一种旋转角度检测方法及可旋转装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种旋转角度检测方法及可旋转装置，包括：利用传动机构将旋转运动转换成直线运动；在所述传动机构上布设电刷，将旋转角度的变化转换成电刷位置的变化；沿所述传动机构的直线运动方向布设长条状电阻，并为所述电阻供电；配置所述电刷在所述电阻上滑动，并采集电刷上的电压；根据所述电刷上的电压变化换算出待测的旋转角度。本发明专利技术采用这种旋转角度检测方法，只需按照实际应用场景合理地配置传动机构和长条状电阻的尺寸，即可满足任意旋转角度的连续检测需求，尤其适合超过360

【技术实现步骤摘要】
一种旋转角度检测方法及可旋转装置


[0001]本专利技术属于可旋转装置
，具体地说，是涉及一种用于对可旋转装置的旋转角度进行检测的方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步以及消费者需求的提升，陪伴机器人、智能音箱、AR投影仪等智能化产品逐渐进入人们的生活，为消费者提供着人性化的服务。这些产品在实际使用过程中经常会执行旋转动作，例如，陪伴机器人旋转以改变其行走方向；智能音箱旋转以跟踪用户方位，实现声源定位；AR投影仪旋转以调整投影方向，实现不同角度场景的自动切换。
[0003]智能产品在旋转过程中，需要对产品的旋转角度进行准确检测，以判断产品是否运动到位。目前，常用的角度检测装置主要包括旋转式电位器、旋转编码器等。其中，旋转式电位器的检测角度不能超过360
°
，旋转编码器的角度检测不连续。这对于旋转位置超过360
°
且需要旋转角度连续检测的智能产品而言，显然是无法满足其角度检测需求的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种旋转角度检测方法，以解决现有检测装置不能满足广角位置检测要求或者角度检测不连续的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：在一个方面，本专利技术提出了一种旋转角度检测方法，包括：利用传动机构将旋转运动转换成直线运动；在所述传动机构上布设电刷，将旋转角度的变化转换成电刷位置的变化；沿所述传动机构的直线运动方向布设长条状电阻，并为所述电阻供电；配置所述电刷在所述电阻上滑动，并采集电刷上的电压；根据所述电刷上的电压变化换算出待测的旋转角度。
[0006]在本申请的一些实施例中，为了实现旋转角度的直接获取，可以配置处理器采集电刷上的电压，进行旋转角度的自动换算。考虑到处理器接口的安全问题，可以布设一条与所述长条状电阻平行延伸的限流电阻；配置所述电刷横跨在所述长条状电阻与所述限流电阻之间；将所述电刷采集到的电压通过所述限流电阻传输至处理器，利用处理器换算出待测的旋转角度。本申请通过布设一条限流电阻与所述长条状电阻平行延伸，电刷在沿长条状电阻和限流电阻滑动期间，接入电压采集电路中的限流电阻的阻值也会随之变化，且电刷上的电压越大，限流电阻的阻值越大，这样可以在有效限制流入处理器接口的电流大小的同时，保证处理器中ADC的转换性能。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述传动机构可以配置为齿轮齿条传动机构；作为一种角度标定方式，可以首先根据齿条边界确定出齿轮的旋转角度范围；然后，采集齿轮旋转至所述旋转角度范围的两个边界点时所述电刷上的电压，以确定出所述电刷上的电压变化区间；最后，利用所述电压变化区间和所述旋转角度范围便可进行角度标定。
