[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

说明书

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。还提供一种用于确定所述旋转构件的角位移、角速度和角加速度的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于确定角位移、角速度和角加速度的系统和方法。特别是，本发明涉及一种用于确定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和方法。

背景技术

车轮速度传感器是汽车工业中必需的ABS组件和传感器输入。车轮速度传感器输入用于将转动车轮速度告知ABS控制模块。在当今的车辆上有两种类型的传感系统。图1A示出了被动车轮轮毂感测系统10，而图2A示出了主动车轮轮毂感测系统30。

像图1A所示的那样的被动传感器15生成AC信号，该AC信号随着车轮改变速度而改变频率。ABS控制模块将图1B所示的AC信号转换为数字信号以进行解释。其监控所有车轮速度输入。如果一个车轮开始旋转为比其他车轮慢，则系统将降低对该车轮的液压压力，直到其恢复牵引力(traction)为止。被动的现有技术感测使用齿轮(或开槽盘)20，并且根据可变磁阻方法来运行。精度取决于齿数。齿数越多，精度越高。图2B示出了通过被动感测产生的产生(/感应)电压波形。

像图2A所示的那样的主动传感器35生成感应电压。主动的现有技术感测利用从旋转磁环40产生的磁通量，并且根据霍尔效应原理来运行。磁通量随空气间隙变化，并且生成方波电压。图2B示出了通过主动感测产生的方波电压波形45。

发明内容

根据一个或多个实施方式，提供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。

根据本发明的第一方面，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被记录到计算机的存储器中。

根据本发明的第二方面，所述工作台是用于车辆的车轮轮毂轴承组件。

根据本发明的第三方面，所述存储盘是具有0.1mm至1cm的厚度的条。

根据本发明的另一方面，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。

在本发明的另一方面中，所述外周是轴承罩。

在本发明的另一方面中，所述外周是旋转轴。