專(zhuān)利名稱(chēng)：增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)電一體化儀器與設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于增量傳感器的自動(dòng)回 零位的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
位置閉環(huán)控制的機(jī)電系統(tǒng)，一般用某種角度檢測(cè)裝置(如軸角編碼器等)來(lái)測(cè)量運(yùn) 動(dòng)部件的當(dāng)前轉(zhuǎn)角，軸角檢測(cè)裝置可以分為絕對(duì)傳感器和增量傳感器兩大類(lèi)。絕對(duì)傳感器 測(cè)得的數(shù)據(jù)總是運(yùn)動(dòng)體的當(dāng)前轉(zhuǎn)角，不需要參考零點(diǎn)；而增量傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)是從零點(diǎn) 起算的運(yùn)動(dòng)體轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)系統(tǒng)掉電或計(jì)量的結(jié)果因某種原因出錯(cuò)后，必需轉(zhuǎn)回到零點(diǎn) 處(可由安裝在零點(diǎn)處的機(jī)械開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等裝置的信號(hào)判知)，同時(shí)把測(cè)量數(shù)據(jù)清零，重 新計(jì)量，才能保證測(cè)得的角度正確，這種轉(zhuǎn)回零點(diǎn)并把讀數(shù)清零的過(guò)程稱(chēng)為“回零”。回零時(shí)，因角度傳感器的讀數(shù)是不可信的(否則就不必回零了)，所以不能根據(jù)角 度傳感器的讀數(shù)來(lái)判斷零點(diǎn)在哪里、應(yīng)該向哪個(gè)方位轉(zhuǎn)動(dòng)。目前常用的判斷回零方向的方 法有兩種一是“人工判斷法”，由操作人員根據(jù)零點(diǎn)的位置和轉(zhuǎn)動(dòng)體的當(dāng)前位置來(lái)判斷轉(zhuǎn) 動(dòng)方向，二是“固定方向法”，不考慮當(dāng)前的轉(zhuǎn)角，總是固定向某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到轉(zhuǎn)到限位 的位置(可由安裝在該位置的機(jī)械開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等裝置的信號(hào)判知)，然后反向運(yùn)動(dòng)?！叭斯づ袛喾ā钡娜秉c(diǎn)是必需有人操作，效率低、易出錯(cuò)、對(duì)操作員要求高，另外很 多設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)是無(wú)人或人員難以到達(dá)的，所以只適合性能不高的低端產(chǎn)品上使用?！肮潭ǚ?向法”的缺點(diǎn)是根本不參考運(yùn)動(dòng)體的當(dāng)前位置，造成效率低下，浪費(fèi)時(shí)間和動(dòng)力，對(duì)于重要 的設(shè)備來(lái)說(shuō)，這種不必要的時(shí)間浪費(fèi)是不能容忍的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明將提供一種新的增量傳感器的自動(dòng)回零位的方 法及其設(shè)備，利用該方法及其設(shè)備，能快速判斷回零的方向，實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)回零。
0006]完成上述發(fā)明任務(wù)的方案是
一種增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法，步驟如下 (1)、在所述增量傳感器運(yùn)動(dòng)行程的中間位置附近安裝零點(diǎn)檢測(cè)裝置； ⑵、在零點(diǎn)兩側(cè)的行程方向上，對(duì)稱(chēng)各安裝一只機(jī)械開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)，記為W+，W-； (3)、在所述增量傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)體上，安裝一個(gè)機(jī)械擋片，擋片以零點(diǎn)為中心；光電開(kāi)關(guān) 被擋片擋住時(shí)，其信號(hào)為1，未擋時(shí)信號(hào)為0 ；
⑷、過(guò)零時(shí)，電控系統(tǒng)不斷檢測(cè)W+與W-的值，如W- W+ = 1 0 ，則應(yīng)正向運(yùn)動(dòng)； 如W- W+ = 0 1，則應(yīng)正向運(yùn)動(dòng)；
如W- W+ = 1 1，則先反向運(yùn)動(dòng)到W- W+ = 1 0的狀態(tài)，再正向運(yùn)動(dòng)；