[0008]在本申请的一些实施例中，作为角度标定的另外一种实现方式，可以首先确定出所述电刷的有效行程区间，并在所述有效行程区间内，选定标定起点和标定终点的位置；预先确定出所述电刷行经所述标定起点和标定终点时所对应的旋转角度，建立标定角度范围；然后，在所述长条状电阻的旁侧配置两对检测电极，分别与所述标定起点和标定终点的位置相对应；同时，配置检测刷与所述电刷等位同步移动；在实际检测过程中，在所述检测刷移动到位于标定起点位置处的检测电极时，记录所述电刷采集到的电压为起点电压；在所述检测刷移动到位于标定终点位置处的检测电极时，记录所述电刷采集到的电压为终点电压；根据所述起点电压和终点电压建立标定电压区间；最后，利用所述标定电压区间和所述标定角度范围便可进行角度标定。
[0009]在本申请的一些实施例中，作为角度标定的又一种实现方式，可以首先确定出所述电刷的有效行程区间，并在所述有效行程区间内选择一个标定位置；然后，在所述长条状电阻的旁侧配置一对检测电极，与所述标定位置相对应；同时，平行于所述电刷的移动方向间隔布设两个检测刷，配置两个检测刷与所述电刷同步移动；预先确定所述两个检测刷分别移动到所述标定位置时所对应的旋转角度，建立标定角度范围；在实际检测过程中，分别记录所述两个检测刷在移动到所述检测电极时，所述电刷采集到的电压，利用两个采集电压建立标定电压区间；最后，利用所述标定电压区间和所述标定角度范围即可进行角度标定。
[0010]在另一个方面，本专利技术还提出了一种可旋转装置，包括主体、安装在所述主体上的转轴以及驱动所述转轴旋转的转动机构；在所述主体中设置有传动机构、电刷、长条状电阻和处理器；其中，所述传动机构连接所述转轴，将所述转轴的旋转运动转换成直线运动；所述电刷安装在所述传动机构上，由所述传动机构驱动电刷直线运动；所述长条状电阻沿所述传动机构的直线运动方向布设，首端连接高电位，尾端连接低电位；所述处理器与所述电刷电连通；在所述转轴旋转时，所述传动机构驱动所述电刷在所述长条状电阻上滑动，所述处理器采集所述电刷上的电压，根据所述电刷上的电压变化换算出所述转轴的旋转角度。
[0011]在本申请的一些实施例中，还可以在所述可旋转装置中进一步设置限流电阻，配置所述限流电阻为长条状，且平行于所述长条状电阻布设，将限流电阻的尾端电连接至所述处理器；将所述电刷横跨在所述长条状电阻与所述限流电阻之间，使通过所述电刷采集到的电压经由所述限流电阻传输至所述处理器，以限制流入处理器接口的电流。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述长条状电阻可以选用千欧级的薄膜电阻；所述限流电阻可以选用十欧级的薄膜电阻。
[0013]在本申请的一些实施例中，可以选择齿轮齿条传动机构实现旋转运动到直线运动的转换，其中，配置齿轮与所述转轴相轴接，配置齿条与所述齿轮相啮合，且与所述长条状电阻平行间隔布设；将所述电刷安装在所述齿条上，且位于所述齿条与所述长条状电阻之间。
[0014]为了满足广角检测需求，所述齿轮和齿条应满足以下位置关系：在所述主体旋转至0
°
时，所述齿轮与齿条的其中一个端部相啮合；在所述主体旋转至最大角度时，所述齿轮与齿条的另外一个端部相啮合；所述处理器分别采集所述主体旋转至0
°
和最大角度时所述电刷上的电压，根据两个采集电压确定电压变化区间，利用所述电压变化区间和所述主体的旋转角度范围进行角
度标定。
