一种回转体狭小间隙层间转角测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种回转体狭小间隙层间转角测量方法及装置，涉及角度测量技术领域，其技术方案要点是：在内层体的外壁布设至少一个负极电容片，外层体的内壁布设至少一个正极电容片，负极电容片与正极电容片构成电容传感器，且负极电容片与正极电容片之间以始终保持存在相对面积进行设置；电容传感器采集内层体与外层体之间发生相对同轴转动时的实时电容信号；通过信号处理器对实时电容信号进行放大处理，并依据电容传感器处于初始位置状态时的初始电容信号分析计算得到内层体与外层体之间的回转角度值和回转方向。本发明专利技术具有使用范围广、精度高等特点，可以提高测量的精度和准确性。确性。确性。

【技术实现步骤摘要】
一种回转体狭小间隙层间转角测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及角度测量
，更具体地说，它涉及一种回转体狭小间隙层间转角测量方法及装置。

技术介绍

[0002]角度传感器是用来检测角度的仪器设备，其主体中有一个孔，可以配合轴。当连结到RCX上时，轴每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，如果需要，你可以用编程把它重新复位。传统的角度测量包括但不限于采用角度传感器、回转编码器。目前，在角度测量技术中，主要针对的是被测量角度的实体的周边空间比较大，操作比较方便的场合，可以通过安装成品的角度测量传感器进行测量。但是，很少涉及到狭小空间角度测量，特别是多层回转体相对封闭空间内部的相对转角测量，受到安装空间和结构等因素的限制，成品的角度传感器无法直接应用。因此，如何研究设计一种回转体狭小间隙层间转角测量方法及装置是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种回转体狭小间隙层间转角测量方法及装置。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0005]第一方面，提供了一种回转体狭小间隙层间转角测量方法，该回转体包括至少两个同轴间隙分布的层结构，直径相对小的层结构为内层体，直径相对大的层结构为外层体，该测量方法包括以下步骤：
[0006]内层体、外层体的相对面分别设有至少一个负极电容片、至少一个正极电容片，负极电容片与正极电容片构成电容传感器，且负极电容片与正极电容片之间以始终保持存在相对面积进行设置；
[0007]电容传感器采集内层体与外层体之间发生相对同轴转动时的实时电容信号；
[0008]通过信号处理器对实时电容信号进行放大处理，并依据电容传感器处于初始位置状态时的初始电容信号分析计算得到内层体与外层体之间的回转角度值和回转方向。
[0009]进一步的，所述内层体与外层体之间发生相对同轴转动时，至少一对负极电容片、正极电容片之间存在相对面积变化，以及至多两对负极电容片、正极电容片之间存在相对面积变化。
[0010]进一步的，若所述外层体中布置有至少两个正极电容片，且满足θ
x
≥2(θ
h
+θ
j
)时，则负极电容片和正极电容片的布置参数具体为：θ
h
≥θ
j
,θ
d
＝θ
h
+mθ
j
,m＝2n；
[0011]其中，θ
x
表示外层体与内层体之间可相对圆周转动角度值；θ
h
表示正极电容片沿外层体圆周方向弧形轨迹所对应的角度值；θ
j
表示相邻正极电容片之间间隔沿外层体圆周方向弧形轨迹所对应的角度值；θ
d
表示负极电容片沿内层体圆周方向弧形轨迹所对应的角度
值；m表示中间值，无意义；n表示非负整数。
[0012]进一步的，所述回转角度值的计算公式具体为：
[0013][0014]其中，Δθ表示外层体与内层体之间的回转角度值；θ0表示正极电容片、负极电容片之间初始安装位的相对角度值；d表示外层体内壁与内层体外壁之间沿径向方向的间距；ε表示电容常数；S0表示正极电容片、负极电容片之间初始安装位的相对面积；ΔC表示所有电容片正负极对之间不同单一变化趋势下的电容变化量之和。
[0015]进一步的，所述回转方向的分析过程具体为：
[0016]根据正极电容片、负极电容片之间初始安装位进行偏移标定，得到标定方向；
[0017]若初始安装位的正极电容片、负极电容片之间电容值初次变大，则回转方向与标定方向相同；
[0018]若初始安装位的正极电容片、负极电容片之间电容值初次变小，则回转方向与标定方向相反。
[0019]第二方面，提供了一种回转体狭小间隙层间转角测量装置，该回转体包括至少两个同轴间隙分布的层结构，直径相对小的层结构为内层体，直径相对大的层结构为外层体；内层体的外壁布设有至少一个负极电容片，外层体的内壁布设有至少一个正极电容片，负极电容片与正极电容片构成电容传感器，且负极电容片与正极电容片之间以始终保持存在相对面积进行设置；电容传感器的信号输出端外接有信号处理器。
