[实用新型]一种电磁定位系统

说明书

本实用新型公开一种电磁定位系统，包括信号发射装置、信号接收装置和信号计算处理中心；信号接收装置包括采集模块和至少一个感应线圈，感应线圈连接到采集模块上，采集模块连接到信号计算处理中心上；信号发射装置包括控制模块、多个驱动模块和多个平坦线圈，多个平坦线圈在XYZ坐标系空间中构成阵列，阵列中的每个平坦线圈作为发射线圈，在发射线圈周围布置一个或多个信号接收装置中的感应线圈；所述发射线圈中每一个或多个构成一组，每一个发射线圈连接到一个驱动模块，每一个驱动模块连接到控制模块上；采集模块从每一个感应线圈采集叠加感应交变磁场信号，传输给信号计算处理中心后确定每个感应线圈的位置和方向来实现对多个感应线圈的定位。

【技术领域】

本实用新型基于交变的磁场信号来测量感应线圈位置和方向的技术，更具体的说，是涉及一种电磁定位系统。

【背景技术】

工业机器人和移动机器人等运动部件日益广泛应用导致对其操作性能，尤其是对运动执行器的动态定位精度提出很高的要求。例如工业机器人作为由减速器、伺服电机、增量式编码器和负载反馈单元实现半闭环的运动控制方式，其机械手臂结构高度非线性，高速末端动态变异(偏移、抖动)和高负载变异(末端工具置换)将影响路径定位精度。

所以，一种高精度的运动轨迹检测系统来实现机器人的实时运动反馈与控制在装配定位、振动分析以及性能指标的测量与评价等应用显得非常的必要；目前国内外对运动跟踪和定位技术的研究相对集中在射频信号检测定位、惯性传感、磁场定位、视觉定位和声源定位等。

其中，电磁定位系统广泛应用在3D仿真及运动物体跟踪方面，传统的电磁定位系统，由于感应线圈与控制模块相连，在有些环境下使用不方便；使用传感器数量有限，同时因为环境电磁干扰比较多，从通信电磁信号，到电子产品的电磁干扰，包括大地的磁场干扰，都对于电磁测量和定位产生了很大的影响；造成传统传感器抗干扰能力差，测量精度低。

【实用新型内容】

为了解决以上技术困难，本实用新型提供一种无法校正和在外部电磁干扰动态的情况下，及时通过物理位置的约束条件，实现空间坐标的修正的电磁定位系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电磁定位系统，包括信号发射装置、信号接收装置和信号计算处理中心；所述信号接收装置包括采集模块和至少一个感应线圈，所述感应线圈连接到采集模块上，采集模块连接到信号计算处理中心上；所述信号发射装置包括控制模块、至少6个驱动模块和至少6个平坦线圈，多个平坦线圈在XYZ坐标系空间中构成阵列，阵列中的每个平坦线圈作为发射线圈，在发射线圈周围布置一个或多个信号接收装置中的感应线圈；所述发射线圈中每一个或多个构成一组，每一个发射线圈或每一组发射线圈连接到一个驱动模块，每个驱动模块连接到控制模块上；每个发射线圈发射包含特定特征的交变磁场信号，每一组发射线圈在控制模块的控制下轮流发射交变电磁场信号；所述发射线圈发射的磁场信号在XYZ坐标系空间中形成叠加交变磁场信号，叠加交变磁场信号作用于任意一个感应线圈后，形成叠加感应磁场信号，所述采集模块从每一个感应线圈采集叠加感应交变磁场信号，传输给信号计算处理中心，信号计算处理中心从信号中分离出每个发射线圈的交变磁场信号产生的感应交变磁场信号分量，并用算法确定每个感应线圈在XYZ坐标系空间中的位置和方向来实现对多个感应线圈的定位。

进一步地，所述发射线圈在XYZ坐标系空间中的位置和方向预先固定。

进一步地，所述信号发射装置包括一个控制模块、至少6个驱动模块和至少6个平坦线圈，多个平坦线圈在XYZ坐标系空间中构成阵列，阵列中的每个平坦线圈作为发射线圈，所述发射线圈中每一个或多个可以构成一组，每一个发射线圈连接到一个驱动模块，每一个驱动模块连接到控制模块上。

进一步地，所述感应线圈与发射线圈组成的阵列、驱动模块、控制模块之间分别采用无线方式通讯连接。

本实用新型的有益效果是：