将数据从系统的测量单元遥测地传输至基站的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种包括测量单元(3)以及基站(21)的装置，以及一种利用测量单元(3)接收测量信号并且将测量数据遥测地传输至基站(21)的方法，其中，就测量而言，基站(3)静止地设置在工作空间(20)中，并且测量单元(3)固定地安装在在该工作空间(20)内运动的系统(2)上。在测量单元(3)上，可以连接或集成有用于接收测量信号的传感器(4，5)。测量单元(3)还包括：电子单元(7)，具有第一处理器(8)；第一遥测单元(14)以及第一天线(15)，用于发送测量数据和用于接收配置和控制数据。基站(21)包括：第二天线(22)和第二遥测单元(24)，用于接收测量数据和用于发送配置和控制数据；以及数据处理单元(25)。根据本发明专利技术，第一天线(15)是线极化天线，并且第二天线(22)是圆极化天线，或者反过来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种装置，其包括测量单元和基站，本专利技术还涉及一种利用测量单元接收测量信号并将测量数据遥测地传输至基站的方法，其中，对于测量而言，基站静止地设置在一工作空间中，并且测量单元固定地安装在一在该工作空间内运动的系统上。
技术介绍
将测量数据从运动的系统传输到静止地设置在工作空间中的基站经常造成困难，因为经常不能铺设线缆或者这些线缆由于持续的运动而快速断裂。旋转的或者转动的系统被视为运动的系统，但是也可以是这种平移地来回运动、但是总是在工作空间内运动的系统，例如机器人，其始终来回运动用于完成工作的臂部。沿着一方向远离的系统(例如交通工具或人，其在路上并远离工作空间)，不在本专利技术的考虑范围内，而是仅考虑在限制的范围内运动、即称之为在工作空间中运动的系统。特别地，系统被考虑为，其运动过程是限定并预设的。由此，在此考虑的运动的系统可以相对于基站运动，但是相对于基站的距离不会显著改变。在旋转的系统中，除利用滑动触点的传输方法之外，特别是利用遥测技术的传输也是经得起考验的。应用的示例为，其中例如应当确定刀具的切削力的旋转的工具系统、涡轮机、辊或者交通工具轮子。虽然在大多数应用中，基站设置在本身是静止的工作空间中，但是工作空间也可以是交通工具组合(Fahrzeugkombination，整车)，用于确定交通工具轮子的轮作用力(Radkraft，驱动力)。虽然基站在测量期间运动，但在其工作区域内，基站是静止的。因此，在该示例中基站不跟各自所配属的测量单元一样地运动。在专利文献EP1323495中描述了一种前述类型的已知的测量装置。该文献描述了一种借助于传感器装置监控心轴(Spindel)上的工具的方法，在此，检测到的测量数据被无接触地传输到定子，该定子将测量数据转送至主处理器。此外，还可以在传感器装置上实施区域转换(Bereichsumstellungen)，只要相应的指令从主处理器经由定子被无接触地发送至传感器装置的微处理器。所描述的结构的缺点在于，借助于近场遥测技术来实现无接触传输。这决定了总是靠近地、即仅以几个毫米的距离设置定子。在许多系统中，特别是在旋转的工具的情况下和在工业企业中例如在材料加工中或在装配中使用的机器人的情况下，已经证实是不利的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种前述类型的装置和方法，用于接收运动的系统上的测量信号并且用于传输测量数据，在此，对于数据传输而言，不必在测量单元的小范围内设置定子用以借助近场遥测技术传输数据。此外，应当确保无接触的数据传递总是无干扰地以足够的信号强度到达。本专利技术的目的通过具有装置独立权利要求所述特征的装置和具有方法独立权利要求所述特征的方法来实现。在从属权利要求中描述优选的实施方式。为了实现本专利技术的目的，使用在开头描述的装置，在此，测量单元具有至少一个或多个测量通道，在所述测量通道上能够连接或连接有用于检测测量信号的一个或多个传感器。此外，测量单元还包括：电子单元，具有用于将测量信号处理(konditionieren)和/或压缩为测量数据的第一处理器；第一遥测单元和第一天线。第一天线可以发送测量数据、并优选也可以发送状态信息，以及接收配置和控制数据。基站包括数据处理单元以及第二天线和第二遥测单元，用于接收测量数据并优选接收状态信息，并且用于发送配置和控制数据。根据本专利技术，第一天线是线极化天线，并且第二天线是圆极化天线，或者反过来。相应地，在根据本专利技术的方法中，在遥测地传输的情况下，第一天线线极化测量数据，并且第二天线圆极化配置和控制数据，或者反过来。已证实，在传统的天线中，对于具有足够的信号强度无干扰地传输数据而言，天线的取向是决定性的。在近场传递的情况下，天线彼此的相对设置是固定地预设的，传输质量是没有风险的。然而，在远场遥测技术的情况下，由于运动而发生所谓的衰减增大的风险，即与其他的无线电服务发生干涉、遮挡(Abschattung)、多径传播和多普勒效应。此外，当人在发送天线与接收天线之间的空间中运动时，信号明显地变弱。其他的问题由信号在空间中的反射而引起。如果发送天线和接收天线是相同类型的，则达到最小的损失。所以，这种情况是，两个天线都水平地线极化或者两个天线都竖直地线极化，或两者都是右旋圆极化的(zirkularrechtsdrehend)或左旋圆极化的(zirkularlinksdrehend)。这样，如果直接进行传输，则均不发生损失。但是在水平和竖直的线性天线的情况下，一旦天线不再平行地彼此设置，则信号会减小。这种情况是，例如在其上安装有运动的系统的机床被移动的情况。当天线彼此垂直地放置时，信号强度减小直到理论值为零。在实践中，信号损失被记录为20-30dB。另一方面，右旋圆极化的信号在壁上被反射之后，转换为左旋圆极化的信号。在该情况下，也可以在右旋圆极化的天线上被接收的左旋圆极化的信号减小20-30dB。现在已证实，天线的混合形式保证了稳定的数据传输。因此，如果两个天线中的一个是(水平或竖直的)线极化天线并且另一个是(右旋或左旋的)圆极化天线，则损失为3dB，这是最大的信号强度的一半。该信号损失可以通过发送天线的功率加倍得以补偿。在该情况下，信号是否在壁上被反射以及被反射多少次是无关紧要的。