(5)、在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷檢查零點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，把角度傳感器的讀數(shù)清零; 或者開(kāi)啟硬件自動(dòng)清零功能，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，硬件自動(dòng)把角度傳感器的讀數(shù)清零；
(6)、如果過(guò)零過(guò)程中檢測(cè)到W+W-的狀態(tài)從1 0變成0 1，或者從0 1變成1 0，但沒(méi)有檢測(cè)到零點(diǎn)信號(hào)，則回零因某種原因失敗，需重新回零；如多次回零仍失敗，則器件發(fā)生故 障，需維修。以上方案中，步驟⑴中所述的零點(diǎn)檢測(cè)裝置選自機(jī)械開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)或激光光柵 的零位刻線。步驟⑵中所述的機(jī)械開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)的安裝位置離開(kāi)零點(diǎn)的角度，為S/4+N，其中 S為運(yùn)動(dòng)行程的角度，N取廣3度。步驟⑶中所述的擋片的軸角，為S/2+N+M，其中S為運(yùn)動(dòng)行程的角度，N取廣3度， M取1 3度。本發(fā)明推薦的優(yōu)化方案中，步驟⑵中所述的機(jī)械開(kāi)關(guān)的數(shù)量為2只或2只以上， 其設(shè)置位置是在W+ W-之間。在W+ W-之間增加第2條中機(jī)械開(kāi)關(guān)的數(shù)量，可以進(jìn)一步縮短冗余行程，提高回 零的效率，但機(jī)構(gòu)及處理流程相應(yīng)變復(fù)雜，應(yīng)視性能要求綜合考慮。完成本申請(qǐng)第2個(gè)發(fā)明任務(wù)的方案是，實(shí)現(xiàn)上述增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法 所使用的設(shè)備，在所述增量傳感器運(yùn)動(dòng)行程的中間位置附近設(shè)有零點(diǎn)檢測(cè)裝置(如機(jī)械開(kāi) 關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、激光光柵的零位刻線等)；
在零點(diǎn)兩側(cè)(行程方向上)，對(duì)稱(chēng)各安裝有一只機(jī)械開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)等； 在所述增量傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)體上，安裝有一個(gè)機(jī)械擋片，擋片以零點(diǎn)為中心，擋片的軸 角，為S/2+N+M，S、N的大小同第2條所述，M取廣3度即可。優(yōu)化方案中，在零點(diǎn)兩側(cè)安裝的機(jī)械開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)的數(shù)量，為2只或2只以上， 其安裝位置是在W+ W-之間。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，能快速判斷回零的方向，縮短冗余行程，實(shí)現(xiàn)高效 的自動(dòng)回零。


圖1為增量傳感器的自動(dòng)回零位設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 400mm地平式望遠(yuǎn)鏡的高度軸自動(dòng)回零系統(tǒng)，轉(zhuǎn)動(dòng)范圍180度。處理流程如下
1、方位軸位置檢測(cè)裝置為增量式激光光柵碼盤(pán)，安裝時(shí)把它的零位刻線調(diào)整到運(yùn)行行 程的中間位置附近；
2、在零點(diǎn)1的兩側(cè)(行程方向上)，對(duì)稱(chēng)各安裝一只機(jī)械開(kāi)關(guān)(或光電開(kāi)關(guān)等)2，記為W+， W-，安裝的位置離開(kāi)零點(diǎn)的角度，為士46度；
3、在所述增量傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)體上，安裝一個(gè)機(jī)械擋片3，擋片以零點(diǎn)為中心，擋片的軸 角為102度。光電開(kāi)關(guān)被擋片擋住時(shí)，其信號(hào)為1，未擋時(shí)信號(hào)為0 ；
4、過(guò)零時(shí)，電控系統(tǒng)不斷檢測(cè)W+與W-的值，如W-W+ = 1 0 ，則應(yīng)正向運(yùn)動(dòng)； 如W- W+ = 0 1，則應(yīng)正向運(yùn)動(dòng)；
如W- W+ = 1 1，則先反向運(yùn)動(dòng)到W- W+ = 1 0的狀態(tài)，再正向運(yùn)動(dòng)； 圖中的4分別為兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)(右邊一個(gè)為+、左邊一個(gè)為_(kāi))；
