CN103206916B - 一种带v形缺口回转件转动角度的信号采集方法 - Google Patents

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一种带V形缺口回转件转动角度的信号采集方法，设定V形缺口回转件(5)的V形缺口区域称为盲区(3)，在V形缺口回转件的外径边上粘贴磁栅标尺(2)，磁栅标尺标记有刻度线，在磁栅标尺旁对称配置主***(4)和辅***(8)，主***固定主磁栅传感器(1)，辅***固定辅磁栅传感器(7)，主磁栅传感器和辅磁栅传感器形成180°对称配置，具有互补作用的磁栅传感器来对粘贴在V形缺口回转件上的磁栅标尺进行信号采集，从而解决了V形缺口回转件的转动角度监测，信号采集准确可靠，对计算机控制带V形缺口回转件的转动角度具有很大协助作用，尤其对特大型且需转动角度精确的带V形缺口回转件而言其意义更加深远。

Description

一种带V形缺口回转件转动角度的信号采集方法
技术领域
本发明属于转动角度监测技术领域，尤其是一种带V形缺口回转件转动角度的信号采集方法。
背景技术
随着机械行业的高速发展，对带V形缺口回转件的转动角度精度要求越来越高。对整圆回转件的转动角度监测是把圆磁栅套装在整圆回转件的外圈上，采用一个磁栅传感器对圆磁栅进行监测，而对带V形缺口回转件而言，由于在V形缺口处无法安装整圈圆磁栅，磁栅传感器就不能检测到V形缺口处的转动角度，因此对带V形缺口回转件的转动角度监测必须采取其它方式来解决，截止目前带V形缺口回转件转动角度的信号采集方法未见相关报道。
发明内容
为解决带V形缺口回转件的转动角度监测问题，本发明提供了一种带V形缺口回转件转动角度的信号采集方法，该信号采集方法通过两个对称配置且具有互补作用的磁栅传感器来对粘贴在带V形缺口回转件上的磁栅标尺进行信号采集，从而解决了带V形缺口回转件的转动角度监测，信号采集准确可靠，对计算机控制带V形缺口回转件的转动角度具有很大协助作用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种带V形缺口回转件转动角度的信号采集方法，设定V形缺口回转件的V形缺口区域称为盲区，除盲区之外的区域称为有效区，所述有效区的外径周长设定为L1，盲区的外径周长设定为L2，L1+ L2=L，L 是V形缺口回转件的外径总周长，从V形缺口回转件的转动轴心算起：L1所对应的扇形角度＞180°，L2所对应的扇形角度＜180°，L所对应的回转圆=360°，假定L1所对应的扇形角度=270°，则L2所对应的扇形角度=90°；在所述有效区的外径边上粘贴有周长为L1的磁栅标尺，磁栅标尺上标记有刻度线，相邻所述刻度线之间所对应的角度为0.1°,从0°起经过0.1°、0.2°…269.8°、269.9°到270°止，在磁栅标尺旁对称配置主***和辅***，主***固定主磁栅传感器，辅***固定辅磁栅传感器，主磁栅传感器和辅磁栅传感器形成180°对称配置，当V形缺口回转件绕轴心无论是处于停机位还是转停位，主磁栅传感器和辅磁栅传感器相对磁栅标尺的位置存在以下三种情况：
⑴   当所述停机位时主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，而当所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺；
⑵   当所述停机位时主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，而当所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺；
⑶   当所述停机位时主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺，而当所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺。
本发明的特征是：
对于上述⑴的所述停机位时，先将主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第一主信号进行采集并输入计算机中存储，同时将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第一辅信号进行采集并输入计算机中存储；对于上述⑴的所述转停位时：
如果遇到①，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第二主信号进行采集并输入计算机中存储，而将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第二辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第一主信号与第二主信号进行对比运算或是将第一辅信号与第二辅信号进行对比运算，第一主信号减去第二主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的主角度，第一辅信号减去第二辅信号的绝对值差也是V形缺口回转件绕轴心转动的辅角度。
如果遇到②，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第三主信号进行采集并输入计算机中存储，而辅磁栅传感器由于遭遇盲区不能采集信号，计算机将第一主信号与第三主信号进行对比运算，第一主信号减去第三主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
如果遇到③，由于主磁栅传感器遭遇盲区而不能采集信号，则辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第三辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第一辅信号与第三辅信号进行对比运算，第一辅信号减去第三辅信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
对于上述⑵的所述停机位时，将主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第四主信号进行采集并输入计算机中存储；对于上述⑵的所述转停位时：
如果遇到①或②，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第五主信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第四主信号与第五主信号进行对比运算，第四主信号减去第五主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
如果遇到③，把辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第四辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将对第四主信号到盲区的差作出主差计算并对盲区到第四辅信号的差作出辅差计算，所述主差+所述辅差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
对于上述⑶的所述停机位时，将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第五辅信号进行采集并输入计算机中存储；对于上述⑵的所述转停位时：
如果遇到①或③，辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第六辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第五辅信号与第六辅信号进行对比运算，第五辅信号减去第六辅信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
