一种位移传感器装置的制作方法

文档序号:28610356发布日期:2022-01-22 12:24阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种位移传感器装置,其特征在于:包括蜗杆(1)、蜗轮(2)、随动电子陀螺仪三维角度传感器(3)、参照电子陀螺仪三维角度传感器(4)、解算控制单元(5)和固定座(6),以及驱动丝杆(7),所述参照电子陀螺仪三维角度传感器(4)安装在电动推杆的固定座(6),所述随动电子陀螺仪三维角度传感器(3)固定在所述蜗轮(2)上,所述蜗杆(1)设置在所述驱动丝杆(7)上,所述蜗杆(1)与所述蜗轮(2)相互啮合,所述解算控制单元(5)实时采集所述随动电子陀螺仪三维角度传感器(3)和所述参照电子陀螺仪三维角度传感器(4)的角度信息,并根据两者角度差解算出所述电动推杆的位移参数并上传。2.根据权利要求1所述的一种位移传感器装置,其特征在于:在固定安装使用场景下,可以减去参照电子陀螺仪三维角度传感器(4),由所述随动电子陀螺仪三维角度传感器(3)的当前角度和初始角度的差来解算所述蜗轮(2)的转动角度。3.根据权利要求1所述的一种位移传感器装置,其特征在于:所述角度信息解算的算法如下:设所测位移为s,需要的量程为s,设丝杆螺距为m,蜗轮(2)的齿数n大于s/m,则蜗轮(2)外周长l=n*m>s;在固定安装使用场景下,确保蜗轮(2)垂直于水平面,在位移为0时候,让安装在蜗轮(2)上的随动电子陀螺仪三维角度传感器(3)的x,y轴平行于蜗轮(2)表面。如果初始状态x竖直向下,y与水平面平行,z垂直于蜗轮(2)表面与水平面平行,此时x=9.8,y=0;z=0;当蜗轮(2)转动时候,设转动角度为锐角a,则y/x=tan(a);a=arctan(y/x),位移解算公式为:s=l*a/(2*π)=l*atan(y/x)/(2*π);考虑a大小在0至2π各种情况的实际解算:x=0,y>0时,转动角度a=π/2;x=0,y<0时,转动角度a=3*π/2;x>0,y>=0时,a=arctan(y/x);x<0时,a=π+arctan(y/x);x>0,y<=0时,a=2*π+arctan(y/x);位移解算公式为:s=l*a/(2*π);在移动使用场景下,在初始状态位移为0时候,让安装在蜗轮(2)上的随动电子陀螺仪三维角度传感器(3)的x,y轴平行于蜗轮(2)表面,z垂直于涡轮表面,并且x与丝杆方向平行,检测值分别为x1,y1,z1;安装在固定部分的参照3维加速度传感器与初始状态位移为0时候蜗轮(2)上的传感器平行,x,y轴平行于涡轮表面,并且x与丝杆方向平行,z垂直于涡轮表面,检测值分别为x2,y2,z2;设随动电子陀螺仪三维角度传感器(3)、参照电子陀螺仪三维角度传感器(4)相对于当前设备所受加速度方向的角度分别为a1和a2;在实际解算a1时:x1=0,y1>0,a1=π/2;x1=0,y1<0,a1=3*π/2;x1>0,y1>=0时候,a1=atan(y1/x1);x1<0时候,a1=π+atan(y1/x1);
x1>0,y1<=0时候,a1=2*π+atan(y1/x1);在实际解算a2时:x2=0,y2>0,a2=π/2;x2=0,y2<0,a2=3*π/2;x2>0,y2>=0时候,a2=atan(y2/x2);x2<0时候,a2=π+atan(y2/x2);x2>0,y2<=0时候,a2=2*π+atan(y2/x2);所述随动电子陀螺仪三维角度传感器(3)与参照电子陀螺仪三维角度传感器(4)测得的角度差即是蜗轮(2)转动角度a,具体解算如下:当a2>=a1:a=a2-a1;当a2<a1:a=2*π+a2-a1;位移解算公式为:s=l*a/(2*π)。4.一种带有位移传感器装置的电动推杆,其特征在于:包括上述权利要求1-3任一项所述的位移传感器装置。

技术总结
本发明公开了一种位移传感器装置,包括蜗杆、蜗轮、随动电子陀螺仪三维角度传感器、参照电子陀螺仪三维角度传感器、解算控制单元和固定座,所述参照电子陀螺仪三维角度传感器安装在电动推杆的固定座上,所述随动电子陀螺仪三维角度传感器固定在所述蜗轮上,所述蜗杆设置在所述电动推杆的丝杆上,所述蜗杆与所述蜗轮相互啮合,所述解算控制单元实时采集所述随动电子陀螺仪三维角度传感器和所述参照电子陀螺仪三维角度传感器的角度信息,并根据两者角度差参考解算出所述电动推杆的位移参数并上传;本位移传感器装置结构简单、成本低,适用性强、测量精准。强、测量精准。强、测量精准。


技术研发人员:赵思俨 陈霖 龚艺崚 赵树龙
受保护的技术使用者:赵树龙
技术研发日:2021.09.17
技术公布日:2022/1/21
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