角度检测装置
阅读：565发布：2021-01-21
专利汇可以提供角度检测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 角 度检测装置，包括：第一距离检测装置、第一反射板、与平行四边形系统中一个侧边对应的第一连接件、以及与平行四边形系统中与该侧边平行的另一侧边对应的第三连接件，平行四边形系统中相邻两个侧边中的一个能够相对另一个转动；第一距离检测装置与第一连接件连接，第一反射板与第三连接件连接，第一距离检测装置用于检测第一距离检测装置与第一反射板之间的距离。与通过激光发生器发出的激光形成的光斑来检测被检测装置的转动角度相比，可以连续的检测被检测装置的转动角度。，下面是角度检测装置专利的具体信息内容。
1.一种角度检测装置，其特征在于，包括：第一距离检测装置、第一反射板、与平行四边形系统中一个侧边对应的第一连接件、以及与所述平行四边形系统中与该侧边平行的另一侧边对应的第三连接件，所述平行四边形系统中相邻两个侧边中的一个能够相对另一个转动；所述第一距离检测装置与所述第一连接件连接，所述第一反射板与所述第三连接件连接，所述第一距离检测装置用于检测所述第一距离检测装置与所述第一反射板之间的距离。
2.根据权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，所述角度检测装置还包括：所述第一连接件对应的所述平行四边形系统的侧边和所述第三连接件对应的所述平行四边形系统的侧边之间的所述平行四边形的侧边对应的第二连接件，所述第二连接件随被测装置同步转动。
3.根据权利要求2所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一反射板通过第一支架与所述第三连接件连接，所述第一反射板与所述第三连接件对应的所述平行四边形系统中的侧边之间的距离大于所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边的长度。
4.根据权利要求2所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一距离检测装置通过第二支架与所述第一连接件连接，所述第一距离检装置与所述第一连接件对应的所述平行四边形系统中的侧边之间的距离大于所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边的长度。
5.根据权利要求2所述的角度检测装置，其特征在于，所述角度检测装置还包括第二反射板、第二距离检测装置、以及与所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四边形系统侧边对应的第四连接件，所述第二反射板与所述第一、第二、第三、第四连接件中的一个连接，所述第二反射板与所述第一反射板之间具有预设夹角；所述第二距离检测装置设置在与所述第二反射板所在的连接件对应所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四边形侧边对应的连接件上，用于检测所述第二距离检测装置与所述第二反射板之间的距离。
6.根据权利要求5所述的角度检测装置，其特征在于，所述第二距离检测装置与所述第一连接件连接，所述第二反射板与所述第三连接件连接。
7.根据权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，所述角度检测装置还包括：所述第一连接件对应的所述平行四边形系统的侧边和所述第三连接件对应的所述平行四边形系统的侧边之间的所述平行四边形的侧边对应的第二连接件，所述第一连接件或所述第三连接件随被测装置同步转动。
8.根据权利要求7所述的角度检测装置，其特征在于，所述角度检测装置还包括第二反射板、第二距离检测装置、以及与所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四边形系统侧边对应的第四连接件；所述第二反射板与所述第一、第二、第三、第四连接件中的一个连接，所述第二反射板与所述第一反射板之间具有预设夹角；所述第二距离检测装置设置在与所述第二反射板所在的连接件对应所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四边形侧边对应的连接件上，用于检测所述第二距离检测装置与所述第二反射板之间的距离。
9.根据权利要求8所述的角度检测装置，其特征在于，所述第二距离检测装置与所述第一连接件连接，所述第二反射板与所述第三连接件连接。
10.根据权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一距离检测装置包括激光传感器或者超声波传感器或者红外传感器或者微波测距传感器。
角度检测装置
技术领域
[0001] 本发明涉及角度检测技术领域，尤其涉及一种角度检测装置。
背景技术
[0002] 在通过转动设备转动来进行工作的设备中，转动设备的转动角度常作为控制设备工作的重要参数，因此如何检测转动设备转动的角度成为研究的热点。
[0003] 现有技术中，常通过角度检测装置来检测转动设备的转动角度，角度检测装置包括激光发生器、接收装置以及与转动设备同步转动的圆盘；激光发生器和接收装置位于圆
盘的两侧，圆盘上绕转动设备的转轴间隔的设置多个孔洞，各孔洞位于圆心在转动设备转
