[发明专利]线性位置测量系统和确定车厢相对于导轨的位置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种线性位置测量系统，并且涉及一种确定车厢相对于导轨的位置的方法。

背景技术

例如，确定车厢相对于前面提到的类型的导轨的位置的系统与引导系统——例如线性引导——联合使用，该系统包括第一主体和第二主体，在所述第一主体上引导第二主体，第二主体能够相对于第一主体移动，并且在此具有一个工作，该工作使确定第二主体相对于第一主体的位置变得可能。为此，例如，用于确定位置的各个设备的量尺能够相对于第一主体进行合适地固定，例如，各个扫描仪能够相对于第二主体合适地进行固定。

例如，现有技术中已知用于确定绝对位置的线性位置测量系统，该系统包括：标有测量点的量尺，和扫描仪，该扫描仪能够相对量尺移动来扫描各个测量点。例如，这些测量点构成一个或多个可获取的标记来分辨位置。例如，标记能够通过光学或磁性的方式获取。

在光学扫描的情况下，扫描仪包括一个传感器，该传感器用于获取测量点的图像，并且提供信号，使其能够确定相对于量尺的扫描仪的位置。在磁性扫描的情况下，扫描仪包括一个磁场传感器，其用于获取单体永磁体的磁场的级数，以这种方式来排列量尺的测量点。

依靠各个量尺(光学/磁性)，能够使用这些类型的系统，例如测量扫描仪相对于原始位置的位置相对变化。

为了达到这些类型的系统能够测量扫描仪相对于量尺的位置相对变化的意图，例如，各个量尺能够被设计为增量标尺，因此获得一系列相同的周期性排列的标记，该标记沿着指定的线或量尺以相等的距离间隔开。例如为了能够光学扫描这样一种增量量尺，扫描仪能够将各个标记的光学图像投射到光电探测器形式的传感器上。为了测量扫描仪相对于量尺的位置变化，扫描仪沿着记的轨迹移动。这里扫描仪的移动引起一个信号周期性地变化，例如，提供关于在一段预定的时间内扫描仪通过了多少标记的信息。

综上所述，在扫描仪的相对位置上的各个变化能够通过扫描增量量尺的测量点或增量标记进行确定。为此目的，使用了具有相当简单的设计和高分辨率的所谓的增量位置编码器。

对熟知的线性位置测量系统中的扫描仪必须持续地供给外部的电能，以防止存储的关于扫描仪的各个位置信息的丢失。甚至只是一个没有任何电力缓冲的简单的电力中断都将会导致关于扫描仪的各个位置的信息丢失。其结果是即使在外部电源被恢复之后，扫描仪将会输出错误的关于位置的信息，或者根本无输出。为了从这个状态返回到无缝操作，车厢将会不得不经历相对于导轨的时间密集型再校准。

如所知道的那样，扫描仪装备有移动(内部的)电源，例如电池或蓄电池，该移动电源至少间歇地为扫描仪的数据存储装置提供电力，以便假设外部电源中断时存储关于位置的信息。外部电源的中断在此能够被桥接，从而在外部电源中断持续期间甚至更长的时间保证无缝操作。

电源能够被桥接的最长时间依赖于移动电源的容量。随着移动电源的容量增加(保持电力消耗常数)，能够被桥接的外部电源中断的最长时间也增加。此处的缺点是提高移动电源的容量会伴随着成本的增加。此外，使用具有提高容量的移动电源也与重量增加和空间增加的需求相关联。特别是两个最后提到的因素对于线性位置测量系统的操作具有整体的负面影响。例如，移动电源重量的增加会减弱车厢的整体加速。

发明内容

本发明的目的就是创造一种线性位置测量系统以及确定车厢相对于导轨的位置的方法，其能够将电源桥接到扫描仪的时间最大化同时保持位置测量系统稳定、可靠的操作。

发明目的通过下述特征来实现。

一种线性位置测量系统，用于确定车厢相对于导轨的位置，其包括：沿着导轨标记的增量标尺和固定到车厢上的扫描仪，所述扫描仪被设计用于沿着增量标尺扫描多个增量标记，其中所述增量标记能够被扫描为实质的模拟信号级数，所述扫描仪被设计用于以可变扫描频率来扫描增量标记，根据本发明，所述扫描频率能够根据模拟信号级数的当前获得的频率相应地变化，其中可变扫描频率为模拟信号级数的当前获得的频率的至少两倍。线性位置测量系统能够执行扫描程序，以一个暂时可变的扫描频率。所得的好处是能够尽可能地降低扫描频率，同时仍然保持最大限度地符合扫描法则(奈奎斯特速率)。这种降低的扫描频率伴随的是减少扫描仪的电耗。关键的优点是扫描仪的电源现在能够通过设置在车厢或扫描仪上的电池或者蓄电池，在外部电源中断的情况下进行桥接，其中与电源桥接的时间远长于传统已知的线性位置测量系统。这就保证了扫描仪将不间断地继续操作，甚至在延长的电力中断或更长的期间，即，在电力中断结束并且外部电源再次对扫描仪进行供电。