して取付けた円
板の外周面迄の距離を測定し、この距離から回転角を演
算するようにしたものである。
第１図は本発明の一実施例を説明する図である。
１は回転軸であり、２は回転軸１に偏心して取付けた円
板である。３は円板２の外周面であり、４はレーザ測長
器で外周面３迄の距離を精密に測定する。５はレーザ測
長器４が測定した距離に基づき、回転角を演算する演算
回路である。
板である。３は円板２の外周面であり、４はレーザ測長
器で外周面３迄の距離を精密に測定する。５はレーザ測
長器４が測定した距離に基づき、回転角を演算する演算
回路である。
第２図は第１図の原理を説明する図である。
第２図（ａ）において、円板２の中心を０１回転軸１の
中心をＣ，レーザ測長器４の測定基準点をＭ、直線ＣＭ
と円板外周面３との交点をＰ、円板２の半径をｒ、直線
ＣＰの長さをＸ、直線ＰＭの長さをｄ、直線ＣＭの長さ
を！、直線ＣＯの長さをｅとし、直線ＣＭと直線ＣＯと
が形成する角度をθとすると、円板２は距離ｅだけ偏心
させて回転軸１に取付けであることとなる。
中心をＣ，レーザ測長器４の測定基準点をＭ、直線ＣＭ
と円板外周面３との交点をＰ、円板２の半径をｒ、直線
ＣＰの長さをＸ、直線ＰＭの長さをｄ、直線ＣＭの長さ
を！、直線ＣＯの長さをｅとし、直線ＣＭと直線ＣＯと
が形成する角度をθとすると、円板２は距離ｅだけ偏心
させて回転軸１に取付けであることとなる。
又θは回転角であり、距離Ｘからこのθを演算するよう
にしたもので、Ｘとθの関係はｃｏｓ θ＝ （ｘ２＋
ｅ”−ｒ２）／２ ｅｘ ■である。ここでｅとｒは
予め定まる値であるがＸは円板２の回転に伴い変化する
値である。但しレーザ測長器４が測定する距離はｄであ
るから、予めｄからＸを求めることが可能となるように
、距離βを求めておく。
にしたもので、Ｘとθの関係はｃｏｓ θ＝ （ｘ２＋
ｅ”−ｒ２）／２ ｅｘ ■である。ここでｅとｒは
予め定まる値であるがＸは円板２の回転に伴い変化する
値である。但しレーザ測長器４が測定する距離はｄであ
るから、予めｄからＸを求めることが可能となるように
、距離βを求めておく。
即ちレーザ測長器４により距離ｄの測定を連続して行い
ながら、円板２を回転軸１の回りに回転させれば、第２
図（ｂｌに示す如くｄの最小値ｄ”を測定出来る。この
最小値ｄ”が得られる条件はＣ，Ｏ。
ながら、円板２を回転軸１の回りに回転させれば、第２
図（ｂｌに示す如くｄの最小値ｄ”を測定出来る。この
最小値ｄ”が得られる条件はＣ，Ｏ。
Ｐ、Ｍが直線上に並ぶ時である。従って下式からｌが求
められる。
められる。
β＝ ｅ ＋ ｒ ＋ｄ’
ｌが求められれば、任意の回転角において、レーザ測長
器４により測定した距離ｄから、Ｘ＝β−ｄ
■によりＸが求められる。
器４により測定した距離ｄから、Ｘ＝β−ｄ
■によりＸが求められる。
演算回路５はレーザ測長器４が精密に測定する距離ｄに
基づき、０式からＸを求め、このＸを用いて０式から回
転角θを演算する構成とする。
基づき、０式からＸを求め、このＸを用いて０式から回
転角θを演算する構成とする。
上記構成とすることにより、回転軸には偏心して取付け
た円板が付加されるのみであり、回転軸に大きな負担を
与えず、精密に測定される距離ｄに基づき演算されるた
め、回転角は高分解能で測定することが出来る。
た円板が付加されるのみであり、回転軸に大きな負担を
与えず、精密に測定される距離ｄに基づき演算されるた
め、回転角は高分解能で測定することが出来る。
第１図において、回転軸１はモータ等により回転する。
この回転軸重に偏心して取付けられた円板２は同時に回
転し、その外周面３はレーザ測長器４からのレーザ光を
反射する。レーザ測長器４はこの反射光を受けて距離を
測定し、演算回路５に第２図（ａｌに示すｄを送出する
。
転し、その外周面３はレーザ測長器４からのレーザ光を
反射する。レーザ測長器４はこの反射光を受けて距離を
測定し、演算回路５に第２図（ａｌに示すｄを送出する
。
演算回路５は予め測定した距離ｌと、予め定まっている
ｅとｒとが端子Ａから与えられ、レーザ測長器４の送出
するｄから回転角θを演算し、端子Ｂに送出する。
ｅとｒとが端子Ａから与えられ、レーザ測長器４の送出
するｄから回転角θを演算し、端子Ｂに送出する。
第３図は演算回路５の処理の流れを示すフローチャート
である。
である。
まず初期値ｅ、ｒ、１を設定する。次ぎにレーザ測長器
４から送られる距離ｄに基づき、−Ａ−ｄ を演算する。続いてこのＸに基づき θ＝ｃｏｓ−’（ｘ” ＋ ｅ” −’ｒ” ／ ２
ｅ ｘ）を演算し、回転角θを送出する。続いて新たに