轴上的同一圆弧上，各孔洞的形状不同。工作时，圆盘由初始位置转动一定角度，激光发生
器发出的激光通过孔洞射向接收装置，接收装置接收到与孔洞形状相同的光斑；光斑对应
的孔洞与初始位置之间的圆心角即为转动装置转动的角度。
盘的两侧，圆盘上绕转动设备的转轴间隔的设置多个孔洞，各孔洞位于圆心在转动设备转
轴上的同一圆弧上，各孔洞的形状不同。工作时，圆盘由初始位置转动一定角度，激光发生
器发出的激光通过孔洞射向接收装置，接收装置接收到与孔洞形状相同的光斑；光斑对应
的孔洞与初始位置之间的圆心角即为转动装置转动的角度。
[0004] 然而，圆盘上的孔洞间隔的设置，当转盘转动至激光发生器与两个孔洞之间的位置正对时，难以检测出转动装置的转动角度，检测不连续。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种角度检测装置，以解决圆盘上的孔洞间隔的设置，当转盘转动至激光发生器与两个孔洞之间的位置正对时，难以检测出转动装置的转动角度，检
测不连续的技术问题。
测不连续的技术问题。
[0006] 本发明提供了一种角度检测装置，包括：第一距离检测装置、第一反射板、与平行四边形系统中一个侧边对应的第一连接件、以及与所述平行四边形系统中与该侧边平行的
另一侧边对应的第三连接件，所述平行四边形系统中相邻两个侧边中的一个能够相对另一
个转动；所述第一距离检测装置与所述第一连接件连接，所述第一反射板与所述第三连接
件连接，所述第一距离检测装置用于检测所述第一距离检测装置与所述第一反射板之间的
距离。
另一侧边对应的第三连接件，所述平行四边形系统中相邻两个侧边中的一个能够相对另一
个转动；所述第一距离检测装置与所述第一连接件连接，所述第一反射板与所述第三连接
件连接，所述第一距离检测装置用于检测所述第一距离检测装置与所述第一反射板之间的
距离。
[0007] 如上所述的角度检测装置，优选地，所述角度检测装置还包括：所述第一连接件对应的所述平行四边形系统的侧边和所述第三连接件对应的所述平行四边形系统的侧边之
间的所述平行四边形的侧边对应的第二连接件，所述第二连接件随被测装置同步转动。
间的所述平行四边形的侧边对应的第二连接件，所述第二连接件随被测装置同步转动。
[0008] 如上所述的角度检测装置，优选地，所述第一反射板通过第一支架与所述第三连接件连接，所述第一反射板与所述第三连接件对应的所述平行四边形系统中的侧边之间的
距离大于所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边的长度。
距离大于所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边的长度。
[0009] 如上所述的角度检测装置，优选地，所述第一距离检测装置通过第二支架与所述第一连接件连接，所述第一距离检装置与所述第一连接件对应的所述平行四边形系统中的
侧边之间的距离大于所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边的长度。
侧边之间的距离大于所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边的长度。
[0010] 如上所述的角度检测装置，优选地，所述角度检测装置还包括第二反射板、第二距离检测装置、以及与所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四边
形系统侧边对应的第四连接件，所述第二反射板与所述第一、第二、第三、第四连接件中的
一个连接，所述第二反射板与所述第一反射板之间具有预设夹角；所述第二距离检测装置
设置在与所述第二反射板所在的连接件对应所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四
边形侧边对应的连接件上，用于检测所述第二距离检测装置与所述第二反射板之间的距
离。
形系统侧边对应的第四连接件，所述第二反射板与所述第一、第二、第三、第四连接件中的
一个连接，所述第二反射板与所述第一反射板之间具有预设夹角；所述第二距离检测装置
设置在与所述第二反射板所在的连接件对应所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四
边形侧边对应的连接件上，用于检测所述第二距离检测装置与所述第二反射板之间的距
离。
[0011] 如上所述的角度检测装置，优选地，所述第二距离检测装置与所述第一连接件连接，所述第二反射板与所述第三连接件连接。
[0012] 如上所述的角度检测装置，优选地，所述角度检测装置还包括：所述第一连接件对应的所述平行四边形系统的侧边和所述第三连接件对应的所述平行四边形系统的侧边之
间的所述平行四边形的侧边对应的第二连接件，所述第一连接件或所述第三连接件随被测
装置同步转动。
间的所述平行四边形的侧边对应的第二连接件，所述第一连接件或所述第三连接件随被测
装置同步转动。
[0013] 如上所述的角度检测装置，优选地，所述角度检测装置还包括第二反射板、第二距离检测装置、以及与所述第二连接件对应的所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四边
形系统侧边对应的第四连接件；所述第二反射板与所述第一、第二、第三、第四连接件中的
一个连接，所述第二反射板与所述第一反射板之间具有预设夹角；所述第二距离检测装置
