[发明专利]确定相对位置的系统和方法

权利要求书

1.一种系统(20)，用于确定可移动构件(22)相对于参考构件(21)的位移，所述系统(20)包括：

可移动构件(22)，其被配置用于沿着在第一方向(23)和在第二方向(24)上的位置范围而相对于所述参考构件(21)的移动；

一组(51)传感器(50)，其相对于所述参考构件(21)和所述可移动构件(22)中的一个构件固定；以及

编码字(48)的阵列，其在所述参考构件(21)和所述可移动构件(22)中的另一个构件上，所述编码字(48)限定沿着所述第一方向(23)的所述可移动构件(22)的位置，并且相对于该组(51)传感器(50)的所述编码字(48)的位置限定沿着所述第二方向(24)的所述可移动构件(22)的位置，每个编码字(48)包括多个标记(45)，每个标记(45)是配置为至少两个状态中的一个状态的多级逻辑单元。

2.根据权利要求1所述的系统(20)，其中所述参考构件(21)是缸，并且所述可移动构件(22)是所述缸的伸长轴，所述第一方向(23)是所述伸长轴(22)的大致线性路径，并且所述第二方向(24)是大致围绕所述伸长轴的旋转轴(25)的弧形路径。

3.根据权利要求1-2中任何一项所述的系统(20)，其中所述标记(45)是磁性的，并且每个传感器(50)是配置为感测所述标记中的一个标记的磁场的磁场传感器。

4.根据权利要求1-2中任何一项所述的系统(20)，其中所述标记(45)和所述第二标记是光学的，并且每个传感器是配置为感测来自所述标记和所述第二标记中一个标记的反射的光学传感器。

5.根据权利要求1-4中任何一项所述的系统(20)，其进一步包括与所述传感器(50)相互作用的所述参考构件(21)和所述可移动构件(22)中的另一个构件上的第二标记阵列，以限定沿着所述第二方向(24)的所述可移动构件(22)的每个位置，并且其中所述第二标记阵列为重复模式。

6.根据权利要求5所述的系统(20)，其中所述编码字(48)被配置为在所述编码字(48)的阵列内的行(46)，并且所述第二标记(45)的阵列是重复模式的列。

7.根据权利要求1-6中任何一项所述的系统(20)，其进一步包括控制器(55)，该控制器(55)被耦合到该组(51)传感器(50)，并且被配置为确定所述可移动构件(22)相对于所述参考构件(21)的位移。

8.一种方法，用于确定可移动构件(22)相对于参考构件(21)的位移，所述可移动构件(22)被配置用于沿着在第一方向(23)和在第二方向(24)上的位置范围而相对于所述参考构件(21)的移动，所述方法包括：

提供一组(51)传感器(50)；

提供所述参考构件(21)和所述可移动构件(22)中的一个构件上的编码字(48)的阵列，所述编码字(48)限定沿着所述第一方向(23)的所述可移动构件(22)的位置，每个编码字(48)包括多个标记(45)，每个标记(45)是配置为至少两个状态中的一个状态的多级逻辑单元；

相对于所述参考构件(21)移动所述可移动构件(22)；

感测与所述传感器(50)中的至少一些对齐的编码字(48)的所述标记(45)；

基于与所述传感器(50)中的至少一些对齐的所述编码字(48)的感测的标记(45)，确定沿着所述第一方向(23)的所述可移动构件(27)的位移；以及

基于与所述传感器(50)中的至少一些对齐的所述编码字(48)的感测的标记(45)的定位，确定沿着所述第二方向(24)的所述可移动构件(22)的位移。

9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括如下步骤：

提供与所述传感器(50)相互作用的所述参考构件(21)和所述可移动构件(22)中的一个构件上的第二标记阵列，以限定沿着所述第二方向(24)的所述可移动构件的每个位置；

感测与所述传感器(50)中的至少一些对齐的所述第二标记；以及

基于所述第二标记的定位，确定沿着所述第二方向的所述可移动构件(22)的位移。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二标记与所述编码字(48)相邻。