專(zhuān)利名稱(chēng)：用于往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)物體的定位裝置及定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)物體的定位裝置，特別涉及一種 無(wú)接觸的往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)物體的定位裝置。
背景技術(shù)：
作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)的物體，可以是步進(jìn)馬達(dá)的制動(dòng)桿，也可以是輸送 帶上的傳動(dòng)桿，還可以是氣缸的推桿。當(dāng)在作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)時(shí)，操作人員必 須知道它的精確運(yùn)行位置，以便控制它。
目前市場(chǎng)上對(duì)作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)的物體的定位有多種技術(shù)，一種是以 光電效應(yīng)為基礎(chǔ)來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)中物體的位置。具體實(shí)施方法為(見(jiàn)圖l): 在作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)的物體11上加一標(biāo)記物12，由外部光源13將光射
在該標(biāo)記物12上，而后再通過(guò)固定裝設(shè)的光傳感器14來(lái)感知該標(biāo)記物 12的運(yùn)動(dòng)位置。當(dāng)物體11上的標(biāo)記物12到達(dá)光傳感器14的位置時(shí)，光 傳感器即感應(yīng)標(biāo)記物的到達(dá)位置。這類(lèi)利用光定位的方法存在問(wèn)題有因 其制備工藝較復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用高。另外，光探測(cè)器在探測(cè)標(biāo)記物時(shí)，因光 照有一強(qiáng)度分布范圍，故光探測(cè)器能感應(yīng)到的光線也有一定的寬度范圍， 故定位有偏差。
還有一種是通過(guò)單個(gè)磁感應(yīng)傳感器來(lái)感知磁性物體，具體作法為(見(jiàn) 圖2):將磁性物22固定安裝在欲測(cè)量的往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)中的物體21上， 另在磁性物22正上方裝設(shè)一磁感應(yīng)傳感器23;當(dāng)物體21上的磁性物22到達(dá)磁感應(yīng)傳感器23的位置時(shí)，磁感應(yīng)傳感器即感知該物體的位置。隨 著物體往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)次數(shù)的增加，物體的摩擦生熱使其溫度升高，由此 帶來(lái)磁性物體的磁場(chǎng)大小的變化，故其感應(yīng)到的感應(yīng)信號(hào)漂移而不能準(zhǔn)確 定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供用于往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)物體的定位裝 置，該裝置定位精度高，且能保證運(yùn)動(dòng)物體的安全移動(dòng)。本發(fā)明還要提供 一種定位方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的用于往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)物體的定位裝 置，包括兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器和一磁性物，兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器分開(kāi)裝設(shè)在運(yùn) 動(dòng)物體上方同一高度處，磁性物安裝于運(yùn)動(dòng)物體上，且兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器 都位于磁性物隨運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)的范圍內(nèi)，以保證兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器在此范 圍內(nèi)感應(yīng)到完整的磁場(chǎng)信號(hào)。
本發(fā)明的定位方法，以兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器所感應(yīng)到的兩個(gè)感應(yīng)信號(hào)的 間隔的中點(diǎn)或交集區(qū)域的中點(diǎn)作為定位基準(zhǔn)點(diǎn)。
因本發(fā)明中兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器所感應(yīng)到的感應(yīng)信號(hào)變化是同步的，即 同時(shí)變寬或變窄，保證了兩個(gè)感應(yīng)信號(hào)間的中點(diǎn)位置不變，從而避免了原 有技術(shù)中磁場(chǎng)隨溫度變化產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，保證了零點(diǎn)位置的精確 性。而且本發(fā)明還可通過(guò)運(yùn)動(dòng)物體從中間往邊緣時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)磁感應(yīng)傳感器的 關(guān)閉這一信息來(lái)判斷改變運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)方向，以確保物體的安全運(yùn)行。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是利用光傳感器定位運(yùn)動(dòng)物體的方法示意圖2是利用單個(gè)磁感應(yīng)傳感器定位運(yùn)動(dòng)物體的方法示意圖3是本發(fā)明的定位裝置示意圖4是本發(fā)明的定位方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖3顯示為本發(fā)明的定位裝置示意圖，包括運(yùn)動(dòng)物體31，上設(shè)磁性 物32，及兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器A和B。圖4給出了本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)物體的定位 方法，在作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)物體31上設(shè)一磁性物32,同時(shí)在該磁 性物32的上方同一高度處分開(kāi)固定設(shè)置兩磁感應(yīng)傳感器A和B (可以是 現(xiàn)有的任意一種型號(hào))，磁感應(yīng)傳感器A和B的位置設(shè)置在磁性物3隨運(yùn) 動(dòng)物體31移動(dòng)的范圍內(nèi)，且應(yīng)以能保證在磁性物32隨運(yùn)動(dòng)物體31的移 動(dòng)范圍內(nèi)能感應(yīng)到完整的磁場(chǎng)信號(hào)為準(zhǔn)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)物體31的移動(dòng)，可出 現(xiàn)如圖3所述的三種位置位置l，磁性物32位于磁感應(yīng)傳感器A的正 下方，此時(shí)磁感應(yīng)傳感器A感應(yīng)到磁場(chǎng)；位置2，磁性物32位于兩磁感 應(yīng)傳感器中間，沒(méi)有感應(yīng)到磁場(chǎng)；位置3，磁性物32位于磁感應(yīng)傳感器B 的正下方，此時(shí)磁感應(yīng)傳感器B感應(yīng)到磁場(chǎng)。磁性物32可以用不干膠粘 貼到物體31上，也可以用卡位的方式卡到物體31上。
