[发明专利]位置探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及位置探测装置，其用于探测可移动部件位置的绝对值。

作为常规的用于探测可移动部件位置的位置探测装置，例如线性或旋转编码器等的光学编码器是已知的。光学编码器具有例如裂缝或衍射槽等图案，该图案通过采用平版印刷或者其它技术形成在刻度尺上。编码器使安装在可移动部件上的光传感器使用光对图案进行辐照，并依据图案，基于循环的光接收信号来探测可移动部件的相对位置。为了探测可移动部件的绝对位置，需要执行被称为返回原点的操作，也就是说，在启动时将可移动部件移动到起始位置，以便其它传感器在起始位置处探测可移动部件。

JP 2004-191267A公开了一种位置探测装置，其包含刻度尺，在刻度尺上形成有绝对刻度标志。绝对刻度标志显示在之间的预定间隔处设置的刻度上的各个关于绝对位置的信息，以例如条形码等图案图形的方式。通过由安装在可移动部件上的图像传感器读取绝对刻度标志，以及基于读取由标志表示的信息来探测可移动部件的绝对位置，常规装置消除了执行返回原点操作的需求。

然而，该装置具有以下问题：对于可移动部件位置的高精确的探测，首先需要在刻度尺上形成多个精细图案图像，该精细图案图像在不同的绝对位置上显示各自的信息。因此，需要采用蚀刻或者其它技术精确地形成绝对刻度标志，因而，不能形成其尺寸无法被蚀刻装置处理的单一的长刻度尺。其每个具有不同绝对刻度标志的不同类型的短刻度尺，需要被连接在一起作为长刻度尺使用。这涉及了复杂的刻度尺制造工艺，导致了装置的高生产成本。

第二，在例如下面的情况下，作为绝对刻度标志的精细图案图像很容易被不正确地探测，所述情况是：刻度尺肮脏；振动；或者在刻度尺和图像传感器之间存在距离。

最后，其需要在可移动部件上安装包含光发射部分的图像传感器，从而导致复杂的布线或其它用于功率馈送的内部结构。

鉴于上述原因，本发明的一个特征是提供一种位置探测装置，其通过传感器精确地探测可移动部件的绝对位置，其中该传感器被安装在可移动部件上，用于接收从多个安装在刻度尺上的光发射元件选择性地辐照的光，且其消除了导致制造成本增加的复杂的制造工艺或复杂的内部结构。

发明内容

依据本发明的一个方面的位置探测装置包含刻度尺，传感器，以及控制部分。刻度尺具有多个光发射元件，其中该光发射元件沿着可移动部件移动的方向其间具有间隔地被设置。传感器被安装在可移动部件上。在预先设定探测范围内，传感器探测由至少一个光发射元件辐照的光，并根据在探测范围内接收到光的位置输出光接收信号，其中该预先设定的探测范围比最长的一个间隔长。控制部分单独地驱动光发射元件，并接收来自传感器的光接收信号。控制部分具有存储部分，用于存储刻度尺中光发射元件各自所处位置的信息。在接收到光接收信号后，控制部分从存储部分得到一个正在被驱动着的光发射元件所处位置的信息，并基于得到的信息和光接收信号来计算可移动部件的位置。

附图说明

图1示出了依据本发明实施例的位置探测装置中所配置的移动机械装置的倾斜透视图；

图2A示出了位置探测装置的侧剖视图；

图2B示出了从配置在位置探测装置中的光接收装置输出的光接收信号图；

图3示出了位置探测装置中配置的控制部分的框图；以及

图4A和4B示出了控制部分执行的方法步骤的流程图。

具体实施方式

图1示出了依据本发明实施例的位置探测装置中所配置的移动机械装置30的倾斜透视图。移动机械装置30包含螺杆31，引导轴32，电机33，以及框架34和35。机械装置30使可移动部件20沿着方向X往复运动。

杆31由框架34和35可旋转地支撑，其中杆31的轴与方向X平行。杆31被拧入部件20的螺孔23。轴32被固定到框架34和35，并且其平行于杆31布置。轴32穿过部件20内的孔24。电机33固定到框架34。电机33被驱动以选择性地向前或反方向地旋转杆31。

杆31的旋转使部件20沿方向X移动。