CS273093B1

CS273093B1 - Digital mechanical position pickup

Info

Publication number: CS273093B1
Application number: CS841688A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Mihely
Original assignee: Rudolf Mihely
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS841688A1

Abstract

The design enables to convert the scanned position or angle of rotation of the moving part of the mechanic system into the digital signal. The number of the scanned positions is given by the nth second power, where n is the number of transmission gear double-wheels with screens. The gist of the solution lies in the fact that the transmission gear double-wheels with screens are arranged alternately and rotationally on the fixed shafts, while the larger wheel of the transmission gear double-wheel forms transmission one : two with the smaller wheel of the subsequent transmission gear double-wheel. The screens of the individual transmission gear double-wheels influence the status of the sensor and hence also the output digital signal of the sensor. The movement from the scanned mechanic system is transmitted into none of the transmission gear double-wheels.<IMAGE>

Description

Vynález aa týká číslicového mechanického snímača polohy a rieši problém absolutného snímania polohy, alebo uhla pootočenia pohyblivých častí mechanického systému a ich převod na číslicový signál.The invention aa relates to a digital mechanical position sensor and solves the problem of absolute position sensing, or the angle of rotation of the moving parts of the mechanical system and their conversion into a digital signal.

Pre saímanie polohy pohyblivých častí mechanických systémov sa doposial používajú analogové snímače polohy, kde zvléštnu skupinu tvoria programové spínače. S číslicových snímačov sú to inkrementálně snímače a kódové kotúče. Přesnost analogových snímačov polohy je podstatné aenšia ako číslicových snímačov polohy a pri použití v číslicovej technike je potřebný analogovo číslicový převodník. Počet snímaných poloh programového spínača je daný nastaveným pxograaoa a počtou vačiek. Tento program neeožae měnit počas prevédzky systému. Pri potřebo infonaácie o momentálnej polohe pohyblivých častí mechanického systému sa programový spínač kombinuje s iným druhom analogového anímača polohy. Pri. niektorých změnách v mechanickom systéme je potřebné vykonat rektifikáciu snímania polohy. Inkrementálně snímače vyhodnocujú len změnu polohy. Přitom nepřesnosti pri snímáni a spracovaní prírastkcv poloh aa hroaadia. Vypnutím napájsnia inkreaentálneho snímača sa inforaácia o polohe mechanického systému stratí, pričom po opatovnom zapnutí napájania musí byt celý mechanický systém uvedený do východzej, referenčnej polohy. Rozměry kódového kotúča sú závislé na roslišovacej schopnosti senzorov a počte poloh kódového kotúča. Všetky tieto snímače snímajú polohy bulto priamo, alebo nepriaao pomocou převodu. Pri nepriamom snímaní polohy zmienenýai sním ač ami je přesnost snímania závislá na vlastnostiack mechanických členov převodu.So far, analogue position sensors have been used to capture the position of moving parts of mechanical systems, where the special group consists of program switches. The digital encoders are incremental encoders and code discs. The accuracy of analogue encoders is essential and greater than digital encoders, and an analog-to-digital converter is required for use in digital technology. The number of sensing positions of the program switch is determined by the set pxograao and the number of cams. This program does not change during system operation. When information about the current position of the moving parts of the mechanical system is needed, the program switch is combined with another kind of analog positioner. At. Some changes in the mechanical system require rectification of position sensing. Incremental encoders only evaluate position changes. At the same time, inaccuracies in sensing and processing increments of positions a and hydra. By switching off the power of the inreactive sensor, the position information of the mechanical system is lost, and after the power has been switched on again, the entire mechanical system must be brought to the initial, reference position. The dimensions of the code disc depend on the sensing ability of the sensors and the number of positions of the code disc. All these sensors pick up the bulto positions directly or indirectly by means of a transmission. In the indirect position sensing of said encoders, the sensing accuracy is dependent on the characteristics of the mechanical transmission members.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje číslicový mechanický snímač polohy tvořený binarnými snínačmi s otočnými clonami. Jeho podstata spočívá v tom, že na nehýbne upevněných hriadeloeh sú otočné a striedavo uložené převodové dvojkolesá s clonami, pričom vačšie koleso převodového dvojkolesá tvoří s menším kolesem následujúceho převodového dvojkolesá převod jedna ku ďvom. Clony jednotlivých převodových dvojkolies ovplyvňujú stav senzorov sním&ča. Pohyb zo snímaného mechanického systému sa prevádza na hiektoré z převodových dvojkolies.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a digital mechanical position sensor consisting of binary sensors with rotating orifice plates. It is based on the fact that gear wheels with orifice plates are rotatable and alternately mounted on fixed shafts, and the larger gear wheel wheels form a one-to-two transmission with the smaller wheel of the subsequent gear wheel. The screens of the individual gear wheels affect the condition of the sensor sensors. Movement from the sensed mechanical system is transferred to some of the gear wheelsets.