设置在与所述第二反射板所在的连接件对应所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四
边形侧边对应的连接件上，用于检测所述第二距离检测装置与所述第二反射板之间的距
离。
形系统侧边对应的第四连接件；所述第二反射板与所述第一、第二、第三、第四连接件中的
一个连接，所述第二反射板与所述第一反射板之间具有预设夹角；所述第二距离检测装置
设置在与所述第二反射板所在的连接件对应所述平行四边形系统侧边平行的所述平行四
边形侧边对应的连接件上，用于检测所述第二距离检测装置与所述第二反射板之间的距
离。
[0014] 如上所述的角度检测装置，优选地，所述第二距离检测装置与所述第一连接件连接，所述第二反射板与所述第三连接件连接。
[0016] 本发明提供的角度检测装置，第一连接件与平行四边形系统中的一个侧边对应，第三连接连接件与平行四边形系统该侧边平行的另一侧边对应，第一距离检测装置与第一
连接件连接，第一反射板与第三连接件连接，第一反射板用于反射第一距离检测装置的信
号，以检测第一连接件与第三连接件之间的距离，根据第一连接件与第三连接件之间的距
离，利用反三角函数即可计算平行四边形系统中相邻两侧边之间的转动夹角，再通过转动
夹角与转动之前的初始夹角差值，获得任意侧边的转动角度，进而实现对被测装置转动角
度的检测；与通过激光发生器发出的激光形成的光斑来检测被检测装置的转动角度相比，
可以连续的检测被检测装置的转动角度。
附图说明
连接件连接，第一反射板与第三连接件连接，第一反射板用于反射第一距离检测装置的信
号，以检测第一连接件与第三连接件之间的距离，根据第一连接件与第三连接件之间的距
离，利用反三角函数即可计算平行四边形系统中相邻两侧边之间的转动夹角，再通过转动
夹角与转动之前的初始夹角差值，获得任意侧边的转动角度，进而实现对被测装置转动角
度的检测；与通过激光发生器发出的激光形成的光斑来检测被检测装置的转动角度相比，
可以连续的检测被检测装置的转动角度。
附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根
据这些附图获得其他的附图。
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根
据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1为本发明实施例提供的角度检测装置的结构示意图一；
[0019] 图2为本发明实施例提供的角度检测装置的结构示意图二；
[0020] 图3为本发明实施例提供的角度检测装置的结构示意图三；
[0021] 图4为本发明实施例提供的角度检测装置检测转盘时的示意图。
[0022] 附图标记说明：
[0023] 1：转盘；
[0024] 2：壳体；
[0025] 10：第一连接件；
[0026] 20：第二连接件；
[0027] 30：第三连接件；
[0028] 40：第四连接件；
[0029] 50：第一距离检测装置；
[0030] 60：第一反射板；
[0031] 70：第二距离检测装置；
[0032] 80：第二反射板；
[0033] 101：第二支架；
[0034] 301：第一支架。
具体实施方式
[0035] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036] 图1为本发明实施例提供的角度检测装置的结构示意图一；图2为本发明实施例提供的角度检测装置的结构示意图二；图3为本发明实施例提供的角度检测装置的结构示意
图三；图4为本发明实施例提供的角度检测装置检测转盘时的示意图。
图三；图4为本发明实施例提供的角度检测装置检测转盘时的示意图。
[0037] 请参照图1-图4。本实施例提供一种角度检测装置，包括：第一距离检测装置50、第一反射板60、与平行四边形系统中一个侧边对应的第一连接件10、以及与平行四边形系统
中与该侧边平行的另一侧边对应的第三连接件30，平行四边形系统中相邻两个侧边中的一
个能够相对另一个转动；第一距离检测装置50与第一连接件10连接，第一反射板60与第三
连接件30连接，第一距离检测装置50用于检测第一距离检测50装置与第一反射板60之间的
距离。
中与该侧边平行的另一侧边对应的第三连接件30，平行四边形系统中相邻两个侧边中的一
个能够相对另一个转动；第一距离检测装置50与第一连接件10连接，第一反射板60与第三
连接件30连接，第一距离检测装置50用于检测第一距离检测50装置与第一反射板60之间的
距离。
[0038] 本实施例中的平行四边形系统为构成该系统的各连接件等效成直杆后，组成的呈平行四边形的系统；该系统相邻两个连接件之间铰接，在其中一个连接件发生转动时，与该
连接件相对的连接件同步转动，与该连接件相邻的连接件平动。这样可以根据平动的两个
连接件对应的平行四边形系统的侧边之间的距离、或者转动的两个连接件对应的平行四边
形系统的侧边之间的距离，以及各连接件对应的平行四边形系统侧边长度，获得平行四边
形系统任意相邻侧边之间的角度。
连接件相对的连接件同步转动，与该连接件相邻的连接件平动。这样可以根据平动的两个
连接件对应的平行四边形系统的侧边之间的距离、或者转动的两个连接件对应的平行四边
形系统的侧边之间的距离，以及各连接件对应的平行四边形系统侧边长度，获得平行四边
形系统任意相邻侧边之间的角度。