[0015]在本申请的一些实施例中，为了降低薄膜电阻磨损对于角度检测的影响，可以采用以下角度标定方式：将所述长条状电阻布设在一基板上，并在所述基板上布设两对检测电极；其中，第一对检测电极位于所述长条状电阻的一侧且邻近长条状电阻的首端位置；在所述第一对检测电极中，其中一个检测电极连接高电位或者低电位，另外一个检测电极连接所述处理器；第二对检测电极位于所述长条状电阻的另外一侧且邻近长条状电阻的尾端位置；在所述第二对检测电极中，其中一个检测电极连接高电位或者低电位，另外一个检测电极连接所述处理器；在所述传动机构上安装两个检测刷，分置于所述电刷的相对两侧，与所述电刷等位同步移动；配置两个检测刷在移动过程中，其中一个检测刷可移动至所述第一对检测电极所在位置，将所述第一对检测电极短接，另外一个检测刷可移动至所述第二对检测电极所在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转角度检测方法，其特征在于，包括：利用传动机构将旋转运动转换成直线运动；在所述传动机构上布设电刷，将旋转角度的变化转换成电刷位置的变化；沿所述传动机构的直线运动方向布设长条状电阻，并为所述电阻供电；配置所述电刷在所述电阻上滑动，并采集电刷上的电压；根据所述电刷上的电压变化换算出待测的旋转角度。2.根据权利要求1所述的旋转角度检测方法，其特征在于，所述传动机构为齿轮齿条传动机构；根据齿条边界确定齿轮的旋转角度范围；采集齿轮旋转至所述旋转角度范围的两个边界点时所述电刷上的电压，以确定出所述电刷上的电压变化区间；利用所述电压变化区间和所述旋转角度范围进行角度标定。3.根据权利要求1所述的旋转角度检测方法，其特征在于，确定所述电刷的有效行程区间；在所述有效行程区间内，选定标定起点和标定终点的位置；预先确定所述电刷行经所述标定起点和标定终点时所对应的旋转角度，建立标定角度范围；在所述长条状电阻的旁侧配置两对检测电极，分别与所述标定起点和标定终点的位置相对应；配置检测刷与所述电刷等位同步移动；在所述检测刷移动到位于标定起点位置处的检测电极时，记录所述电刷采集到的电压为起点电压；在所述检测刷移动到位于标定终点位置处的检测电极时，记录所述电刷采集到的电压为终点电压；根据所述起点电压和终点电压建立标定电压区间；利用所述标定电压区间和所述标定角度范围进行角度标定。4.根据权利要求1所述的旋转角度检测方法，其特征在于，确定所述电刷的有效行程区间；在所述有效行程区间内选择一个标定位置；在所述长条状电阻的旁侧配置一对检测电极，与所述标定位置相对应；平行于所述电刷的移动方向间隔布设两个检测刷，配置两个检测刷与所述电刷同步移动；预先确定所述两个检测刷分别移动到所述标定位置时所对应的旋转角度，建立标定角度范围；在实际检测过程中，分别记录所述两个检测刷在移动到所述检测电极时，所述电刷采集到的电压，利用两个采集电压建立标定电压区间；利用所述标定电压区间和所述标定角度范围进行角度标定。5.一种可旋转装置，包括主体、安装在所述主体上的转轴以及驱动所述转轴旋转的转动机构；其特征在于，在所述主体中设置有：
传动机构，其连接所述转轴，将所述转轴的旋转运动转换成直线运动；电刷，其安装在所述传动机构上，由所述传动机构驱动电刷直线运动；长条状电阻，其沿所述传动机构的直线运动方向布设，首端连接高电位，尾端连接低电位；处理器，其与所述电刷电连通；在所述转轴旋转时，所述传动机构驱动所述电刷在所述长条状电阻上滑动，所述处理器采集所述电刷上的电压，根据所述电刷上的电压变化换算出所述转轴的旋转角度。6.根据权利要求5所述的可旋转装置，其特征在于，还包括：限流电阻，其为长条状，平行于所述长条状电阻布设，其尾端电连接所述处理器；所述电刷横跨在所述长条状电阻与所述限流电阻之间；通过所述电刷采集到的电压经由所述限流电阻传输至所述处理器。7.根据权利要求6所述的可旋转装置，其特征在于，所述长条状电阻为千欧级的薄膜电阻；所述限流电阻为十欧级的薄膜电阻。8.根据权利要求5至7中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠双，
申请(专利权)人：潍坊歌尔电子有限公司，
类型：发明
国别省市：