[发明专利]一种回转运动位置反馈装置和反馈方法

说明书

本申请公开了一种回转运动位置反馈装置和反馈方法，所述回转运动位置反馈装置包括位置圆环形的位置反馈元件和回转体、及位置信息处理模块；位置反馈元件包括圆环形的第一栅尺带和第二栅尺带、第一栅尺读数头和第二栅尺读数头；回转体包括圆环形的回转体内圈和回转体外圈；回转体内圈的内壁的上端设置有圆弧形凹陷的第一内圈尺带槽，回转体内圈的内壁的下端设置有圆弧形凹陷的第二内圈尺带槽；其实用性好，不受元器件尺寸限制，有效提高大角度、累计回转角度超过360°的回转机构位置反馈精度，适应性强，无需在回转机构上增加高精度的安装件，降低实施成本；不受到回转体径向尺寸增大的限制，反而因回转体径向尺寸的增大而提高位置读取精度。

技术领域

本申请涉及回转机构控制系统技术领域，尤其涉及一种回转运动位置反馈装置和反馈方法。

背景技术

目前，高精度回转运动机构在天线测试转台等领域应用广泛。随着天线频率的不断提高以及测试功能的不断增加，对回转运动机构的尺寸和精度都在不同程度的增大，如图5所示，例如多轴测试转台的初级方位轴，因承载上部大型或大尺寸偏置，造成其径向尺寸也在增大，部分大承载的转台方位轴径向尺寸已超过1000mm。作为高精度回转运动的方位轴，其一般采用闭环控制，即在回转运动末端安装位置反馈元件测量旋转角度，并作为反馈回路接入控制系统。在方位部件尺寸较小的情况下，一般采用圆形光栅或圆形磁栅固定在旋转轴上的方式读取旋转部件的实际运动角度。圆形光栅或圆形磁栅的外形尺寸一般不超过400mm，而且大尺寸圆形光栅或圆形磁栅的工艺难度巨大，成本也会大幅增加，导致带来的效果提升并不能与投入的成本相匹配。而圆形光栅或圆形磁栅的的制作工艺均是采用圆形回转体作为栅尺的本体，此回转体具有极高的机械精度，在此回转体基体的外圆上刻蚀栅格使之成为圆形光栅或圆形磁栅，对于不同直径的圆形光栅等，因为刻蚀栅格的设备统一，导致其栅格的间距基本一致。与圆形光栅或磁栅相对应的是柔性的栅尺，即无固定基体的柔性尺带，其采用相同的刻蚀工艺而具有与圆形光栅或磁栅相同栅格间距，该栅尺可粘贴固定在具有较高机械精度的结构基体上，形成与结构基体一致的栅格分布外形路径，进而可使位置反馈更为直接。

在上述各种栅尺的使用方式中，若结构基体是开环的、不封闭的，如直线运动或非完整圆的运动，则采用栅尺可直接达到位置反馈的目的。但是如果结构基体是封闭的回转体，而回转运动角度又超过180°或单向360°时，栅尺在回转体上会出现接缝进而造成该接缝附近的区域无法读取位置信息，因此在这种情况下，一般仍采用圆形光栅或磁栅作为位置反馈。但是随着回转体实际旋转部件径向尺寸的增大，采用的圆形光栅或磁栅，会因为其尺寸无法增大而愈发偏离回转实际位置，在这种情况下圆形光栅或磁栅的安装支撑会出现刚性不足，而造成位置反馈测量值偏离实际值，即未形成有效的闭环控制的问题。

发明内容

本申请提出一种回转运动位置反馈装置和反馈方法，旨在解决现有技术中回转运动位置反馈设备所存在的受回转体径向尺寸增大的限制，越来越偏离回转实际位置，导致光栅或磁栅的安装支撑出现刚性不足，造成位置反馈测量值偏离实际值，无法形成有效的闭环控制的问题。

本申请提供一种回转运动位置反馈装置，所述回转运动位置反馈装置包括位置圆环形的位置反馈元件、圆环形的回转体和位置信息处理模块；

所述位置反馈元件包括圆环形的第一栅尺带、圆环形的第二栅尺带、第一栅尺读数头和第二栅尺读数头；

第一栅尺读数头固定在第一栅尺带的侧壁上，第二栅尺读数头固定在第二栅尺带的侧壁上；

所述回转体包括圆环形的回转体内圈和圆环形的回转体外圈；

回转体内圈的内壁的上端设置有圆弧形凹陷的第一内圈尺带槽，回转体内圈的内壁的下端设置有圆弧形凹陷的第二内圈尺带槽；第一内圈尺带槽和第二内圈尺带槽均与回转体内圈为同心结构；第一内圈尺带槽和第二内圈尺带槽的两端与回转体内圈的圆心之间的连线所成的夹角均大于80°；

第一内圈尺带槽与第二内圈尺带槽构成其各自的中点所在的竖直线分别以回转体内圈的圆心对称的错开结构；