[0039] 为了便于描述，下面以各连接件为直杆为例进行介绍，当然，本实施例对各连接件的形状不做限制；另外，在不影响运动原理的前提下，角度检测装置中的连接件可以为被省
略的虚拟连接件，或者被其他的装置代替。
略的虚拟连接件，或者被其他的装置代替。
[0040] 继续参照图1，示例性的，第一连接件10、第二连接件20、第三连接件30以及第四连接件40均呈直杆状，并且这四个连接件即为平行四边形系统中的四个侧边；第一连接件10
与第三连接件30平行设置，第二连接件20与第四连接件40平行设置，相邻连接件之间铰接；
第一距离检测装置50与第一连接件10连接，第一反射板60与第三连接件30连接，第一反射
板60用于反射第一距离检测装置50发出的信号，以确定第一连接件10与第三连接件30之间
的距离，确定相邻两个连杆之间的角度。根据第一连接件10与第三连接件30之间的距离，以
及第二连接件20或者第四连接件40的长度，利用反三角函数，即可计算第二连接件20与第
一连接件10之间的角度。
与第三连接件30平行设置，第二连接件20与第四连接件40平行设置，相邻连接件之间铰接；
第一距离检测装置50与第一连接件10连接，第一反射板60与第三连接件30连接，第一反射
板60用于反射第一距离检测装置50发出的信号，以确定第一连接件10与第三连接件30之间
的距离，确定相邻两个连杆之间的角度。根据第一连接件10与第三连接件30之间的距离，以
及第二连接件20或者第四连接件40的长度，利用反三角函数，即可计算第二连接件20与第
一连接件10之间的角度。
[0041] 本实施例中，以第二连接件20随被测装置同步转动为例进行描述，当然，本实施中其他连接件也可以随被测装置同步转动。在使用时，第二连接件20随被测装置同步转动，进
而带动第一连接件10或者第三连接件30平动，此时通过第一距离检测装置50检测第一连接
件10与第三连接件30之间的距离，根据第一连接件10与第三连接件30之间的距离以及第二
连接件20的长度，利用反三角函数计算第二连接件20与第一连接件10之间的角度，进而获
得各相邻两个连接件之间的角度。根据转动前后的角度差即可确定第二连接件20的转动角
度。值得说明的是，合理的设置第一距离检测装置50和第一反射板60的位置，在第二连接件
20转动过程中，第一反射板60可以始终将来自第一距离检测装置50的信号反射给第一距离
检测装置50。
而带动第一连接件10或者第三连接件30平动，此时通过第一距离检测装置50检测第一连接
件10与第三连接件30之间的距离，根据第一连接件10与第三连接件30之间的距离以及第二
连接件20的长度，利用反三角函数计算第二连接件20与第一连接件10之间的角度，进而获
得各相邻两个连接件之间的角度。根据转动前后的角度差即可确定第二连接件20的转动角
度。值得说明的是，合理的设置第一距离检测装置50和第一反射板60的位置，在第二连接件
20转动过程中，第一反射板60可以始终将来自第一距离检测装置50的信号反射给第一距离
检测装置50。
[0043] 本实施例中的第一距离检测装置50可以有多种，只要能够向第一反射板60发出信号，进而根据第一反射板60反射的信号计算出第一连接件10与第三连接件30之间的距离即
可。示例性的第一距离检测装置50可以为激光传感器，激光传感器包括设置在第一连接件
10上的激光发生器和激光接收器，工作时激光发生器向第一反射板60发射激光，激光在第
一反射板60上发生反射，反射的激光被激光接收器接收，获得激光发生器发出激光到激光
接收器接收到激光的时间间隔，该时间间隔与光速乘积的一半即为第一距离检测装置50与
第一反射板60之间的距离；若第一距离检测装置50设置在第一连接件10上，第一反射板60
设置在第三连接件30上，则该距离即为第一连接件10与第三连接件30之间的距离；若第一
距离检测装置50与第一连接件10具有第一间隔，则需要在该距离的基础上减去第一间隔，
即为第一连接件10与第三连接件30之间的距离；若第一反射板60与第三连接件30之间具有
第二间隔，此时需要在该距离的基础上减去第二间隔，即为第一连接件10与第三连接件30
之间的距离。
可。示例性的第一距离检测装置50可以为激光传感器，激光传感器包括设置在第一连接件
10上的激光发生器和激光接收器，工作时激光发生器向第一反射板60发射激光，激光在第
一反射板60上发生反射，反射的激光被激光接收器接收，获得激光发生器发出激光到激光
接收器接收到激光的时间间隔，该时间间隔与光速乘积的一半即为第一距离检测装置50与
第一反射板60之间的距离；若第一距离检测装置50设置在第一连接件10上，第一反射板60
设置在第三连接件30上，则该距离即为第一连接件10与第三连接件30之间的距离；若第一
距离检测装置50与第一连接件10具有第一间隔，则需要在该距离的基础上减去第一间隔，
即为第一连接件10与第三连接件30之间的距离；若第一反射板60与第三连接件30之间具有
第二间隔，此时需要在该距离的基础上减去第二间隔，即为第一连接件10与第三连接件30
之间的距离。
[0044] 或者，第一距离检测装置50包括超声波传感器，超声波传感器具有超声波发生器及超声波接收器；检测时，超声波发生器发出超声波，进而在第一反射板60上发生反射，反
射的超声波被超声波接收器接收，获取超声波发出到超声波接收器接收到超声波之间的时
间，该时间间隔与超声波的传播速度乘积的一半即为第一距离检测装置50与第一反射板60