如果遇到②，把主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第六主信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将对第五辅信号到盲区的差作出辅差计算并对盲区到第六主信号的差作出主差计算，所述辅差+所述主差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：
1、在带V形缺口回转件的外径边上粘贴磁栅标尺，磁栅标尺上标记有刻度线，可以实现主磁栅传感器和辅磁栅传感器的精确信号采集。
2、只需将采集到的信号输入计算机中并通过计算机的简单运算就可实现带V形缺口回转件的精确转动，转动角度可控可测。
3、由于带V形缺口回转件的转动角度可控可测，对重大回转件而言节省了制造成本。
4、本发明解决了带V形缺口回转件的转动角度监测，信号采集准确可靠，对计算机控制带V形缺口回转件的转动角度具有很大协助作用。
附图说明
图1是本发明的安装布局示意图。
图1中：1-主磁栅传感器；2-磁栅标尺；3-盲区；4-主***；5-V形缺口回转件；6-轴心；7-辅磁栅传感器； 8-辅***。
具体实施方式
本发明是一种带V形缺口回转件转动角度的信号采集方法，该信号采集方法通过两个对称配置且具有互补作用的磁栅传感器来对粘贴在带V形缺口回转件上的磁栅标尺进行信号采集，从而解决了带V形缺口回转件的转动角度监测，信号采集准确可靠，对计算机控制带V形缺口回转件的转动角度具有很大协助作用，尤其对特大型且需转动角度精确的带V形缺口回转件而言，其意义更加深远。
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。
设定V形缺口回转件5的V形缺口区域称为盲区3，除盲区3之外的区域称为有效区，所述有效区的外径周长设定为L1，盲区3的外径周长设定为L2，L1+ L2=L，L 是V形缺口回转件5的外径总周长，从V形缺口回转件5的转动轴心6算起：L1所对应的扇形角度＞180°，L2所对应的扇形角度＜180°，L所对应的回转圆=360°，结合图1，假定L1所对应的扇形角度=270°，则L2所对应的扇形角度=90°；在所述有效区的外径边上粘贴有周长为L1的磁栅标尺2，磁栅标尺2上标记有刻度线，相邻所述刻度线之间所对应的角度为0.1°,从0°起经过0.1°、0.2°…269.8°、269.9°到270°止，对特大型带V形缺口回转件而言其对应的角度还可以细分到0.01°,在磁栅标尺2旁对称配置主***4和辅***8，主***4固定主磁栅传感器1，辅***8固定辅磁栅传感器7，主磁栅传感器1和辅磁栅传感器7形成180°对称配置，当V形缺口回转件5绕轴心6无论是处于停机位还是转停位，所述停机位是指V形缺口回转件的原始停车位置，所述转停位是指V形缺口回转件在转动某一角度后的停车位置，主磁栅传感器1和辅磁栅传感器8相对磁栅标尺2的位置存在以下三种情况：
⑴  当所述停机位时主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，而当所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺；
⑵  当所述停机位时主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，而当所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺；
⑶  当所述停机位时主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺，而当所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺；
本发明的特征是：
对于上述⑴的所述停机位时，先将主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第一主信号进行采集并输入计算机中存储，同时将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第一辅信号进行采集并输入计算机中存储；对于上述⑴的所述转停位时：
如果遇到①，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第二主信号进行采集并输入计算机中存储，而将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第二辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第一主信号与第二主信号进行对比运算或是将第一辅信号与第二辅信号进行对比运算，第一主信号减去第二主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的主角度，第一辅信号减去第二辅信号的绝对值差也是V形缺口回转件绕轴心转动的辅角度，此时所述主角度=所述辅角度，主磁栅传感器作为主采集信号存在，辅磁栅传感器作为对比采集信号存在。
如果遇到②，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第三主信号进行采集并输入计算机中存储，而辅磁栅传感器由于遭遇盲区不能采集信号，计算机将第一主信号与第三主信号进行对比运算，第一主信号减去第三主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
如果遇到③，由于主磁栅传感器遭遇盲区而不能采集信号，则辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第三辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第一辅信号与第三辅信号进行对比运算，第一辅信号减去第三辅信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
对于上述⑵的所述停机位时，将主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第四主信号进行采集并输入计算机中存储；对于上述⑵的所述转停位时：
如果遇到①或②，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第五主信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第四主信号与第五主信号进行对比运算，第四主信号减去第五主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度，此时只有主磁栅传感器发挥单独采集信号的作用。
如果遇到③，把辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第四辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将对第四主信号到盲区的差作出主差计算并对盲区到第四辅信号的差作出辅差计算，所述主差+所述辅差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度，此时主磁栅传感器和辅磁栅传感器将对采集信号进行互补作用。
对于上述⑶的所述停机位时，将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第五辅信号进行采集并输入计算机中存储；对于上述⑵的所述转停位时：
