[发明专利]使用索引型编码器测定物体的绝对位置的仪器和方法

权利要求书

1．一种测定可移动部件相对于预定位置的绝对位置的仪器，它包括：

一个第一构件和若干第二构件，它们分布在运动部件上，第一构件具有一个与所有第二构件都不相同的特征；

一个检测装置，用于根据第一和第二构件的特征区分第一构件和第二构件，检测第一构件什么时候在预定位置，第二构件什么时候在预定位置，并给指示器提供在预定位置的第一和第二构件的检测指示；以及

一个位置和方向测定仪，用于根据检测装置提供的指示测定运动部件的运动方向以及在检测装置检测到第一个参考构件在预定位置之后运动部件相对于预定位置已经运动的距离，以确定运动部件相对于预定位置的绝对位置。

2．根据权利要求1所述的仪器，其中，第一构件的特征是沿运动部件的运动方向取的第一构件的长度，每个第二构件的特征是沿运动方向取的该第二构件的长度；以及第一构件的长度不同于每个第二构件的长度。

3．根据权利要求2所述的仪器，其中，第一构件的长度大于每个第二构件的长度。

4．根据权利要求1所述的仪器，其中，第一构件是不透光构件或透光构件，而若干第二构件包括若干透光和不透光的构件。

5．根据权利要求1所述的仪器，其中，检测装置包括一个计时器，它用来测量运动部件运动时，从第一个参考构件进入预定位置时起到第一个参考构件从预定位置出来为止所经过的时间；检测装置根据测得的时间把第一构件同任何第二构件区分开来。

6．根据权利要求5所述的仪器，其中，检测装置还包括，至少一个光发射装置，用来向运动部件发射光束；

一个光检测装置，用来探测由至少一个光发射装置发出的光束；

计时器根据光检测装置探测到光束和未探测到光束的时间来测量时间。

7．根据权利要求1所述的仪器，其中，位置和方向测定仪包括一个计数器，在预定位置检测到第一个参考构件之后对检测装置检测到已通过预定位置的第二构件的数量进行计数；位置和方向测定仪根据计数得到的数字测定运动部件的运动距离。

8．根据权利要求7所述的仪器，其中，计数器是增／减计数器，当运动部件朝一个方向运动时，它根据第一个参考构件在预定位置被检测到之后由检测装置检测出的已经通过该预定位置的第二构件进行递增计数，当运动部件朝相反方向运动时，它对第一个参考构件在预定位置被检测到之后由检测装置检测出的已经通过该预定的第二构件进行递减计数。

9．根据权利要求1所述的仪器，其中，检测装置包括，

一个第一检测器，配置在检测装置的一个第一位置；

一个第二检测器，配置在检测装置的一个第二位置，它沿运动部件的运动方向与第一位置隔开一段距离；

按其配置，检测装置用来检测当运动部件运动时第一和第二检测器在什么时候检测到第一构件和任何第二构件，并输出其信号指示；位置和方向测定仪根据信号测定运动部件的运动距离和方向。

10．根据权利要求9所述的仪器，其中，第一检测器输出第一信号指明第一构件或任何第二构件被检测到和未被检测到，当第一检测器检测到第一构件或任何第二构件时，该信号含有第一值，当第一检测器没有检测到第一构件或任何第二构件时该信号含有不同于第一值的第二值；

第二检测器输出一个第二信号指明第一构件或任何第二构件被检测到和未被检测到，这个第二信号与第一信号是异相的，当第二检测器检测到第一构件或任何第二构件时该信号含有第三值，当第二检测器没有检测到第一构件或任何第二构件时它含有不同于第三值的第四值。

11．根据权利要求10所述的仪器，其中，位置和方向测定仪包括：

一个测定仪，测定第一信号在第一值和第二值之间变化的时间；

一个比较器，根据第一信号发生变化时的值并与此刻第二信号的值相比较来测定运动部件相对于预定位置的运动方向。