入力する距離ｄに基づき、上記流れに従って次の回転角
θの演算を行う。
４から送られる距離ｄに基づき、−Ａ−ｄ を演算する。続いてこのＸに基づき θ＝ｃｏｓ−’（ｘ” ＋ ｅ” −’ｒ” ／ ２
ｅ ｘ）を演算し、回転角θを送出する。続いて新たに
入力する距離ｄに基づき、上記流れに従って次の回転角
θの演算を行う。
第１図の実施例では、０°〜１８００の回転範囲ならば
、回転角が一義的に定まるが、０°〜３６０’になると
回転角の候補は二つ求まる。そこでこの曖昧性を除去す
る必要がある場合は、第４図に示す如き方法がある。
、回転角が一義的に定まるが、０°〜３６０’になると
回転角の候補は二つ求まる。そこでこの曖昧性を除去す
る必要がある場合は、第４図に示す如き方法がある。
第４図は本発明の他の実施例を説明する図である。
第４図（ａｌに示す如くレーザ測長器４と４′の二つを
用い、相互に回転軸１の中心に対し直角に配置し円板２
から得られる回転角に９０″の位相差を設ける。又は第
４図（ｂ）に示す如く円板２と２′の二枚を用い、この
円板２と２′の偏心位置を回転軸ｌの中心に対し直角に
配置し、レーザ測長器４と４゛とを同一位置に配置して
、レーザ測長器４は円板２から、レーザ測長器４゛は円
板２゛からｄを測定し、夫々のｄから得られる回転角に
９０”の位相差を設ける。
用い、相互に回転軸１の中心に対し直角に配置し円板２
から得られる回転角に９０″の位相差を設ける。又は第
４図（ｂ）に示す如く円板２と２′の二枚を用い、この
円板２と２′の偏心位置を回転軸ｌの中心に対し直角に
配置し、レーザ測長器４と４゛とを同一位置に配置して
、レーザ測長器４は円板２から、レーザ測長器４゛は円
板２゛からｄを測定し、夫々のｄから得られる回転角に
９０”の位相差を設ける。
第５図は第４図の原理を説明する図である。
第４図の如く配置したレーザ測長器４及び４”がら得ら
れる距離から演算された回転角は、第５図（ａ）と（′
ｂ）に示す如く夫々９０°の位相差があり、両者から得
られる回転角の候補値の内共通する値が求める回転角と
なる。
れる距離から演算された回転角は、第５図（ａ）と（′
ｂ）に示す如く夫々９０°の位相差があり、両者から得
られる回転角の候補値の内共通する値が求める回転角と
なる。
即ち第５図ｆａ）の如く例えばレーザ測長器４から求め
た回転角はθ１と０２であり、レーザ測長器４′から求
めた回転角は第５図（ｂ）の如くθ３とθ↓である。こ
の内θ１＝θ３であり、θ２≠θ十であるため、このθ
１及びθ３が求める回転角となる。
た回転角はθ１と０２であり、レーザ測長器４′から求
めた回転角は第５図（ｂ）の如くθ３とθ↓である。こ
の内θ１＝θ３であり、θ２≠θ十であるため、このθ
１及びθ３が求める回転角となる。
以上説明した如く、本発明は回転軸に大きな負担を与え
ることな（、高分解能で回転角を測定出来る。
ることな（、高分解能で回転角を測定出来る。
第１図は本発明の一実施例を説明する図、第２図は第１
図の原理を説明する図、 第３図は演算回路の処理の流れを示すフローチャート、 第４図は本発明の他の実施例を説明する図、第５図は第
４図の原理を説明する図である。 図において、 ｌは回転軸 ２は円板、 ３は外周面、 ４はレーザ測長器、５は演算回
路である。 （ｃＬ） （防 Ａ介≦−ＥＩ河Ｑセの大鳴芝４夕゛ｊε吃Ｈ目１３図寮
、ｉ 回 （α） （ハ） 草４阿０涼理、！ｌ：説ｇＨ押囚 第５閣
図の原理を説明する図、 第３図は演算回路の処理の流れを示すフローチャート、 第４図は本発明の他の実施例を説明する図、第５図は第
４図の原理を説明する図である。 図において、 ｌは回転軸 ２は円板、 ３は外周面、 ４はレーザ測長器、５は演算回
路である。 （ｃＬ） （防 Ａ介≦−ＥＩ河Ｑセの大鳴芝４夕゛ｊε吃Ｈ目１３図寮
、ｉ 回 （α） （ハ） 草４阿０涼理、！ｌ：説ｇＨ押囚 第５閣
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）回転軸（１）に偏心させて取付けた円板（２）と、
該円板（２）の外周面（３）からの第１の距離を非接触
で測定する距離測定器（４）と、該距離測定器（４）の
測定した距離から回転軸（１）の回転角を演算する演算
回路（５）とから成り、 該距離測定器（４）から回転軸（１）の中心迄の第２の
距離を予め求め、該第２の距離から第１の距離を引いて
得られる第３の距離と、前記円板（２）の偏心量と、該
円板（２）の半径とから回転軸（１）の回転角を演算す