同样地，天线彼此如何取向也是无关紧要的。其他的干扰因素和衰减也具有最小的影响。已证实，即使减小3dB，利用线极化和圆极化的天线的组合在两个方向上进行的信号传递也是稳定的。附图说明下面参照附图详细地说明本专利技术。其中示出：图1示出了一种应用示例中的测量装置的示意图；图2a示出了根据本专利技术的测量单元；图2b示出了围绕测量单元的单一天线的结构，图3示出了根据本专利技术的基本单元。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的装置的一种示例，其包括：测量单元3；和基站21，该装置利用测量单元3接收测量信号并将测量数据遥测地传输至基站21，在此，对于测量而言，基站21静止地设置在工作空间20中，并且测量单元3固定地安装在在该工作空间20内运动的系统2上。运动的系统2通常与工作空间20关联，并且在测量的情况下不离开该工作空间。工作空间20特别是可以被认为是工业建筑物或者工业设备、工具车间、装配车间、生产设备等，在此系统2(例如工具或机器人)可以平移地和/或旋转地在该工作空间20内运动。然而工作空间也可以自身运动，工作空间20可以例如设计为交通工具，在此，系统2在测量期间相对于工作空间20运动，例如就像这种交通工具的轮子一样。在这种情况下，基站21安装在交通工具中或之上，测量单元3安装在交通工具轮子上。在图2a中详细地示出的测量单元3包括：至少一个或者多个测量通道6，在所述测量通道上能够连接或连接有一个或多个用于接收测量信号的传感器4；以及具有第一处理器8的电子单元7，该第一处理器用于将测量信号处理和/或压缩为测量数据。处理器8也可以理解为可编程的逻辑器和/或处理器与逻辑器的组合。此外，测量单元3还包括第一遥测单元14以及第一天线15，用于发送测量数据和用于接收配置和控制数据。优选地，还从第一天线15发送状态信息。第一天线15可以由多个单一天线15.1-15.4组合而成，所述单一天线围绕测量单元3均匀分布地设置。在图2b中示出了一种具有四个这种单一天线15.1-15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括测量单元(3)以及基站(21)的装置，利用所述测量单元(3)接收测量信号并且将测量数据遥测地传输至所述基站(21)，其中，就测量而言，所述基站(3)静止地设置在工作空间(20)中，并且所述测量单元(3)固定地安装在在所述工作空间(20)内运动的系统(2)上，并且其中，所述测量单元(3)具有：至少一个或多个测量通道(6)，在所述测量通道上能够连接或者连接有用于接收测量信号的一个或多个传感器(4，5)；电子单元(7)，包括第一处理器(8)，用于将所述测量信号处理和/或压缩为测量数据；第一遥测单元(14)以及第一天线(15)，用于发送测量数据和用于接收配置和控制数据，并且其中，所述基站(21)包括：第二天线(22)和第二遥测单元(24)，用以接收所述测量数据和用于发送所述配置和控制数据；和数据处理单元(25)，其特征在于，所述第一天线(15)是线极化天线，并且所述第二天线(22)是圆极化天线，或者反过来。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.22 CH 785/141.一种包括测量单元(3)以及基站(21)的装置，利用所述测量单元(3)接收测量信号并且将测量数据遥测地传输至所述基站(21)，其中，就测量而言，所述基站(3)静止地设置在工作空间(20)中，并且所述测量单元(3)固定地安装在在所述工作空间(20)内运动的系统(2)上，并且其中，所述测量单元(3)具有：至少一个或多个测量通道(6)，在所述测量通道上能够连接或者连接有用于接收测量信号的一个或多个传感器(4，5)；电子单元(7)，包括第一处理器(8)，用于将所述测量信号处理和/或压缩为测量数据；第一遥测单元(14)以及第一天线(15)，用于发送测量数据和用于接收配置和控制数据，并且其中，所述基站(21)包括：第二天线(22)和第二遥测单元(24)，用以接收所述测量数据和用于发送所述配置和控制数据；和数据处理单元(25)，其特征在于，所述第一天线(15)是线极化天线，并且所述第二天线(22)是圆极化天线，或者反过来。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量单元(2)包括至少一个传感器(4，5)，其中，所述传感器(4，5)是力传感器、压力传感器、转矩传感器、进给力传感器、弯矩传感器、应变传感器、振荡传感器、加速传感器和/或温度传感器。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，一个或多个测量通道(6)被设计为用于处理压电式和/或压阻式传感器(4，5)、应变仪和/或热电偶的测量信号。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，运动的所述系统(2)是旋转的工具、涡轮机、机轴、辊、交通工具的轮子或者机器人。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，两个所述遥测单元(14，24)是用于远场遥测技术的发送器和接收器。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述测量单元(3)的每个测量通道(6)包括AD转换器(9)，用以将所述测量信号数字化。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述测量单元(3)的至少一个测量通道(6)包括用于匹配测量区域的区域切换器(10)，其中，每个区域切换器(10)能从所述基站(21)遥测地被配置。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述测量单元(3)的至少一个测量通道(6)包括用...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·布斯林格，
申请(专利权)人：基斯特勒控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH