[发明专利]确定相对位置的系统和方法

说明书

技术领域

本公开一般涉及用于确定可移动构件相对于参考构件的位置的系统和方法，并且更特别地涉及用于确定在两个不同方向上的可移动构件位置的系统和方法。

背景技术

许多系统测量可移动构件相对于参考构件的位移，以确定被连接到可移动构件的元件的地点。例如，知道轴在液压缸内延伸的距离可足以确定被连接到液压缸的工具地点。在一些系统中，元件地点可通过读取或感测在可移动构件上放置的标记的地点的监测传感器来确定。

美国专利申请公开No.2010/0039103A1公开了用于确定可移动构件关于固定构件的位置的系统。可移动构件包括第一和第二磁体以及次级磁体。在固定构件上的传感器组件检测第一和次级磁体，并且因此确定可移动构件相对于固定构件的轴向位置。

在可移动构件可在多于一个的方向上移动的系统中，在单个方向上的位移测量可足以准确确定所附元件的地点。此外，当元件被驱动或连接到多于一个的可移动构件时，确定元件的地点可能特别复杂。在这种情况下，可能需要确定在多于一个方向上的每个可移动构件的移动，以确定所附元件的地点。

前述背景讨论仅旨在帮助读者。其并非旨在限制在此描述的创新或限制或扩展所讨论的现有技术。因此前面的讨论不应当被视为指示现有系统的任何特定元件不适合与在此描述的创新一起使用，其也不旨在指示任何元件在实施在此描述的创新中是必不可少的，包括解决动机问题。实施方式和在此描述的创新应用由所附权利要求限定。

发明内容

在一方面，提供了用于确定可移动构件相对于参考构件的位移的系统。可移动构件被配置用于沿着在第一方向和在第二方向上的位置范围而相对于参考构件的移动。一组传感器相对于参考构件和可移动构件中的一个构件固定。提供了在参考构件和可移动构件中的另一个构件上的编码字的阵列。编码字限定沿着第一方向的可移动构件的位置，并且相对于该组传感器的编码字的位置限定沿着第二方向的可移动构件的位置。每个编码字包括多个标记，并且每个标记是配置为至少两个状态中一个状态的多级逻辑单元。

在另一方面，提供了用于确定可移动构件相对于参考构件的位移的方法。可移动构件被配置用于沿着在第一方向和在第二方向上的位置范围而相对于参考构件的移动。一组传感器与在可移动构件上的编码字阵列一起被提供。编码字限定沿着第一方向的可移动构件的位置，并且包括多个标记。每个标记是配置为至少两个状态中一个状态的多级逻辑单元。在相对于参考构件移动可移动构件时，感测与一些传感器对齐的编码字标记。基于感测的标记，确定沿着第一方向的可移动构件的位移。基于感测的标记位置，确定沿着第二方向的可移动构件的位移。

附图说明

图1是与用于确定如在此公开的两个方向上的位移的系统一起的缸组件的图解视图；

图2是一般沿着图1的线2-2所取的截面；

图3是可结合在此公开的系统中的自动平地机的侧视图；

图4是示出表示用于在确定在第一和第二方向上的位移中使用的编码字和一对边界序列的标记阵列的表；

图5是与图4类似但是采用移动一列到左侧的编码字的替代表；

图6是与图4类似但是采用用于确定在编码字内定位的角位置的列的表的替代；

图7是与图4类似但是采用在指定中央编码字边界的标记相对侧上重复的编码字的表的替代；

图8是与图4类似但是采用删除编码字的重复行的表的替代；

图9是采用如二进制计数序列和均匀边界所示出的编码字的表的替代；

图10是与图9类似但是采用某些删除的编码字和修改的边界的表的替代；以及

图11是与图10类似但是采用以格雷码(Gray code)序列取代的二进制计数序列的表的替代。

具体实施方式

图1示出用于确定可移动构件在相对于参考构件的一个或多个方向上的位移的系统20。在一个实施例中，系统20可包括具有伸长轴22的液压缸21，该伸长轴22被配置用于相对于一般沿着伸长轴的大致线性行进路径23的液压缸21的移动。伸长轴22可同样旋转到液压缸21内的某个范围。系统20被配置为确定在第一方向(诸如沿着伸长轴22的大致线性行进路径23)上以及在第二方向(诸如沿着一般围绕伸长轴22的旋转轴25的弧形路径24)上的位移量(图2)。