[发明专利]用于测量机械构件位置的系统及用于测量机械构件位置的方法

说明书

用于测量机械构件位置的系统，包括用于设置在一个第一机械构件(101)上的光学检测工具(2)和一个用于设置在一个第二机械构件(102)上的定位轨道(3)，与第一机械构件(101)相比，第二机械构件更易受到相对运动的影响。定位轨道(3)设有至少一个多个区段(5)的连续段(4)，每个系列包括彼此隔开的第一界定部分(11)和第二界定部分(12)，以及第一标识部分(13)和第二标识部分(14)，它们相对于第一界定部分(11)和第二界定部分(12)具有不同的光学对比度。在每个所述区段(5)中，第一标识部分(13)被界定在第一界定部分(11)和第二界定部分(12)之间。此外，每个所述区段(5)的标识部分(13、14)的长度不同于连续段(4)的每个其他区段(5)的标识部分(13、14)的长度，从而便于专门识别对应的区段(5)。

技术领域

本发明涉及一个用于测量机械构件位置的系统及用于测量机械构件位置的方法。

所讨论的系统和方法能够运用于配有可动构件的机械装置的生产领域，并且可有利地运用于连续检测这些可动构件的绝对位置。

特别的是，所讨论的系统和方法可以用于线性执行器(例如液压缸或气压缸、阀)、泵、操纵杆等的生产领域。

优化的是，所讨论的系统和方法的目的是被应用于线性执行器上，例如特别是液压缸，用于测量这些线性执行器的平移构件的位置。

背景技术

检测系统，特别是光学类型的，在现有技术中是已知的，被用于诸如液压缸的线性执行器中，以检测液压缸活塞相对于遏制衬套的位置。

具体而言，专利申请WO2015/019231描述了一种已知类型的检测系统，其包括一个沿着液压缸活塞杆形成的定位轨道，以及一个固定到液压缸衬套上的光学测量装置，适用于在定位轨道上恢复一个特定的检测窗口。特别的是，该光学装置配有一个能够在定位轨道上发射光辐射的光源，例如LED灯，以及一个能够检测来自该定位轨道的反射辐射的光学传感器，例如线性传感器。

定位轨道配有一个区段连续段，它们每个都由两个相继排列的具有不同光学对比度的区段构成。

特别的是，每个区段配有一个具有低反射系数(例如黑色区域)的第一部分和一个具有高反射系数的第二部分。

更详细地说，活塞杆设有一个镀铬表面，在其上通过例如激光消融获得定位轨道区段的第一部分，而第二部分从活塞杆镀铬表面的未加工区域获得。

每个区段的第一部分都具有比一个给定增加步长的前一个区段的第一部分更大的厚度，以便定位轨道的区段呈现出从连续段第一区段到最后一个区段的第一部分的厚度增加。

在功能上，当定位轨道的每个区段通过光学装置的检测窗口时，光学装置将检测一个代表该区段第一部分厚度的相应信号并且生成一个相应的电信号，该电信号标识沿着定位轨道的区段位置并因此确定活塞杆相对于液压缸套的位置。

由于下面列出的原因，这种已知类型的解决方案被证明是易于优化的。构成定位轨道区段第一部分的活塞杆的工作区域覆盖该定位轨道的一个显著区域，并且对应于连续段的最后几个区段，尺寸相对较大。这需要高成本和长操作时间来实施用于构建定位轨道第一部分的激光消融程序。此外，由于铬镀层的改变，活塞杆镀铬表面的加工区域更容易受到腐蚀(特别是在活塞受到侵蚀剂影响的工作条件下)和磨损(由于活塞杆和液压缸套的密封件之间的摩擦)。

此外，定位轨道的上述配置涉及一个对活塞最大可测量长度相对于缸套的限制，因为在定位轨道第一部分的厚度连续增量之后，最后一个区段的第一部分将覆盖整个区段，并且不允许预设更多的区段。而为了增加系统的最大可测量长度，需要增加定位轨道的区段尺寸，因此需要增加光学传感器的尺寸，从而导致在液压缸上预设传感器的结构问题，或者减少将第一部分从一个区段增加到下一个区段的步长，从而导致需要采用非常精确因此特别昂贵的处理过程。