[发明专利]一种对磁悬浮球形关节进行光电角度数值的检测装置及其检测方法

摘要

一种对磁悬浮球形关节进行光电角度数值的检测装置及其检测方法，属于非接触式的位姿检测技术领域，装置由底座、机架和球形转子构成，球形转子上设有纬向环形凹槽和经向环形凹槽，凹槽内设有由LED灯珠构成的环形光源，机架内壁上设有硅光电池阵列，采用两组环形光源和三组环形光电池分别作为光源和光探测器，光源照射到硅光电池产生的短路电流与照射所成的光斑面积满足一定的函数关系，并由此建立短路电流与转子偏转角度之间的函数关系，通过使用非接触式的检测方法，检测精度高，检测算法精确，不仅可适用于球形关节转子，还可适用于其他在一定范围内自由运动刚体的旋转角度检测，为研究球形转子检测提供了的理论基础。

主权项

1.一种对磁悬浮球形关节进行光电角度数值的检测装置，包括底座(8)；其特征在于：所述底座(8)上设有由第一纵向环形支架(2‑1)、第二纵向环形支架(2‑2)和水平环形支架(2‑3)构成的机架(2)，所述第一纵向环形支架(2‑1)和第二纵向环形支架(2‑2)相互垂直交错固定设置在底座(8)上，所述水平环形支架(2‑3)固定连接在第一纵向环形支架(2‑1)和第二纵向环形支架(2‑2)的一端，所述机架(2)内设有球形转子(1)，所述球形转子(1)的顶部设有转子输出轴(11)，所述球形转子(1)的纬度中线上开设有360°纬向环形凹槽(9)，所述球形转子(1)的经度中线上开设有240°经向环形凹槽(10)，所述纬向环形凹槽(9)的槽底面上设有由LED灯珠构成的纬向环形光源(4)，所述经向环形凹槽(10)内槽底面上设有由LED灯珠构成的经向环形光源(3)，所述纬向环形凹槽(6)和经向环形凹槽(10)内均设有透镜(12)，所述透镜(12)与球形转子(1)表面形成光滑过渡的球形面，所述第一纵向环形支架(2‑1)的内表面上均布设有由若干个硅光电池构成的第一环形硅光电池阵列(5)，所述第二纵向环形支架(2‑2)的内表面上均布设有由若干个硅光电池构成的第二环形硅光电池阵列(6)，所述水平环形支架(2‑3)的内表面上均布设有若干个硅光电池构成的第三环形硅光电池阵列(7)，所述球形转子(1)表面与第一环形硅光电池阵列(5)、第二环形硅光电池阵列(6)、第三环形硅光电池阵列(7)之间均存在间隙。