接下來(lái)是根據(jù)感應(yīng)到的感應(yīng)信號(hào)計(jì)算定位基準(zhǔn)點(diǎn)So。考慮到受外界 影響磁性物的磁場(chǎng)變化和感應(yīng)到的感應(yīng)信號(hào)有一定寬度，半個(gè)往復(fù)周期可 輸出的感應(yīng)信號(hào)有兩種情況信號(hào)交集和信號(hào)不交集。交集情況發(fā)生在磁 性物的磁場(chǎng)強(qiáng)度較大時(shí)，兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器A和B分別感應(yīng)到的感應(yīng)信號(hào) 較寬，兩個(gè)信號(hào)在部分位置重疊，即在某些位置兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器A和B同時(shí)感應(yīng)到磁性物32的磁場(chǎng)，這時(shí)定位基準(zhǔn)點(diǎn)位置為So=(Sa2-Sbl)/2。 磁場(chǎng)不交集情況發(fā)生在磁性物的磁場(chǎng)強(qiáng)度較小時(shí)，兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器A 和B分別感應(yīng)到的感應(yīng)信號(hào)較窄，兩個(gè)信號(hào)相分離，這時(shí)定位基準(zhǔn)點(diǎn)位置 為So=(SA2-SBl)/2。需要注意的是，上述兩種感應(yīng)信號(hào)情況下，基準(zhǔn)點(diǎn) So的位置是固定的，也即磁感應(yīng)傳感器A和B之間的間距的中點(diǎn)位置。 通過(guò)上述計(jì)算出的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，可以對(duì)物體進(jìn)行精確定位。為了保證定位 的準(zhǔn)確性，可設(shè)置定位基準(zhǔn)點(diǎn)定時(shí)校對(duì)。
本發(fā)明的定位方法，可以通過(guò)將兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器的位置盡量設(shè)置在 磁性物移動(dòng)范圍的內(nèi)邊緣，保證磁感應(yīng)傳感器關(guān)閉或開(kāi)啟位置在磁性物移 動(dòng)范圍的內(nèi)邊緣，通過(guò)磁感應(yīng)傳感器的關(guān)閉作為判斷依據(jù)，來(lái)改變物體運(yùn) 動(dòng)方向，因運(yùn)動(dòng)物體有一確定的安全運(yùn)動(dòng)范圍，以保證物體的安全運(yùn)動(dòng)。 具體實(shí)施中，參見(jiàn)圖3，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體31從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁性物32靠近 磁感應(yīng)傳感器B的位置，磁感應(yīng)傳感器B開(kāi)啟，即Sbl點(diǎn)或SB1點(diǎn)，因磁 場(chǎng)存在一定范圍存在，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)磁感應(yīng)傳感器將持續(xù)開(kāi)啟直到磁場(chǎng)強(qiáng)度低 于磁感應(yīng)傳感器B的感應(yīng)值，磁感應(yīng)傳感器B在Sb2點(diǎn)或SB2點(diǎn)關(guān)閉，這 時(shí)改變運(yùn)動(dòng)物體31的運(yùn)動(dòng)方向；同樣的，運(yùn)動(dòng)物體31從右往左運(yùn)動(dòng)時(shí)， 磁感應(yīng)傳感器A在Sal點(diǎn)或SA1點(diǎn)關(guān)閉時(shí)，改變運(yùn)動(dòng)物體31的運(yùn)動(dòng)方向。
權(quán)利要求
1、一種用于往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)物體的定位裝置，其特征在于該裝置包括兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器和一磁性物，所述兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器分開(kāi)裝設(shè)在運(yùn)動(dòng)物體上方同一高度處，所述磁性物安裝于所述運(yùn)動(dòng)物體上，且兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器都位于所述磁性物隨所述運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)的范圍內(nèi)，以保證兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器在此范圍內(nèi)感應(yīng)到完整的磁場(chǎng)信號(hào)。
2、 一種用于往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)物體的定位方法，其特征在于其通過(guò)兩 個(gè)磁感應(yīng)傳感器和一磁性物來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述磁性物安裝于所述運(yùn)動(dòng)物體上， 所述兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器分開(kāi)裝設(shè)在磁性物移動(dòng)距離上方同一高度處，磁性 物隨運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)所述兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器下方，所述兩個(gè)磁感應(yīng)傳 感器分別感應(yīng)到所述磁性物的磁場(chǎng)后輸出的感應(yīng)信號(hào)，以兩個(gè)感應(yīng)信號(hào)的 中點(diǎn)位置為定位基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)物體定位。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)物體的定位裝置，包括兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器和一磁性物，兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器分開(kāi)裝設(shè)在運(yùn)動(dòng)物體上方同一高度處，磁性物安裝于運(yùn)動(dòng)物體上，且兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器都位于磁性物隨運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)的范圍內(nèi)，以保證兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器在此范圍內(nèi)感應(yīng)到完整的磁場(chǎng)信號(hào)。使用該裝置進(jìn)行定位的方法，根據(jù)兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器在運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)時(shí)感應(yīng)到磁性物后所輸出的感應(yīng)信號(hào)，將兩個(gè)感應(yīng)信號(hào)的中點(diǎn)位置為定位基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)運(yùn)動(dòng)物體定位。采用本發(fā)明的方法得到的定位基準(zhǔn)點(diǎn)位置不會(huì)隨外界環(huán)境變化而變化，故定位精確度高，可廣泛用于作往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)的物體的定位。
文檔編號(hào)G01D5/12GK101435709SQ20071018819
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者杰克陳 申請(qǐng)人:杰克陳