[发明专利]全“位置数和”等分定位方法及装置

说明书

本发明涉及一种运动的物体在任意路程上等分定位的检测装置及方法。

本发明所指的等分是对任意路程理论上无误差的等分；任意路程既可是平面的，也可是空间的；既可以是直线、圆弧、部分椭圆、抛物线等各种曲线或由上述各种曲线组成的不封闭图形，也可以是任意的封闭图形。在工程实际当中，常见的路程有各种链式、带式生产线，加工中心刀库的刀具传送带及旋转分度盘的运动轨迹等路程，机床的直线移动部件的位移运动的路程。

本发明的定位是指在所测路程上运动的物体在此路程上理论上无误差的定位，其位置是通过对安装于其上的感受目标的位置点的测量而确定的。感受目标的位置点是指在感受目标之上并代表其所在位置的点，此点可根据传感器系统的特点按需选择，如可为感受目标的边缘端点、几何中心等。各感受目标位置的确定，也就是在此路程上运动的物体位置的确定(即定位)。

通常对路程等分定位的方法，是在确切知道路程全长后除以等分数，再用每一等分段的长度去确定路程的等分点；此种方法有两方面问题无法解决：一是当不知路程全长准确值时，无法精确等分；二是在已知路程全长，但与等分数相除，不能刚好整除时，存在理论上的误差。此外，现有技术中的等分定位装置，都是采用一个感受器分别一个一个地去感测多个感受目标的位置点，并只以一个感受目标对应的感受器输出值确定等分点的位置；装置等分定位精度的提高，主要取决于各感受目标位置点的均布位置精度和感受器本身的精度这两方面因素，因此，当等分定位精度有较高要求时，感受目标势必要有更高的均布位置精度，而实现高均布位置精度难度很大，往往成本很高，对环境要求也苛刻。

本发明的目的是提供一种能够实现理论上无误差等分任意路程并保证在此路程上运动的物体理论上无误差定位的方法及装置，从根本上解决前述的两方面问题；此种方法易实现高精度且装置结构简单，对环境也无苛刻要求，有广阔的应用前景。

本发明是以特定的装置和方法来实现上述功能的。

本发明的装置由传感器系统及附属设施构成。传感器系统由两部分组成：第一部分包含多个感受目标G₀，G₁，…，G_p(P为大于等于0的有限整数，如2，5，7，11或80，100008000000等)，把它们设置于可在某一路程上运动的物体上，且要求在测量时各感受目标等间隔路程均布于此路程之上(即按各感受目标的位置点等间隔路程均布于路程之上)，感受目标可随运动物体往返运动。第二部分包含多个感受器F₀，F₁，…，F_q，(Q为大于等于0的有限整数)，它们都设置于路程附近，各感受器在该路程上的量程分别为R₀，R₁，…，R_q(感受器在路程上的量程是指感受器所能够感知的感受目标位置点在路程上位置的路程范围)，也要求在测量时R₀，R₁，…，R_q等间隔路程均布于路程之上(即按R₀，R₁，…，R_q的位置点等间隔路程均布于路程之上)；且其间隔路程与各感受目标间的相同，感受器在路程上的量程R的位置点是指在R之上并代表其所在位置的点，此点可根据传感器系统的特点按需选择，如可为R的端点、中心点等。R₀，R₁，…，R_q最好为等量程。每一个感受目标和任一个感受器均可构成一个传感器。

本发明在完成所需的等分定位过程中，可包括多次感受器对感受目标的测量，各参与感测的感受目标位置点之间及参与感测的感受器之R位置点之间的排列顺序和间隔路程在各次测量时，均要求相同。将各感受目标固置于一整体式的物体上，是满足上述要求的最好途径，如将各感受目标按其位置点等间隔路程均布安装于一个始终在路程上运动的传动链上，各感受器安装于传动链附近的支架上，使其R₀，R₁，…，R_q的位置点也等间隔路程均布于路程上，则无论何时测量，均可保证前述要求。但对某些特殊情况，各感受目标要求分别设置于多个相互独立的物体上，那么也只要在完成所需等分定位过程中保证每次测量时，满足上述要求，依然可实现对路程理论上无误差的等分定位；至于非测量时，各感受目标位置点之间及R₀，R₁，…，R_q位置点之间的相互位置，以及它们是否同步运动等不作要求。