一种基于BiSSC协议的双读数头测角装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种基于BiSS C协议的双读数头测角装置，属于旋转轴(20)角位置测量领域；该装置包括码盘数据融合与发送板(1)、柔性长度测量尺(2)、读数头a(3)、读数头b(4)和BiSS C协议接收设备(5)；本实用新型专利技术通过在旋转结构上粘贴绝对式柔性长度测量尺，利用两个读数头实时读取柔性长度测量尺信息，将长度信息转换成角度信息，从而实现对旋转结构角位置的连续精密测量；本实用新型专利技术基于BiSS C协议的双读数头测角装置已在工程实践中得到应用，实践证明：一种基于BiSS C协议的双读数头测角装置可以实现对旋转结构角位置的连续精密测量功能，该装置工作稳定，具有较强的工程实践意义。具有较强的工程实践意义。具有较强的工程实践意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BiSS C协议的双读数头测角装置


[0001]本技术是一种基于BiSS C协议的双读数头测角装置，属于旋转轴20 角位置测量领域。

技术介绍

[0002]目前，常用于旋转轴测角位置反馈元件主要有圆光栅和感应同步器等，其反馈元件的直径一般较小，已不适用于旋转轴直径大于550mm的大型中空旋转结构的角位置测量。此时，常用方法为在大型中空旋转结构的圆周上粘贴柔性长度测量尺，并在旋转轴两侧对称安装两个读数头，将旋转轴角位置测量转换成对旋转轴弧长测量的间接方式实现角位置的精确测量。上述方法中，粘贴在旋转轴圆周上的柔性长度测量尺，在首尾相接处存在一定间隙，单个读数头很难实现对旋转轴角位置的连续精密测量，而采用双读数头测角方法中，需要实现两个读数头的数据切换，切换条件为判断到其中一个主读数头已经处于柔性长度测量尺以外即首尾间隙时发出的故障信号后，切换到另一个从读数头的测量数据，这样在读数头切换时刻容易出现测量数据不连续问题。

技术实现思路

[0003]本技术正是针对上述现有技术中的技术问题，提供了一种基于BiSS C 协议的双读数头测角装置，其目的是提供一种可以解决现有双读数头测角方法中存在的问题，实现对旋转结构角位置的连续精密测量装置。
[0004]本技术的技术方案具体如下：
[0005]一种基于BiSS C协议的双读数头测角装置，其特征在于：该装置包括码盘数据融合与发送板1、柔性长度测量尺2、读数头a3、读数头b4和BiSS C协议接收设备5；所述柔性长度测量尺2粘贴在旋转轴20的圆周上，所述读数头 a3、读数头b4对称安装在旋转轴20两侧；所述码盘数据融合与发送板1与读数头a3、读数头b4和BiSS C协议接收设备5双向通讯。
[0006]所述码盘数据融合与发送板1包括：FPGA、差分驱动芯片、电源芯片；其中FPGA通过差分驱动芯片与读数头a3、读数头b4和BiSS C协议接收设备5 进行双向通讯。
[0007]所述柔性长度测量尺2为绝对式直线光栅尺或直线磁栅。
[0008]所述FPGA包括码盘数据融合模块和BiSS C协议数据发送模块。
[0009]所述旋转轴20旋转时，读数头a3和读数头b4至少其中一个处于柔性长度测量尺的有效测量范围内。
[0010]所述柔性长度测量尺2在旋转轴20上围成的弧长所对应的圆周角必须大于 180
°
。
[0011]本技术具有以下优点：
[0012]本技术通过在旋转结构上粘贴绝对式柔性长度测量尺，利用两个读数头实时读取柔性长度测量尺信息，将长度信息转换成角度信息，从而实现对旋转结构角位置的连续精密测量。其中，利用VHDL语言对码盘数据融合与发送板中FPGA进行编程，实现BiSS C协议数据通讯与融合算法，这种采用硬件描述语言的方式实现上述功能，可以提高数据处理
C协议接收设备。
[0020]如图3中a所示，假设柔性长度测量尺尾部数据大于首部数据。在进行数据融合算法之前，首先通过读数头a获取粘贴在旋转结构圆周上的柔性长度测量尺的首部数据P11和尾部数据P12，则与之相对应读数头b的数据分别为P21 和P22，由此可得到旋转结构的圆周长L＝P12
‑
P11+P21
‑
P22。由于读数头a与读数头b对称固定安装在旋转轴20两侧，故读数头a与读数头b无论处于旋转轴20任何位置，两者之间长度差值固定，记为ΔP。
[0021]如图3中b所示，码盘数据融合与发送板的数据融合算法具体实现过程：初始化完成后，旋转结构在旋转过程中码盘数据融合与发送板1实时读取读数头a3数据P1和读数头b4数据P2，并实时判断读数头b4数据P2的值是否大于P22且小于P21。如果是，则当前旋转结构角度值＝P1
‑
P11*360/L；如果否，则当前旋转结构角度值＝P2+ΔP
‑
P11*360/L；最终将计算得到的旋转结构角度值按照BiSS C协议发送给接收设备5。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BiSS C协议的双读数头测角装置，其特征在于：该装置包括码盘数据融合与发送板(1)、柔性长度测量尺(2)、读数头a(3)、读数头b(4)和BiSS C协议接收设备(5)；所述柔性长度测量尺(2)粘贴在旋转轴(20)的圆周上，所述读数头a(3)、读数头b(4)对称安装在旋转轴(20)两侧；所述码盘数据融合与发送板(1)与读数头a(3)、读数头b(4)和BiSS C协议接收设备(5)双向通讯。2.根据权利要求1所述的基于BiSS C协议的双读数头测角装置，其特征在于：所述码盘数据融合与发送板(1)包括：FPGA、差分驱动芯片、电源芯片；其中FPGA通过差分驱动芯片与读数头a(3)、读数头b(4)和BiSS C协议接收设备(5)进行双向通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李猛，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：