[发明专利]用于确定物体的位置的定位系统

说明书

本发明涉及一种用于通过位于空间中的多个固定信号通信模块和装载在物体上用于与固定信号通信模块通信的可移动信号通信模块确定可移动物体在三维空间中的实际位置的定位系统。在优选实施方案中，本发明涉及一种用于确定在三维空间中可移动的电动工具在工作物体的两个或多个工作位置之间的实际位置的定位系统。

上述类型的定位系统适于确定车体的装配应用中使用的动力扳钳或螺帽扳手的实际位置。该类型的系统基于动力扳钳上的信号通信模块和固定信号通信模块之间的信号交换，即，动力扳钳和设置在动力扳钳周围的空间中定义好的位置的多个固定信号通信模块中的每一个之间的实际个体距离的远程指示。不同的距离相关信号通信至用于确定物体在三维空间中的位置的评估和计算单元。信号通信模块可以是任何合适的类型（例如基于光学、声学或射频），并且来自于信号通信模块中的每一个的对应于动力扳钳和固定信号通信模块之间的个体距离的信号，通信至在其中计算动力扳钳的实际三维位置的评估或分析单元。一个该类型的这样的系统包括信号发射标签，信号发射标签安装在动力扳钳上并且布置为对激活信号进行响应并发射信号至固定信号通信模块。

该类型的系统用于车体装配线站中以确定车体上具体的螺纹接头是否已全部处理以及它们是否已被拧紧到具体想要的拧紧级别。这不仅是用于确保质量的系统，而且记录相对于具体车体和/或车体上的螺纹接头位置的动力扳钳工作位置，并且使得可以检查每个螺纹接头上使用的动力扳钳操作数据，作为保证最终产品（即汽车）安全的方式。

在美国专利7,055,233中，有之前描述的用于沿着装配线行驶的车体上使用的动力扳钳的基于超声波的定位系统。该系统能够确定动力扳钳实际用于装配线上的哪个车体中，并且确定动力扳钳是否已用在车体上的具体位置中的螺纹接头上。例如，可以确定车体上的具体位置中的每个螺纹接头是否已被拧紧，甚至确定每个螺纹接头的拧紧结果是否被认可。该已知的系统基于来自动力工具对由位于装配线附近的固定传感器发射的超声波的反射。

然而，与上述基于超声波的系统相关（也与光学系统相关）的问题在于，难以与处于特定螺纹接头位置（例如在车体内）的动力扳钳通信，在那些位置上车体的部件隔开了声音信号或光信号的通信。这意味着，动力扳钳和固定信号通信模块之间将没有通信或通信很差，并因此没有可靠的距离响应信号将被传送到评估单元。在一些工作位置上，即使操作员本身也可能隔开信号。而且，射频信号可能被车体部件或操作员严重干扰，导致从信号通信模块到评估单元的可靠信号较差或更少。

本发明的一个目的是提供一种定位系统，该系统包括多个固定信号通信模块和装载在可移动物体上的可移动信号通信模块，用于确定可移动物体在三维空间中的实际位置，并且适于与同样处于空间内难以到达的位置处（通常被其他物体或周围结构隔开）的物体获得联系。

本发明的另一个目的是提供一种定位系统，该系统用于通过位于空间中的多个固定信号通信模块和装载在可移动物体上的可移动信号通信模块确定可移动物体在三维空间中的实际位置，其中，固定信号通信模块中的一个或多个在两个或多个位置之间可移位，以与装载在同样处于难以到达的位置处（通常被周围结构或物体隔开）的可移动物体上的可移动信号通信模块获得联系。

通过下面的说明书和权利要求书，将会显示出本发明的其他目的、特征和优点。

以下参考所附附图对本发明的优选实施方案进行描述。

在附图中显示了应用在装配线10处的三维空间的根据本发明的定位系统，装配线10具有一排连续的沿着线行驶的车体。在车体11中的一个中，示出了特别打算用于将螺纹接头拧紧在车体11中的动力扳钳12。动力扳钳定位系统包括位于空间中定义好的位置上的三个固定信号通信模块15、16和17，和一个装载在动力扳钳12上的可移动信号通信模块18。动力扳钳12事实上是可移动物体，其位置有待在特点时间点上确定。固定信号通信模块15、16和17通过配线22连接至固定评估和计算单元24。后者还包含用于供应和接收通过无线通信来自动力扳钳12的操作数据的装置。动力扳钳12和固定单元24之间的该无线操作数据通信不形成本发明的一部分，因此不对其进行更详细的描述。