技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的角度測量系統(tǒng)，應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)角度的測量，主要應(yīng)用于較大型回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)角度的測量。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外關(guān)于角度測量的方法有很多種，有一些是使用接近開關(guān)來測量旋轉(zhuǎn)角度，但此類技術(shù)需要在旋轉(zhuǎn)體圓周上標(biāo)有刻度盤或者標(biāo)有一定的間隔區(qū)域，才能通過接近開關(guān)的工作原理來確定其旋轉(zhuǎn)角度。此類測量方法存在一定的局限性，若要測量較大旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)角度時，則必須要在旋轉(zhuǎn)體圓周上標(biāo)上一定間隔，這樣就會造成很大的浪費，也很難實施，測量精度難以得到保障。此外，這類角度測量技術(shù)的最大局限性在于不能判斷旋轉(zhuǎn)方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服各種回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)角度測量技術(shù)的不足，并解決角度測量器具安裝使用不方便的難題，提出一種基于漸開線的新型的角度測量系統(tǒng)。

本發(fā)明實現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是：一種新型的角度測量系統(tǒng)，包括特定曲線實體、終端顯示器和監(jiān)測點，所述的特定曲線實體上的所有點在極坐標(biāo)系內(nèi)具有唯一值，監(jiān)測點上安裝有測距傳感器并與終端顯示器連接，監(jiān)測點設(shè)有規(guī)定的相對運行軌跡，該運行軌跡是一個與特定曲線實體基圓同心的圓周軌道。

所述的特定曲線實體為漸開線實體。

本發(fā)明利用特定曲線實體上每一點所對應(yīng)的角度都是唯一的特性，在監(jiān)測點安裝測距傳感器，根據(jù)監(jiān)測點沿著運行軌跡旋轉(zhuǎn)時所測得的數(shù)據(jù)，通過一定的換算便可以測出相應(yīng)旋轉(zhuǎn)的角度；且能夠根據(jù)特定曲線實體上點的變化情況來判斷其旋轉(zhuǎn)方向。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的優(yōu)點是：安裝和使用便利，測量精度高，且能夠判斷旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的新型的角度測量系統(tǒng)在進行角度測量時的模擬圖。

圖2為本發(fā)明所述的新型的角度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各標(biāo)記為：

圖1中，R為監(jiān)測點相對運行軌跡半徑，r為漸開線實體基圓半徑，α為漸開線實體壓力角，θ為漸開線實體展角，A為漸開線實體上一點，AD為監(jiān)測點到漸開線實體的最短距離。

圖2中，1為漸開線實體，2為終端顯示器，3為裝有測距傳感器的監(jiān)測點，4為監(jiān)測點運行軌跡，△γ為監(jiān)測點做逆時針方向圓周運動時相對于前一位置的夾角，△L為測距傳感器探頭到漸開線實體的最短距離。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。

如圖2所示，一種新型的角度測量系統(tǒng)，包括漸開線實體1、終端顯示器2和監(jiān)測點3，監(jiān)測點3上安裝有測距傳感器并與終端顯示器2連接，監(jiān)測點3在正常工作時有規(guī)定的相對運行軌跡4，該運行軌跡4是一個與漸開線實體1基圓同心的圓周軌道。

由于漸開線實體1上每一點對于基圓來說都具有唯一性，因此，若能取得漸開線實體1上的兩點，便可以測出這兩點分別與基圓圓心所構(gòu)成直線的夾角。根據(jù)漸開線本身所具有的形狀和位置的特殊性，在漸開線實體1外圍某指定圓周內(nèi)某固定監(jiān)測點3安裝一個測距傳感器，如超聲波傳感器，用于測定該監(jiān)測點3到漸開線實體1上某個點的距離，監(jiān)測點3能夠以漸開線實體1做相對圓周運動，通過測距傳感器便能檢測出監(jiān)測點3在不同位置時到漸開線實體1上最近點的距離，并將數(shù)值反饋給終端顯示器2，終端顯示器2在接到監(jiān)測點3反饋的信息后迅速作出反應(yīng)，確定漸開線實體1上相應(yīng)點的位置，并通過換算整理，顯示出相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度值。

本發(fā)明進行具體測量的原理是這樣的：

如圖1所示，選擇漸開線實體1上某一點為初始點，并進行初始角度定位，那么在監(jiān)測點3旋轉(zhuǎn)到一定角度γ時，便可以測得γ角的具體數(shù)值。

漸開線方程：

x＝r×cos(θ+α)+(θ+α)×r×sin(θ+α)???????????（1）

y＝r×sin(θ+α)-(θ+α)×r×cos(θ+α)???????????（2）

z＝0??????????????????????????????????????????????（3）

式中，r為漸開線基圓半徑，θ為漸開線實體展角，α為漸開線實體壓力角，其單位為弧度。

漸開線函數(shù)：

θ＝inv(α)＝tan(α)-α???????????????????????????（4）

式中，inv為漸開線involute的縮寫。

設(shè)△L＝AD，則根據(jù)漸開線特性可得，