[发明专利]一种可应用于超大行程检测的绝对式位置检测装置

说明书

本发明属于机械电子领域，并公开了一种可应用于超大行程检测的绝对式位置检测装置，包括多个检测标尺及传感器读头，每个检测标尺均包括RFID标签、鉴尺磁钢组、鉴隙磁钢组和位置检测磁钢阵列；传感器读头包括RFID读写器、鉴尺霍尔阵列、位置检测霍尔阵列和鉴隙霍尔阵列，RFID读写器用于读取所述RFID标签的信息，鉴尺霍尔阵列用于选择检测标尺的一段，位置检测霍尔阵列用于检测传感器读头相对检测标尺上标定点的距离，鉴隙霍尔阵列用于检测传感器读头与检测标尺间的间隙。本发明可得到传感器读头在检测标尺上精确的位置数据，辅以RFID技术实现传感器读头大行程运动的尺间位置数据检测，检测效率和检测精度均比较高。

技术领域

本发明属于机械电子领域，更具体地，涉及一种可应用于超大行程检测的绝对式位置检测装置。

背景技术

位置检测技术是移动式平台或装置控制的关键部分，位置检测的精度决定了平台能够实现的功能及其可靠性程度。在工业自动化领域的移动机器人系统、AGV小车、载重天车等，在工厂的复杂环境中精确移动定位，都需要利用大行程的位置检测技术，其是实现智能工厂、组成高可调度柔性生产制造的重要一环。除此之外，大行程的位置检测技术，也可应用于在航空、航天制造过程的总装对接和工序流转等各个过程中，作为移动平台的移动位置参考基准。

以移动机器人为例，即将工业机器人结合移动平台(导轨)设计，将可移动平台作为外部附加轴与机器人本体行程一个新的机械系统。其相比传统的固定机器人而言，具有可移动、高效率的特点，具备柔性制造的能力，可经由导轨完成不同工位的各类作业，将生产效率最大化。导轨式移动平台技术对于工业机器人推广应用于柔性制造领域具有重要意义，可应用于工厂自动化的各类大型、超大型零件喷涂、表面处理以及零部件在工厂中的精准移动装配等，具备广泛的市场前景。

目前的移动平台，有采用精密齿轮齿条驱动，以长直线导轨作为导向；通过伺服驱动齿轮与齿条啮合从而推动平台移动，通过检测伺服编码器位置从而得到位置值，其位置检测精度较低且受现场的安装影响较大，在导轨长度过长之后，其精度降低明显，其精度主要由加工的齿轮齿条精度保证，因此其价格十分昂贵；有的采用光栅实现位置测量，但光栅的工艺特性限制，其有限检测长度限制在2m以下，且对环境有很高的要求；有的采用CCD相机或激光位移传感器实现位置测量，但是其对环境要求很高，在现场灰尘较多、环境复杂的情况下难以应用，且在导轨行程达30m以后其精度降低明显；有的采用激光干涉仪、跟踪仪等实现移动平台位置检测，但其成本过高，难以实现工业应用；有的采用磁栅尺的测量系统，可满足大型机床使用需要，采用带型磁栅尺，其最大长度可达30m，精度达±0.02mm，但其物理特性限制，导致其对环境温度有较高的要求，在磁栅尺长度过长后，温度的大幅变化，可能会导致磁栅尺断裂、隆起等，因此仅在大型机床上有应用，且其要求的磁性传感器与磁尺间的间距不超过0.4mm，对现场的安装要求太高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可应用于超大行程检测的绝对式位置检测装置，可应用于工厂的移动机器人平台、轨道式AGV等移动平台在以大行程运动于工厂复杂环境时的精确检测定位。其以传感器读头内霍尔阵列传感器检测标尺内磁钢，检测得到的霍尔阵列电压，经滤波、间隙电压差补偿并以查表细分算法，得到传感器读头在检测标尺上精确的位置数据，辅以RFID技术实现传感器读头大行程运动时的尺间检测。系统兼顾了高效率和高精度检测的需要，满足工厂自动化所需。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种可应用于超大行程检测的绝对式位置检测装置，其特征在于，包括安装在移动平台上的传感器读头和安装在导轨上的多个检测标尺，所述移动平台安装在所述导轨上，该移动平台可沿所述导轨的纵向移动，这些检测标尺沿所述导轨的纵向间隔设置，所述传感器读头的纵向与所述移动平台的纵向一致并且位于所述检测标尺的上方，其中，