[发明专利]适于通过多次转动提供输入部件的角位置的指示的设备

说明书

技术领域

本发明适于通过多次转动提供输入部件的角位置的指示的设备。

背景技术

位置指示装置，如编码器，用在多种应用中，例如，包括检测操作流体阀所需要的机械传动致动器的位置。绝对编码器为可以以绝对意义识别输入部件的位置的编码器，诸如作为具体角位置。这种编码器可能掉电，并且在电力恢复时将通常仍然能够以绝对项指示所述位置，即使编码器在电力断开的同时移动。多匝绝对编码器通常包括用于通过多次转动确定绝对位置的数个齿轮。然而，如果编码器的检测装置碰巧落入中间位置，例如，在两个变址位置之间，则测量值可能是模糊的。进一步，如果一个检测元件出现故障，则整个编码器装置通常将出现故障。

发明内容

本发明的实施例的意图是解决上述问题中的至少一些。

根据本发明的第一方面，提供了一种适于通过多次转动提供输入部件的角位置的指示的设备，该设备包括：

至少两个可旋转部件，所述至少两个可旋转部件被配置为在使用中根据输入部件旋转而旋转；

至少一个检测装置，所述至少一个检测装置被配置为测量和输出所述可旋转部件中的至少一个的角位置，和

被配置为使用来自所述至少一个检测装置的角位置测量值通过多次转动产生所述输入部件的角位置的指示的装置，

其中所述可旋转部件被配置为同时但以不同的速率旋转。

每个可旋转部件可以具有关于其它可旋转部件的任何唯一的转数比。每个可旋转部件可以具有任何唯一(在所述可旋转部件中)的转数比，并且转数比的选择可以不存在任何限制，例如，转数比不需要被选择为满足特定关系，例如与需要可旋转部件具有整数基数的分度位置的解密算法一起工作。可替换地，可以根据一个或多个设计参数进行转数比的选择。例如，可旋转部件可以被设置为使得在所述转数比之中不存在公因数(除了1)。可旋转部件可以包括具有不同齿数的齿轮。

在使用中，所述可旋转部件通常以连续的、非步进方式沿着所述输入部件移动。检测装置可以提供所述可旋转部件中的一个或多个的在360°的范围内绝对位置测量值，例如，采用光学、磁性或RF检测技术。该设备可以包括A到N个所述可旋转部件，每个可旋转部件具有对应的转数比R_A至R_N，并且其中所述检测装置具有被计算为下式的最大可允许峰值误差：

在一些实施例中，所述多个可旋转部件中的一个可以为驱动所有剩余的所述可旋转部件的初级可旋转部件(即，剩余的可旋转部件不去移动任何其它可旋转部件)。

所述多个可旋转部件中的每一个可以具有名义上零/初始/起始(旋转)位置。产生所述输入部件的角位置的指示的装置可以被配置为通过计算所述可旋转部件已经从它们的零位置开始通过多远而产生位置指示。由产生所述输入部件的角位置的指示的装置进行的计算可以包括使所述可旋转部件中的至少一个，并且通常全部，虚拟地回绕至它们各自的零位置。产生所述输入部件的角位置的指示的装置可以被配置为：

使一序列的可旋转部件(104A)中第一个可旋转部件虚拟地回绕(402)至其零位置；随后

针对除了该序列中的第一个可旋转部件之外的每个所述可旋转部件：

基于该序列中的先前的可旋转部件在虚拟地回绕时已经转动的角度计算所述可旋转部件的虚拟地位置，以及

虚拟地回绕该序列中的所述可旋转部件和所有所述先前的查旋转部件，使得它们位于它们的零位置处。

计算步骤可以采用在该序列中的所述先前的可旋转部件位于它们的零位置处时表示所述可旋转部件的位置的存储数据，如查找表，以及在所述可旋转部件处于对应的所述位置时表示该序列中的所有先前的可旋转部件已经总共多少次通过它们的零位置的数据。

可旋转部件可以是以共面或同轴方式设置的。

包括多于一个所述检测装置的组件被设置为用于测量单个所述可旋转部件的位置，使得在该组件中的一个检测装置出现故障时，则使用该组件中的另一个检测装置代替。

可以不向所述设备提供恒定功率。在一些实施例中，检测装置测量所述可旋转部件的、由电力未被提供至该设备时发生的运动导致的位置。可以包括用于使得能够在所述可旋转部件移动时激活所述检测装置的开关结构。

根据本发明的另一个方面，提供了一种通过多次转动提供输入部件的角位置的指示的方法，该方法包括下述步骤：

测量至少两个可旋转部件的角位置，所述至少两个可旋转部件被配置为在使用中根据输入部件旋转而旋转，所述可旋转部件被配置为同时但以不同的速率旋转，以及