如果遇到①或③，辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第六辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第五辅信号与第六辅信号进行对比运算，第五辅信号减去第六辅信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度，此时只有辅磁栅传感器发挥单独采集信号的作用。
如果遇到②，把主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第六主信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将对第五辅信号到盲区的差作出辅差计算并对盲区到第六主信号的差作出主差计算，所述辅差+所述主差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度，此时主磁栅传感器和辅磁栅传感器将对采集信号进行互补作用。
上述采集到的各种信号输入计算机中并通过计算机的简单运算就可实现带V形缺口回转件的精确转动，转动角度能做到可控可测。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (1)

1.一种带V形缺口回转件转动角度的信号采集方法，设定V形缺口回转件(5)的V形缺口区域称为盲区(3)，除盲区(3)之外的区域称为有效区，所述有效区的外径周长设定为L1，盲区的外径周长设定为L2，L1+ L2=L，L 是V形缺口回转件(5)的外径总周长，从V形缺口回转件(5)的转动轴心(6)算起：L1所对应的扇形角度＞180°，L2所对应的扇形角度＜180°，L所对应的回转圆=360°；在所述有效区的外径边上粘贴有周长为L1的磁栅标尺(2)，磁栅标尺(2)上标记有刻度线，相邻所述刻度线之间所对应的角度为0.1°，在磁栅标尺(2)旁对称配置主***(4)和辅***(8)，主***(4)固定主磁栅传感器(1)，辅***(8)固定辅磁栅传感器(7)，主磁栅传感器(1)和辅磁栅传感器(7)形成180°对称配置，当V形缺口回转件(5)绕轴心(6)无论是处于停机位还是转停位，主磁栅传感器(1)和辅磁栅传感器(7)相对磁栅标尺(2)的位置存在三种情况：
（a）当处于所述停机位时主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，而当处于所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺；
（b）当处于所述停机位时主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，而当处于所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺；
（c）当处于所述停机位时主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺，而当处于所述转停位时：①或主磁栅传感器和辅磁栅传感器同时对应于磁栅标尺，②或主磁栅传感器对应于磁栅标尺而辅磁栅传感器对应于盲区，③或主磁栅传感器对应于盲区而辅磁栅传感器对应于磁栅标尺；
其特征是：
对于上述情况（a）的所述停机位时，先将主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第一主信号进行采集并输入计算机中存储，同时将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第一辅信号进行采集并输入计算机中存储；而当对于上述情况（a）的所述转停位时：
如果遇到①，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第二主信号进行采集并输入计算机中存储，而将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第二辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第一主信号与第二主信号进行对比运算或是将第一辅信号与第二辅信号进行对比运算，第一主信号减去第二主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的主角度，第一辅信号减去第二辅信号的绝对值差也是V形缺口回转件绕轴心转动的辅角度；
如果遇到②，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第三主信号进行采集并输入计算机中存储，而辅磁栅传感器由于遭遇盲区不能采集信号，计算机将第一主信号与第三主信号进行对比运算，第一主信号减去第三主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度；
如果遇到③，由于主磁栅传感器遭遇盲区而不能采集信号，则辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第三辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第一辅信号与第三辅信号进行对比运算，第一辅信号减去第三辅信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度；
对于上述情况（b）的所述停机位时，将主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第四主信号进行采集并输入计算机中存储；而当对于上述情况（b）的所述转停位时：
如果遇到①或②，主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第五主信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第四主信号与第五主信号进行对比运算，第四主信号减去第五主信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度；
如果遇到③，把辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第四辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将对第四主信号到盲区的差作出主差计算并对盲区到第四辅信号的差作出辅差计算，所述主差加所述辅差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度；
对于上述情况（c）的所述停机位时，将辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第五辅信号进行采集并输入计算机中存储；而当对于上述情况（c）的所述转停位时：
如果遇到①或③，辅磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第六辅信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将第五辅信号与第六辅信号进行对比运算，第五辅信号减去第六辅信号的绝对值差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度；
如果遇到②，把主磁栅传感器对磁栅标尺所检测到的所述刻度线作为第六主信号进行采集并输入计算机中存储，计算机将对第五辅信号到盲区的差作出辅差计算并对盲区到第六主信号的差作出主差计算，所述辅差加所述主差就是V形缺口回转件绕轴心转动的角度。
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