[发明专利]确定旋转构件的角位移、角速度和角加速度的系统和方法

权利要求书

1.一种用于确定在轴向上安装到工作台的旋转构件的角位移、角速度和角加速度的系统，所述系统包括：

至少一个数字存储盘，所述至少一个数字存储盘上同心地存储有数据，所述数据以凹区和凸区的形式设置，所述盘安装在所述旋转构件的外周上，所述盘和所述旋转构件具有相同的旋转轴；

至少一个激光发射器，用于发射指向所述盘的激光束；

至少一个激光接收器，用于接收所发射的激光束的反射部分；

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，在所述至少一个存储器上存储有用于确定所述旋转构件的所述角位移、角速度和角加速度的软件，所述软件包括能够由所述至少一个处理器执行的指令，以使得用于确定所述旋转构件的所述角位移、角速度和角加速度的所述系统：

识别在初始测试运行期间计数的所述盘的每圆周的位数，以建立校准的位计数值，将所述校准的位计数值记录到所述存储器中；

确定在验证循环期间计数的所述盘的每圆周的位数，将所述验证循环的位计数值记录到存储器中；

确定在所述校准循环期间计数的位数与在所述验证循环期间计数的位数之间的比；并且

基于在所述校准循环与所述验证循环之间确定的所述比，计算所述旋转构件的角位移；

通过获取角位移相对于时间的变化率，将所述旋转构件的所述角位移计算为角速度；并且

通过获取角速度相对于时间的变化率，将所述旋转构件的所述角速度计算为角加速度。

2.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，通过以下协议获得接收到的所述反射部分：

当所述激光束落在凹区上时，所述激光束散射并且什么也不接收到，这使得数字0被记录在计算机的存储器中，

当所述激光束落在凸区上时，所述激光束反射回到所述激光接收器，这使得数字1被记录到所述计算机的存储器中。

3.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，所述工作台是用于车辆的车轮轮毂轴承组件。

4.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，所述存储盘是具有0.1mm至1cm的厚度的条。

5.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，由于极对的数量大于48且小于500000，因此所述系统是高精度的，其提供达到1.5弧秒的分辨率。

6.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，所述外周是轴承罩。

7.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，所述外周是旋转轴。

8.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，所述外周是内圈。

9.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，由于所述盘由非磁性材料制成，因此所述盘对磁场不敏感。

10.根据权利要求1所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，所述旋转构件与以下项中的至少一者相关联：制动驱动器、制动鼓、赛车和高速列车、涡轮机、发电机、泵电动机、风扇马达、凸轮轴、齿轮箱、车轮滑动保护系统、状态监控系统、高精度医疗设备、高速工业机器、机器人和汽车轮毂。

11.根据权利要求2所述的用于确定安装到工作台的旋转构件的角位移和角速度的系统，其特征在于，所述盘的最小厚度等于所述凹区的宽度。