之间的距离；若第一距离检测装置50设置在第一连接件10上，第一反射板60设置在第三连
接件30上，则该距离即为第一连接件10与第三连接件30之间的距离；若第一距离检测装置
50与第一连接件10具有第一间隔，则需要在该距离的基础上减去第一间隔，即为第一连接
件10与第三连接件30之间的距离；若第一反射板60与第三连接件30之间具有第二间隔，此
时需要在该距离的基础上减去第二间隔，即为第一连接件10与第三连接件30之间的距离。
当然，本实施例中的第一距离检测装置50红外传感器，红外传感器包括红外线发射管和红
外线接收管，红外线发射管发出红外线，红外线在第一反射板60上反射，进而被红外线接收
管接收；获取红外线发射管发出红外线至红外线接收管接收到红外线之间的时间间隔，该
时间间隔与红外线的传播速度的乘积的一半即为第一反射板60与第一距离检测装置50之
间的距离。
射的超声波被超声波接收器接收，获取超声波发出到超声波接收器接收到超声波之间的时
间，该时间间隔与超声波的传播速度乘积的一半即为第一距离检测装置50与第一反射板60
之间的距离；若第一距离检测装置50设置在第一连接件10上，第一反射板60设置在第三连
接件30上，则该距离即为第一连接件10与第三连接件30之间的距离；若第一距离检测装置
50与第一连接件10具有第一间隔，则需要在该距离的基础上减去第一间隔，即为第一连接
件10与第三连接件30之间的距离；若第一反射板60与第三连接件30之间具有第二间隔，此
时需要在该距离的基础上减去第二间隔，即为第一连接件10与第三连接件30之间的距离。
当然，本实施例中的第一距离检测装置50红外传感器，红外传感器包括红外线发射管和红
外线接收管，红外线发射管发出红外线，红外线在第一反射板60上反射，进而被红外线接收
管接收；获取红外线发射管发出红外线至红外线接收管接收到红外线之间的时间间隔，该
时间间隔与红外线的传播速度的乘积的一半即为第一反射板60与第一距离检测装置50之
间的距离。
[0045] 继续参照图1，第一连接件10、第二连接件20、第三连接件30以及第四连接件40构成平行四边形ABCD，第一连接件10和第二连接件20的长度已知，此时第一距离检测装置50
检测到的第一连接件10与第三连接件30之间的距离即为DE的长度，在三角形ADE中，AD的长
度即为第一连接件10的长度，此时根据∠BAD＝arcsinBE/AB，其中sin∠BAD＝BE/AB，将BE、
及AB的长度带入上述公式即可计算出第一连接件10与第二连接件20之间的转动夹角，此夹
角与转动之前第一连接件10与第二连接件20之间的初始夹角的差值即为第二连接件20的
转动角度。
检测到的第一连接件10与第三连接件30之间的距离即为DE的长度，在三角形ADE中，AD的长
度即为第一连接件10的长度，此时根据∠BAD＝arcsinBE/AB，其中sin∠BAD＝BE/AB，将BE、
及AB的长度带入上述公式即可计算出第一连接件10与第二连接件20之间的转动夹角，此夹
角与转动之前第一连接件10与第二连接件20之间的初始夹角的差值即为第二连接件20的
转动角度。
[0046] 本实施例提供的角度检测装置的使用过程为：第二连接件20随被测装置转动之前，通过第一距离检测装置50检测第一连接件10与第三连接件30之间的距离，并且通过反
三角函数计算出此时第一连接件10与第二连接件20之间的初始夹角。在第二连接件20随被
测装置转动后，再次通过第一距离检测装置50检测第一连接件10与第三连接件30之间的距
离，并通过反三角函数计算出此时第一连接件10与第二连接件20之间的转动夹角，转动夹
角与初始夹角的差值即为第二连接件20的转动角度。
三角函数计算出此时第一连接件10与第二连接件20之间的初始夹角。在第二连接件20随被
测装置转动后，再次通过第一距离检测装置50检测第一连接件10与第三连接件30之间的距
离，并通过反三角函数计算出此时第一连接件10与第二连接件20之间的转动夹角，转动夹
角与初始夹角的差值即为第二连接件20的转动角度。
[0047] 本实施例提供的检测装置，第一连接件10与平行四边形系统中的一个侧边对应，第三连接连接件30与平行四边形系统该侧边平行的另一侧边对应，第一距离检测装置50与
第一连接件10连接，第一反射板60与第三连接件30连接，第一反射板60用于反射第一距离
检测装置50的信号，以检测第一连接件10与第三连接件30之间的距离，根据第一连接件10
与第三连接件30之间的距离，利用反三角函数即可计算平行四边形系统中相邻两侧边之间
的转动夹角，再通过转动夹角与转动之前的初始夹角差值，获得任意侧边的转动角度，进而
实现对被测装置转动角度的检测；与通过激光发生器发出的激光形成的光斑来检测被检测
装置的转动角度相比，可以连续的检测被检测装置的转动角度。
第一连接件10连接，第一反射板60与第三连接件30连接，第一反射板60用于反射第一距离
检测装置50的信号，以检测第一连接件10与第三连接件30之间的距离，根据第一连接件10
与第三连接件30之间的距离，利用反三角函数即可计算平行四边形系统中相邻两侧边之间
的转动夹角，再通过转动夹角与转动之前的初始夹角差值，获得任意侧边的转动角度，进而
实现对被测装置转动角度的检测；与通过激光发生器发出的激光形成的光斑来检测被检测
装置的转动角度相比，可以连续的检测被检测装置的转动角度。