45、在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷檢查零點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，把角度傳感器的讀數(shù)清零; 或者開(kāi)啟硬件自動(dòng)清零功能，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，硬件自動(dòng)把角度傳感器的讀數(shù)清零；
6、如果過(guò)零過(guò)程中檢測(cè)到W+W-的狀態(tài)從1 0變成0 1，或者從0 1變成1 0，但沒(méi)有 檢測(cè)到零點(diǎn)信號(hào)，則回零因某種原因失敗，需重新回零；如多次回零仍失敗，則器件發(fā)生故 障，需維修。實(shí)施例2 400mm地平式望遠(yuǎn)鏡的方位軸自動(dòng)回零系統(tǒng)，轉(zhuǎn)動(dòng)范圍360度。處理流程如下
1、方位軸位置檢測(cè)裝置為增量式激光光柵碼盤(pán)，安裝時(shí)把它的零位刻線調(diào)整到運(yùn)行行 程的中間位置附近；
2、在零點(diǎn)兩側(cè)(行程方向上)，對(duì)稱(chēng)各安裝一只機(jī)械開(kāi)關(guān)(或光電開(kāi)關(guān)等)，記為W+，W-, 安裝的位置離開(kāi)零點(diǎn)的角度，為士92度；
3、在轉(zhuǎn)動(dòng)體上，安裝一個(gè)機(jī)械擋片，擋片以零點(diǎn)為中心，擋片的軸角為192度。光電開(kāi) 關(guān)被擋片擋住時(shí)，其信號(hào)為1，未擋時(shí)信號(hào)為0 ；
4、過(guò)零時(shí)，電控系統(tǒng)不斷檢測(cè)W+與W-的值，如W-W+ = 1 0 ，則應(yīng)正向運(yùn)動(dòng)； 如W- W+ = 0 1，則應(yīng)正向運(yùn)動(dòng)；
如W- W+ = 1 1，則先反向運(yùn)動(dòng)到W- W+ = 1 0的狀態(tài)，再正向運(yùn)動(dòng)；
5、在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷檢查零點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，把角度傳感器的讀數(shù)清零; 或者開(kāi)啟硬件自動(dòng)清零功能，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，硬件自動(dòng)把角度傳感器的讀數(shù)清零；
6、如果過(guò)零過(guò)程中檢測(cè)到W+W-的狀態(tài)從1 0變成0 1，或者從0 1變成1 0，但沒(méi)有 檢測(cè)到零點(diǎn)信號(hào)，則回零因某種原因失敗，需重新回零；如多次回零仍失敗，則器件發(fā)生故 障，需維修。
權(quán)利要求
一種增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法，步驟如下 ⑴.在所述增量傳感器運(yùn)動(dòng)行程的中間位置附近安裝零點(diǎn)檢測(cè)裝置；⑵.在零點(diǎn)兩側(cè)的行程方向上，對(duì)稱(chēng)各安裝一只機(jī)械開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)，記為W+，W ；⑶.在所述增量傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)體上，安裝一個(gè)機(jī)械擋片，擋片以零點(diǎn)為中心；光電開(kāi)關(guān)被擋片擋住時(shí)，其信號(hào)為1，未擋時(shí)信號(hào)為0；⑷.過(guò)零時(shí)，電控系統(tǒng)不斷檢測(cè)W+與W 的值， 如W W+ = 1 0 ，則應(yīng)正向運(yùn)動(dòng)；如W W+ = 0 1 ，則應(yīng)正向運(yùn)動(dòng)；如W W+ = 1 1，則先反向運(yùn)動(dòng)到W W+ = 1 0的狀態(tài)，再正向運(yùn)動(dòng)；⑸.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷檢查零點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，把角度傳感器的讀數(shù)清零；或者開(kāi)啟硬件自動(dòng)清零功能，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，硬件自動(dòng)把角度傳感器的讀數(shù)清零；⑹.如果過(guò)零過(guò)程中檢測(cè)到W+ W 的狀態(tài)從1 0變成0 1，或者從0 1變成 1 0，但沒(méi)有檢測(cè)到零點(diǎn)信號(hào)，則回零因某種原因失敗，需重新回零；如多次回零仍失敗，則器件發(fā)生故障，需維修。
2.按照權(quán)利要求1所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法，其特征在于步驟⑴中 所述的零點(diǎn)檢測(cè)裝置選自機(jī)械開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)或激光光柵的零位刻線。