ることを特徴とする回転角測定装置。 ２）上記距離測定器（４）はレーザ測長器であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転角測定装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20750485A JPS6266120A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 回転角測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20750485A JPS6266120A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 回転角測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6266120A true JPS6266120A (ja) | 1987-03-25 |
Family
ID=16540812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20750485A Pending JPS6266120A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 回転角測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6266120A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102338620A (zh) * | 2011-10-13 | 2012-02-01 | 镇江耐丝新型材料有限公司 | 一种金属丝旋转角度和波高的测量装置及其测量方法 |
-
1985
- 1985-09-19 JP JP20750485A patent/JPS6266120A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102338620A (zh) * | 2011-10-13 | 2012-02-01 | 镇江耐丝新型材料有限公司 | 一种金属丝旋转角度和波高的测量装置及其测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11054282B2 (en) | Magnetic position sensor for sensing position of a revolute joint | |
| US10969251B2 (en) | Calibrating position sensor readings | |
| US20230025430A1 (en) | Magnetic position sensor mounting arrangement | |
| KR100528644B1 (ko) | 차량용 조향축의 절대조향각 측정방법 | |
| JPS6266120A (ja) | 回転角測定装置 | |
| JPS6073413A (ja) | 真円度測定方法 | |
| JPH0197826A (ja) | トルク検出装置 | |
| JP2007114074A (ja) | バリアブルリラクタンス型レゾルバ | |
| JPH0424645B2 (ja) | ||
| JPS59164903A (ja) | 回転角検出装置 | |
| RU2237878C2 (ru) | Способ определения величины и фазы дисбаланса | |
| JPS6344722Y2 (ja) | ||
| JPS6140042B2 (ja) | ||
| JPS5999302A (ja) | 液圧機関 | |
| JPH01311308A (ja) | 移動体の施回修正装置 | |
| JPH01127907A (ja) | 光学式方位測定装置による方位測定方法及びその方位測定方法に用いる装置 | |
| JPS5928614A (ja) | 回転角検出装置 | |
| JPH02196922A (ja) | 近接二極レゾルバ | |
| JPH03206914A (ja) | 角度センサ | |
| JPH03120640A (ja) | 偏心測定方法 | |
| JPH03170010A (ja) | 回転位置検出装置 | |
| JPS6285760A (ja) | 操舵角検出装置 | |
| JPH0333659A (ja) | 回転数測定装置 | |
| JPH02122229A (ja) | 回転トルク軸及びその製造方法 | |
| JPH03183911A (ja) | ディジタルレゾルバ |