[0048] 继续参照图2和图3，在一个可实现的方式中，第一连接件10对应的平行四边形系统的侧边和第三连接件30对应的平行四边形系统的侧边之间的平行四边形的侧边对应的
第二连接件20，第二连接件20与第一连接件10和第三连接件30铰接；第三连接件30相对于
预定参考系保持静止，被测装置的转轴与第二连接件20和第三连接件30之间铰接轴的轴线
共线设置。第二连接件20转动时，第一连接件10相对于第三连接件30发生平动，进而通过第
一连接件10与第三连接件30之间的距离以及第二连接件20的长度，计算出第二连接件20与
第三连接件30之间的转动夹角，进而通过转动夹角与转动之前的第二连接件20与第三连接
件30间的初始夹角之间的差值，获得第二连接件20的转动角度。
第二连接件20，第二连接件20与第一连接件10和第三连接件30铰接；第三连接件30相对于
预定参考系保持静止，被测装置的转轴与第二连接件20和第三连接件30之间铰接轴的轴线
共线设置。第二连接件20转动时，第一连接件10相对于第三连接件30发生平动，进而通过第
一连接件10与第三连接件30之间的距离以及第二连接件20的长度，计算出第二连接件20与
第三连接件30之间的转动夹角，进而通过转动夹角与转动之前的第二连接件20与第三连接
件30间的初始夹角之间的差值，获得第二连接件20的转动角度。
[0049] 其中，预定参考系可以有多种，例如预定的参考系可以为大地或者其他相对于大地运动的装置。
[0050] 具体地，第一反射板60通过第一支架301与第三连接件30连接，第一反射板60与第三连接件30对应的平行四边形系统中的侧边之间的距离大于第二连接件20对应的平行四
边形系统侧边的长度。第一反射板60与第三连接件30之间的距离大于第二连接件20的长
度，在第三连接件30保持静止的前提下，第二连接件20无论如何转动，均可以保证第一连接
件10、第二连接件20、第三连接件30以及第四连接件40处于第一反射板60的一侧，以免在第
二连接件20转动时，其他连杆与第一反射板60之间发生磕碰，同时也避免第一连接件10、第
二连接件20、第三连接件30以及第四连接件40在第一反射板60的两侧转动，导致的检测结
果不准确。
边形系统侧边的长度。第一反射板60与第三连接件30之间的距离大于第二连接件20的长
度，在第三连接件30保持静止的前提下，第二连接件20无论如何转动，均可以保证第一连接
件10、第二连接件20、第三连接件30以及第四连接件40处于第一反射板60的一侧，以免在第
二连接件20转动时，其他连杆与第一反射板60之间发生磕碰，同时也避免第一连接件10、第
二连接件20、第三连接件30以及第四连接件40在第一反射板60的两侧转动，导致的检测结
果不准确。
[0051] 本实施例中，角度检测装置还包括第二反射板80、第二距离检测装置70、以及与第二连接件20对应的平行四边形系统侧边平行的平行四边形系统侧边对应的第四连接件40，
第二反射板80与第一、第二、第三、第四连接件中的一个连接，第二反射板80与第一反射板
60之间具有预设夹角；第二距离检测装置70设置在与第二反射板80所在的连接件对应平行
四边形系统侧边平行的平行四边形侧边对应的连接件上，用于检测第二距离检测装置70与
第二反射板80之间的距离。
第二反射板80与第一、第二、第三、第四连接件中的一个连接，第二反射板80与第一反射板
60之间具有预设夹角；第二距离检测装置70设置在与第二反射板80所在的连接件对应平行
四边形系统侧边平行的平行四边形侧边对应的连接件上，用于检测第二距离检测装置70与
第二反射板80之间的距离。
[0052] 由于同一正弦函数值对应两个计算角度，但是两个计算角度中只有一个才是第二连接件20转动的转动夹角。此时，可以根据第二距离检测装置70与第二反射板80之间的距
离从两个计算角度中确定出转动夹角。提高了角度检测装置的准确性。
离从两个计算角度中确定出转动夹角。提高了角度检测装置的准确性。
[0053] 值得说明的是，本实施例对预设夹角不做限制，只要保证第一反射板60与第二反射板80不平行即可。第二距离检测装置70与第一距离检测装置50的结构大体相同。
[0054] 为了便于描述，本实施实施例中，以第二反射板80与第三连接件30连接，第二距离检测装置70与第一连接件10连接为例进行介绍。当然，本实施例中第二距离检测装置70还
可以设置在其他的连接件上。
可以设置在其他的连接件上。
[0055] 具体地，通过第一距离检测装置50可以获得第二连接件20与第三连接件30之间的距离，根据该距离以及第二连接件20的长度可以计算出第二连接件20与第三连接件30之间
的两个计算角度，其中只有一个计算角度与第二连接件20的转动夹角相等。此时，通过第二
距离检测装置70可以获得第二距离检测装置70与第二反射板80之间的距离，此时第二连接
件20与第三连接件30之间的计算夹角与预设夹角之间的差的正弦值为第二距离检测装置
70与第二反射板80之间的距离与第二连接件20长度的比值，进而也可以计算出两个计算夹
角，通过第二距离检测装置70计算的两个计算夹角中只有一个与通过第一距离检测装置50
计算的计算夹角一致，该夹角即为第二连接件20的转动夹角。
的两个计算角度，其中只有一个计算角度与第二连接件20的转动夹角相等。此时，通过第二
距离检测装置70可以获得第二距离检测装置70与第二反射板80之间的距离，此时第二连接
件20与第三连接件30之间的计算夹角与预设夹角之间的差的正弦值为第二距离检测装置
