[发明专利]一种电控操纵杆位置测量系统及其方法

摘要

本发明公开一种电控操纵杆角度测量系统，包括安装在操纵手柄上的第一加速度传感器及安装在安装基座上的第二加速传感器和数据处理单元，第一加速度传感器与第二加速度传感器相对平行设置，第一加速度传感器和第二加速度传感器均为三轴加速度传感器，数据处理单元为对第一加速度传感器的信号和第二加速度传感器的信号进行处理、计算得出电控操纵杆的操纵手柄位置信息的电信号的可编程控制器，第一加速度传感器和第二加速度传感器分别与可编程控制器的输入端电连接。本发明还公开一种电控操纵杆角度测量方法。本发明的各部件均无机械结构的相对运动，可保证测量精度和数据的可靠性，使电控操纵杆的操作精度较高，提高了电控操纵杆的可靠性。

主权项

一种电控操纵杆角度测量系统的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、安装第一加速度传感器和第二加速度传感器，第一加速度传感器安装在电控操纵杆的操纵手柄上，第二加速度传感器安装在电控操纵杆的安装基座上，且第一加速度传感器与第二加速度传感器相对平行设置，安装过程中在安装基座与水平面平行时第一加速度传感器坐标轴上的x轴方向和第二加速度传感器坐标轴上的x轴方向均指向电控操纵杆的正前方，第一加速度传感器坐标轴上的y轴方向和第二加速度传感器坐标轴上的y轴方向均指向电控操纵杆的右侧；(2)、操作人员摆动电控操纵杆的操纵手柄，第一加速度传感器测得其x轴、y轴和z轴三个坐标轴上的分量gx1、gy1、gz1，得到第一加速度传感器的位置向量(gx1、gy1、gz1)；第二加速度传感器根据工程机械的摆动相应测得其x轴、y轴和z轴三个坐标轴上的分量gx2、gy2、gz2，得到第二加速度传感器的位置向量(gx2、gy2、gz2)；(3)、第一加速度传感器测得的数据和第二加速度传感器测得的数据分别发送至数据处理单元，数据处理单元接收到第一加速度传感器和第二加速度传感器的发送的数据，并将接收到的数据使用公式Vgx＝gx1‑gx2,Vgy＝gy1‑gy2,Vgz＝gz1‑gz2，计算出操作手柄的操作向量(Vgx,Vgy,Vgz)，再将操作手柄的操作向量映射到以操作手柄与安装基座的铰接点为原点，X轴方向指向电控操纵杆的正前方，Y轴方向指向电控操纵杆右侧，Z轴通过右手定则确定的全局坐标系的xy平面，得到映射向量(Vgx,Vgy)，并通过公式计算出映射向量的模，该映射向量的模即为操作者对操作手柄的操作力度；最后通过公式θx＝arccos(Vgx/|Vgxy|)，θy＝arccos(Vgy/|Vgxy|)即可得到操作方向(θx,θy)，所述的操作力度和操作方向即为操作信息，该操作信息通过数据处理单元的输出端发送出去。