[0020]进一步的，所述负极电容片和正极电容片均为规则形状的弧形贴片。
[0021]进一步的，若所述外层体与内层体之间的间隙间距大于预设间距值时，则负极电容片、正极电容片均采用预制电容片；若所述外层体与内层体之间的间隙间距小于或等于预设间距值时，则负极电容片、正极电容片均采用镀层电容片。
[0022]进一步的，所述外层体与内层体之间设有回转滑环；回转滑环包括内滑环、外滑环以及接触件，内滑环与内层体外壁套接，外滑环环设在外层的内壁，接触件的两端分布与内滑环、外滑环活动接触；负极电容片与内滑环通过导线连接，外滑环和正极电容片均通过导线与信号处理器连接；外层体穿设有供导线穿过的通孔。
[0023]进一步的，所述外层体与内层体之间设有信号连接器，负极电容片、正极电容片均通过信号连接器与信号处理器无线通信连接。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1、本专利技术提供的一种回转体狭小间隙层间转角测量方法及装置，利用曲面电容传感器，由于层间转动，进而引发电容传感器两极板件覆盖面积的改变，从而改变了电容量，通过测量电容值的变化，通过电容值与转角值转换获得层间转角的变化值和转动方向；
[0026]2、本专利技术具有使用范围广、精度高等特点，通过此方法，可以提高测量的精度和准确性。
附图说明
[0027]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0028]图1是本专利技术实施例中的整体结构示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例中的工作原理图。
[0030]附图中标记及对应的零部件名称：
[0031]1、内层体；2、外层体；3、负极电容片；4、正极电容片；5、信号处理器。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0033]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
[0034]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回转体狭小间隙层间转角测量方法，其特征是，该回转体包括至少两个同轴间隙分布的层结构，直径相对小的层结构为内层体(1)，直径相对大的层结构为外层体(2)，该测量方法包括以下步骤：内层体(1)、外层体(2)的相对面分别设有至少一个负极电容片(3)、至少一个正极电容片(4)，负极电容片(3)与正极电容片(4)构成电容传感器，且负极电容片(3)与正极电容片(4)之间以始终保持存在相对面积进行设置；电容传感器采集内层体(1)与外层体(2)之间发生相对同轴转动时的实时电容信号；通过信号处理器(5)对实时电容信号进行放大处理，并依据电容传感器处于初始位置状态时的初始电容信号分析计算得到内层体(1)与外层体(2)之间的回转角度值和回转方向。2.根据权利要求1所述的一种回转体狭小间隙层间转角测量方法，其特征是，所述内层体(1)与外层体(2)之间发生相对同轴转动时，至少一对负极电容片(3)、正极电容片(4)之间存在相对面积变化，以及至多两对负极电容片(3)、正极电容片(4)之间存在相对面积变化。3.根据权利要求2所述的一种回转体狭小间隙层间转角测量方法，其特征是，若所述外层体(2)中布置有至少两个正极电容片(4)，且满足θ
x
≥2(θ
h
+θ
j
)时，则负极电容片(3)和正极电容片(4)的布置参数具体为：θ
h
≥θ
j
,θ
d
＝θ
h
+mθ
j
,m＝2n；其中，θ
x
表示外层体(2)与内层体(1)之间可相对圆周转动角度值；θ
h
表示正极电容片(4)沿外层体(2)圆周方向弧形轨迹所对应的角度值；θ
j
表示相邻正极电容片(4)之间间隔沿外层体(2)圆周方向弧形轨迹所对应的角度值；θ
d
表示负极电容片(3)沿内层体(1)圆周方向弧形轨迹所对应的角度值；m表示中间值，无意义；n表示非负整数。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的一种回转体狭小间隙层间转角测量方法，其特征是，所述回转角度值的计算公式具体为：其中，Δθ表示外层体(2)与内层体(1)之间的回转角度值；θ0表示正极电容片(4)、负极电容片(3)之间初始安装位的相对角度值；d表示外层体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，戴晓静，杨光伟，刘有海，尹承真，梅斌，阳红，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：