70与第二反射板80之间的距离与第二连接件20长度的比值，进而也可以计算出两个计算夹
角，通过第二距离检测装置70计算的两个计算夹角中只有一个与通过第一距离检测装置50
计算的计算夹角一致，该夹角即为第二连接件20的转动夹角。
[0056] 继续参照图3,图中第一距离检测装置50设置在第一连接件10上的点E1上,第二距离检测装置70设置在第一连接件10上的点E2上；其中F1点为第一距离检测装置50发射信号
的位置，F2为第二距离检测装置70发射信号的位置；第二反射板80和第一反射板60均设置
在第三连接件30上，并且第二反射板80与第一反射板60之间的预设夹角为γ。
的位置，F2为第二距离检测装置70发射信号的位置；第二反射板80和第一反射板60均设置
在第三连接件30上，并且第二反射板80与第一反射板60之间的预设夹角为γ。
[0057] 示例性的，第二连接件20与第三连接件30之间的夹角为θ、第一反射板60与第三连接件30之间的距离L1＝1.5m、γ＝π/6、第二反射板80与I点之间的距离L2＝1.6m、第二连接
件20AB＝1m、第一连接件10AD＝1.2m、E1F1＝E2F2＝0.05m。第一距离检测装置50检测到的距
离为h1，有：h1＝(L1-E1F1)+ABsinθ＝1.45+sinθ(1)；第二距离检测装置70检测到的距离为
h2，在直角三角形E2IJ中sin∠E2IJ＝E2J/E2I＝E2J/AB＝[(h2+E2F2)-L2]/AB，并且θ＝∠E2IJ+
γ，因此有：h2＝(L2-E2F2)+E2Isin(θ-γ)＝1.55+sin[θ-(π/6)](2)。
件20AB＝1m、第一连接件10AD＝1.2m、E1F1＝E2F2＝0.05m。第一距离检测装置50检测到的距
离为h1，有：h1＝(L1-E1F1)+ABsinθ＝1.45+sinθ(1)；第二距离检测装置70检测到的距离为
h2，在直角三角形E2IJ中sin∠E2IJ＝E2J/E2I＝E2J/AB＝[(h2+E2F2)-L2]/AB，并且θ＝∠E2IJ+
γ，因此有：h2＝(L2-E2F2)+E2Isin(θ-γ)＝1.55+sin[θ-(π/6)](2)。
[0058] 在图3中，通过检测获得 h2＝1.65，根据式(1)可以计算出θ＝π/3或者θ＝2π/3；根据根据式(2)可以计算出θ＝π/3或者θ＝π。因此θ＝π/3为第二连接
件20转动夹角。
件20转动夹角。
[0059] 继续参照图1-图3，在其他实现方式中，第一连接件10相对于预定参考系保持静止，被测装置的转轴与第二连接件20和第一连接件10之间铰接轴的轴线共线设置。此时第
一反射板60和第三连接件30随第二连接件20的转动而发生平动。
一反射板60和第三连接件30随第二连接件20的转动而发生平动。
[0060] 其中，预定参考系可以有多种，例如预定的参考系可以为大地或者其他相对于大地运动的装置。
[0061] 具体地，第一距离检测装置50通过第二支架101与第一连接件10连接，第一距离检测装置50与第一连接件10对应的平行四边形系统中的侧边之间的距离大于第二连接件20
对应的平行四边形系统侧边的长度。当各连接件具为直杆时，第一距离检测装置50与第一
连接件10之间的距离大于第二连接件20的长度。在第一连接件10保持静止的前提下，第二
连接件20无论如何转动，均可以保证第一连接件10、第二连接件20、第三连接件30以及第四
连接件40均处于第一距离检测装置50的一侧，以免在第二连接件20转动时，其他连杆与第
一距离检测装置50之间发生磕碰；另外，也可以避免第一连接件10、第二连接件20、第三连
接件30以及第四连接件40处于第一距离检测装置50的两侧，导致的检测不准确。
对应的平行四边形系统侧边的长度。当各连接件具为直杆时，第一距离检测装置50与第一
连接件10之间的距离大于第二连接件20的长度。在第一连接件10保持静止的前提下，第二
连接件20无论如何转动，均可以保证第一连接件10、第二连接件20、第三连接件30以及第四
连接件40均处于第一距离检测装置50的一侧，以免在第二连接件20转动时，其他连杆与第
一距离检测装置50之间发生磕碰；另外，也可以避免第一连接件10、第二连接件20、第三连
接件30以及第四连接件40处于第一距离检测装置50的两侧，导致的检测不准确。
[0062] 进一步地，角度检测装置还包括第二反射板80、第二距离检测装置70、以及与第二连接件20对应的平行四边形系统侧边平行的平行四边形系统侧边对应的第四连接件40；第
二反射板80与第一、第二、第三、第四连接件中的一个连接，第二反射板80与第一反射板60
之间具有预设夹角；第二距离检测装置70设置在与第二反射板80所在的连接件对应平行四
边形系统侧边平行的平行四边形侧边对应的连接件上，用于检测第二距离检测装置70与第
二反射板80之间的距离。
二反射板80与第一、第二、第三、第四连接件中的一个连接，第二反射板80与第一反射板60
之间具有预设夹角；第二距离检测装置70设置在与第二反射板80所在的连接件对应平行四
边形系统侧边平行的平行四边形侧边对应的连接件上，用于检测第二距离检测装置70与第
二反射板80之间的距离。
[0063] 由于同一正弦函数值对应两个计算角度，但是两个计算角度中只有一个才是第二连接件20转动的转动夹角。此时，可以根据第二距离检测装置70与第二反射板80之间的距
离从两个计算角度中确定出转动夹角。
离从两个计算角度中确定出转动夹角。