3.按照權(quán)利要求1所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法，其特征在于步驟⑵中 所述的機(jī)械開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)的安裝位置離開(kāi)零點(diǎn)的角度，為S/4+N，其中S為運(yùn)動(dòng)行程的角 度，N取廣3度。
4.按照權(quán)利要求1所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法，其特征在于步驟⑶中 所述的擋片的軸角，為S/2+N+M，其中S為運(yùn)動(dòng)行程的角度，N取廣3度，M取廣3度。
5.按照權(quán)利要求1、之一所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法，其特征在于步驟 ⑵中所述的機(jī)械開(kāi)關(guān)的數(shù)量為2只或2只以上，其設(shè)置位置是在W+ W-之間。
6.權(quán)利要求1所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法所使用的設(shè)備，其特征在于，在 所述增量傳感器運(yùn)動(dòng)行程的中間位置附近設(shè)有零點(diǎn)檢測(cè)裝置；在零點(diǎn)兩側(cè)的行程方向上，對(duì)稱(chēng)各安裝有一只機(jī)械開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)；在所述增量傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)體上，安裝有一個(gè)機(jī)械擋片，擋片以零點(diǎn)為中心，擋片的軸 角，為S/2+N+M，S、N的大小同第2條所述，M取廣3度即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的設(shè)備，其特征在于，所述的零點(diǎn) 檢測(cè)裝置采用機(jī)械開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)或激光光柵的零位刻線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的設(shè)備，其特征在于，所述的機(jī)械 開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)的安裝位置離開(kāi)零點(diǎn)的角度，為S/4+N，其中S為運(yùn)動(dòng)行程的角度，N取廣3 度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)械擋 片的軸角，為S/2+N+M，其中S為運(yùn)動(dòng)行程的角度，N取廣3度，M取廣3度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、所述的增量傳感器的自動(dòng)回零位的設(shè)備，其特征在于，在零點(diǎn) 兩側(cè)安裝的機(jī)械開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)的數(shù)量，為2只或2只以上，其安裝位置是在W+ W-之間。
全文摘要
增量傳感器的自動(dòng)回零位的方法及其設(shè)備(1)在運(yùn)動(dòng)行程中間位置安裝零點(diǎn)檢測(cè)裝置；(2)在零點(diǎn)兩側(cè)的行程方向上對(duì)稱(chēng)各安裝開(kāi)關(guān)記為W+，W-；(3)在轉(zhuǎn)動(dòng)體上安裝以零點(diǎn)為中心的擋片，光電開(kāi)關(guān)被擋片擋住時(shí)信號(hào)為1，未擋時(shí)信號(hào)為0；(4)過(guò)零時(shí)電控系統(tǒng)不斷檢測(cè)W+與W-的值；(5)不斷檢查零點(diǎn)信號(hào)，當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，把角度傳感器的讀數(shù)清零；當(dāng)零點(diǎn)信號(hào)生效時(shí)，硬件自動(dòng)把角度傳感器的讀數(shù)清零；(6)如過(guò)零過(guò)程中檢測(cè)到W+W-的狀態(tài)從10變成01，或從01變成10，但沒(méi)檢測(cè)到零點(diǎn)信號(hào)則回零失敗，重新回零。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，能快速判斷回零的方向，縮短冗余行程，實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)回零。
文檔編號(hào)G01D3/06GK101968366SQ20101022743
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者吳金虎, 朱慶生, 陳偉民 申請(qǐng)人:南京中科天文儀器有限公司