[发明专利]磁栅尺设备、位置测量设备和位置测量方法

说明书

本公开涉及磁栅尺设备、位置测量设备和位置测量方法。所述磁栅尺设备可包括：栅尺本体，利用铁磁性材料制成，该栅尺本体具有预定编码图案；磁化装置，包括磁体，该磁体形成结构平衡的过渡磁场，所述栅尺本体能够改变所述过渡磁场；磁场检测器，位于所述过渡磁场中，用于检测所述磁化装置在所述栅尺本体作用下形成的磁场。在位置测量设备中，利用磁栅尺设备所检测到的磁场数据，可以进行准确可靠的位置测量。

技术领域

本发明涉及一种磁栅尺设备、位置测量设备和位置测量方法，更具体地涉及用于通过检测磁性材料对磁场的改变来标定位置的磁栅尺设备、位置测量设备和位置测量方法。

背景技术

在电梯控制、机床控制等控制领域中，为了实现精准的控制，通常需要进行精确的位置测量。以电梯控制技术为例，为了检测轿厢的位置，通常在电梯井道内部署带有绝对位置编码的栅尺，并在轿厢上设置栅尺读码装置。当轿厢在井道内移动时，栅尺读码装置通过读取栅尺上的位置编码得知电梯的当前位置。在机床控制技术中，通过检测与机床相关的元件的位置来进行控制。

作为一种测量位置的方式，可以在金属带上粘贴不同的二维码标识来定位不同的位置编码。该位置测量方式的缺点在于对于电梯井道内较差的使用环境耐受性低，例如井道中的水、高湿、粉尘、油污等因素都会导致编码读取的失真，此外烟雾在一定程度上也会对二维码读取装置的光电传感器造成影响，因此实用性不佳。

因此，期望提供一种能够更加可靠的进行位置测量的技术。

发明内容

本公开提供了一种磁栅尺设备、位置测量设备和位置测量方法，其设计了一种较少受环境干扰的可靠的磁栅尺结构，并通过利用该磁栅尺结构测量磁场的变化来进行位置测量，从而提高了可靠且准确的位置测量。

根据本公开的第一方面，提供了一种磁栅尺设备。该磁栅尺设备可包括：栅尺本体，利用铁磁性材料制成，该栅尺本体具有预定编码图案；磁化装置，包括磁体，该磁体形成结构平衡的过渡磁场，所述栅尺本体能够改变所述过渡磁场；磁场检测器，位于所述过渡磁场中，用于检测所述磁化装置在所述栅尺本体作用下形成的磁场。

结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述栅尺本体可被连续地布置在待测量空间中，所述铁磁性材料的磁性可以在与所述磁体的距离超过预定距离值时消失。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述栅尺本体的预定编码图案可以在宽度方向将铁磁性材料分割为非中心对称的不连续形状。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述栅尺本体的预定编码图案可以使所述铁磁性材料在长度方向上不连续，并在靠近所述磁体时改变所述过渡磁场的平衡结构，从而利用平衡结构已经改变的过渡磁场来形成用于位置测量的位置编码。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述磁性材料可以是铁磁材料，该所述铁磁材料可包括铁素体不锈钢和电镀处理的常规铁磁材料中的至少一种。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述磁体可以为相对地布置的第一磁体和第二磁体，该第一磁体的第一极性方向和第二磁体的第二极性方向是相反的。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述磁体为具有相对结构的单个磁体。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，该磁体的过渡磁场的中心可以形成平衡点，所述磁场检测器可以位于所述过渡磁场的中心，并且可检测所述过渡磁场在所述栅尺本体的作用下改变后的磁场。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述磁体的过渡磁场的中心可以形成平衡点，所述栅尺本体在宽度上的中心可以位于所述过渡磁场的中心，并且该栅尺本体的表面可以与所述磁场检测器的检测面平行。