[0064] 具体地，第二距离检测装置70设置在第二支架101上。
[0065] 本实现方式的计算过程与上述实现方式中的计算过程大体一致，在此不再赘述。
[0066] 上述实现方式中，仅以第二连接件20转动为例进行描述，本实施例中，第一连接件10、第三连接件30以及第四连接件40均可以转动，转动远离以及计算过程相似。
[0067] 例如：第一连接件10或者第三连接件30随被测装置同步转动，此时，第一连接件10和第三连接件30同步转动，以使第一距离检测装置50始终能够接收到来自第一反射板60反
射的信号，进而检测第一反射板60与第一距离检测装置50之间的距离。进而计算出各连接
件对应的平行四边形系统侧边中，相邻两个侧边之间的夹角。
射的信号，进而检测第一反射板60与第一距离检测装置50之间的距离。进而计算出各连接
件对应的平行四边形系统侧边中，相邻两个侧边之间的夹角。
[0068] 进一步地，角度检测装置还包括第二反射板80、第二距离检测装置70、以及与第二连接件20对应的平行四边形系统侧边平行的平行四边形系统侧边对应的第四连接件40；第
二反射板80与第一、第二、第三、第四连接件中的一个连接，第二反射板80与第一反射板60
之间具有预设夹角；第二距离检测装置70设置在与第二反射板80所在的连接件对应平行四
边形系统侧边平行的平行四边形侧边对应的连接件上，用于检测第二距离检测装置70与第
二反射板80之间的距离。
二反射板80与第一、第二、第三、第四连接件中的一个连接，第二反射板80与第一反射板60
之间具有预设夹角；第二距离检测装置70设置在与第二反射板80所在的连接件对应平行四
边形系统侧边平行的平行四边形侧边对应的连接件上，用于检测第二距离检测装置70与第
二反射板80之间的距离。
[0069] 由于同一正弦函数值对应两个计算角度，但是两个计算角度中只有一个才是第一连接件10和第三连接件30转动的转动夹角。此时，可以根据第二距离检测装置70与第二反
射板80之间的距离从两个计算角度中确定出转动夹角。
射板80之间的距离从两个计算角度中确定出转动夹角。
[0070] 具体地，第二距离检测装置70与第一连接件10连接，第二反射板80与第三连接件30连接。
[0071] 本实施例中，第一连接件10、第二连接件20、第三连接件30以及第四连接件40可以为真实的刚性杆，当然，在实际应用中，可以在不改变运动原理的情况下用其他的设备适当
的替代连杆，以简化角度检测装置的结构；示例性的，参照图4，在对转盘1检测时，第三连接
件30的一端与转盘1铰接，第一反射板60与第三连接件30连接，第三连接件30的另一端与第
四连接件40的一端铰接，第四连接件40的另一端与壳体2铰接，第一距离检测装置50固定在
壳体2上，部分转盘1代替了第二连接件20，壳体2代替了第一连接件10，第一连接件10与预
设的参考系(壳体2)保持静止；在转盘1转动的同时，带动第三连接件30和第四连接件40运
动；此时可以计算出第三连接件30与第四连接件40之间的夹角，该夹角的变化量即为转盘1
的转动角度。值得注意的是，可以将第三连接件30和第四连接件40设置在不同的平面内，以
免第三连接件30和第四连接件40之间发生磕碰。
的替代连杆，以简化角度检测装置的结构；示例性的，参照图4，在对转盘1检测时，第三连接
件30的一端与转盘1铰接，第一反射板60与第三连接件30连接，第三连接件30的另一端与第
四连接件40的一端铰接，第四连接件40的另一端与壳体2铰接，第一距离检测装置50固定在
壳体2上，部分转盘1代替了第二连接件20，壳体2代替了第一连接件10，第一连接件10与预
设的参考系(壳体2)保持静止；在转盘1转动的同时，带动第三连接件30和第四连接件40运
动；此时可以计算出第三连接件30与第四连接件40之间的夹角，该夹角的变化量即为转盘1
的转动角度。值得注意的是，可以将第三连接件30和第四连接件40设置在不同的平面内，以
免第三连接件30和第四连接件40之间发生磕碰。
[0072] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0073] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数
量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0074] 在本发明中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连
接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可
以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领
域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可
以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领
域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0075] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。
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