Výhody číslicového mechanického snímača polohy spoČívajú v tom, že přesnost snímania poldh je daná n-tou mocninou dvoch, kde n je počet převodových dvojkolies. Na realizáciu snímača možme použit rožne senzory. Tým, že sa pohyb zo snímaného mechanického systému prevádsa na niektoré z převodových dvojkolies, nie je potřebný zvláštny převod, ako pri doteraz používáno® nepriamom snímaní polohy. Zatažovací moment snímača na snímaný mechanický systém je najmenší pri připojení na převodové dvojkoleso s najnižší® platným bitou ISB a pripájanía na převodové dvojkolesá smerom k dvojkolesu s najplatnejSím bitom MSB zatažovací moment rastie. Z toho plynie, že číslicový mechanický snímač polohy je vhodný najma pre mechanické systémy, kde sa doposial používá nepriame snímsnie poloh. Pri vypnutí napájania číslicového mechanického snímača polohy ostává inforaácia o polohe mechanického systému zachovaná. Vyhodnocovanie údajov snímača, rektifikáciu, připadne převod číslicového signálu na signál analogový prevádzame prostriedkami číslicovej techniky.The advantages of a digital mechanical encoder are that the sensing accuracy of poldh is given by the nth power of two, where n is the number of gear wheelsets. Various sensors can be used to realize the sensor. Because the movement from the sensed mechanical system is transferred to some of the transmission wheelsets, no special transmission is required, as in the indirect position sensing system used hitherto. The encoder torque on the sensed mechanical system is lowest when connected to a gearbox with the lowest® valid ISB bit, and attaches to the gearboxes toward the wheelset with the most valid MSB bit. This implies that a digital mechanical position sensor is particularly suitable for mechanical systems where up to now indirect position sensing is used. When the power to the digital mechanical encoder is switched off, the position information of the mechanical system is retained. Evaluation of sensor data, rectification, eventually conversion of digital signal to analog signal is carried out by means of digital technology.

Příklady číslicových mechanických snímačov polohy sú znázorněné na připojených výkresech obr. 1, obr. 2.Examples of digital mechanical position sensors are shown in the accompanying drawings of FIG. 1, FIG. Second

Na obr. 1 je v náryse a v podoryse znázorněné usporiadanie hlavných. častí číslicového mechanického snimača polohy. Převodové dvojkoleso ^najplatnejšieho bitu MSB je znázorněné v řeze, kváli lepšieau zvýrazneniu celku převodového dvojkolesá 2 a clonou J. Obr. 2 znázorňuje číslicový mechanický snímač polohy a zapojenie jeho senzorov 4 v binárnom kóde s čítáním v tvare V. Převodové dvojkolesá 2 s clonami 3 a aenzorai 4 patriace jednotlivým bitom, ako aj nehybné hriadele £ sú kvoli prehíadnosti zobrazené oddelene. Momentálna vzájomná poloha clon 3 a senzorov 4 je znázorněná na diagrame spínania obr. 3. Zobrazenie je v medzipolohe, medzi polohami 111111 a 000000.In FIG. 1 is a plan view of a main arrangement in top and bottom view. parts of a digital mechanical position sensor. The gearbox of the most valid MSB bit is shown in section for better enhancement of the gearbox assembly 2 and the orifice J. FIG. 2 shows the digital mechanical position sensor and the wiring of its sensors 4 in a V-shaped binary code. The gear wheels 2 with the orifices 3 and the aensors 4 belonging to the individual bits as well as the stationary shafts 4 are shown separately for clarity. The current relative position of the curtains 3 and the sensors 4 is shown in the switching diagram of FIG. 3. The display is in an intermediate position, between positions 111111 and 000000.

Číslicový mechanický snímač polohy má převodové dvojkolesá 2 a clonami 3 striedavo a otočné uložené na nehybných hriadeloeh £. Senzory 4 sú umiestnené po obvode převodových dvojkolies 2 v rozsahu vplyvu clon 3.The digital mechanical position sensor has gear wheels 2 and orifices 3 alternately and rotatably mounted on stationary shafts. The sensors 4 are located around the circumference of the gear wheelsets 2 in the range of the influence of the orifices 3.

CS 273 093 Bl číslicový mechanický snímač polohy uvedieme do chodu prevodom pohybu zo snímaného mechanického systému na niektoré z převodových dvojkolies 2. Pri pohybe mechanického systému sa súčasne roztočia všetky převodové dvojkolesá 2.CS 273 093 B1 actuate the digital mechanical encoder by moving the motion from the sensed mechanical system to one of the gear wheelsets 2. When the mechanical system is moving, all the gear wheelsets 2 are simultaneously rotated.

Ich otáčky budú v pomereTheir speed will be in proportion

2θ : : 2^ j 2³ : ... 2ⁿ“\ kde n je počet převodových dvojkolies 2 s clonami 3· Najvyššie otáčky dosiahne převodové dvoj kole so 2 s najnižšía platným bitom LSB. Clony 3 ovplyvňujú stav senzore v 4 a tým aj výstupný signál číslicového mechanického snímača polohy.2θ:: 2 ^ j 2 ³ : ... 2 ⁿ “\ where n is the number of gear wheels 2 with apertures 3 · The highest speed is reached by the gear wheel with 2 with the lowest valid LSB bit. The orifices 3 affect the state of the sensor at 4 and hence the output signal of the digital mechanical encoder.

číslicový mechanický snímač polohy možné použit všade tam, kde je potřebná previest snímanú polohu alebo uhol pootočenia pohyblivých častí mechanického systému na číslicový signál. S použitím číslicových konparátorov ho možné použit v automatisačnej technike nasaiesto programového spínača, pričom získáme vačšiu přesnost snímania poloh, číslicový mechanický snímač polohy možné použit například pre sníaanie poloh oervomotorov. Spojením převodového dvojkolesa najplatnejšieho bitu MSB s ovládacou pákou získáme číslicový mecha· nický ovládač, ktorý aSžae doplnit aretačným mechanizmom alebo vratným pohonoa.a digital mechanical position sensor can be used wherever it is necessary to convert the sensed position or angle of rotation of the moving parts of the mechanical system to a digital signal. With the use of digital comparators it can be used in automation technology instead of a program switch, while obtaining greater position sensing accuracy, a digital mechanical position sensor can be used, for example, to lower the positions of the servomotors. Combining the gear of the most expensive MSB bit with the control lever gives a digital mechanical control that can be supplemented by a locking mechanism or a reversible drive.

Claims

A digital mechanical encoder consisting of bare rotary orifice sensors, characterized in that gear wheelsets (2) alternately and rotatably mounted on the fixed (1) wheels (2) with the orifices (3), the larger wheel of the gear wheelset (2) forming with by a smaller wheel of the next gear wheelset (2), a one-to-two gear and sensors (4) are distributed around the periphery of the gear wheelsets (2) within the reach of the orifices (3).