用于确定部件位置的装置、系统和方法制造方法及图纸

本申请公开用于确定部件位置的装置、系统和方法。本文中公开了一种用于确定第一部件相对于第二部件的位置的装置。第一部件相对于第二部件可移动。该装置包含磁位置指示器和磁场传感器。磁位置指示器不可移动地固定到第一部件并且包含沿着磁位置指示器的长度定位的多个磁场源。多个磁场源中的每个磁场源生成具有唯一磁特征的磁场。磁场传感器不可移动地固定到第二部件并且经配置以检测由磁位置指示器的多个磁场源生成的磁场的唯一磁特征。

Device, system and method for determining location of components

The application discloses devices, systems and methods for determining the location of components. A device for determining the position of the first component relative to the second component is disclosed. The first part is movable relative to the second part. The device includes a magnetic position indicator and a magnetic field sensor. The magnetic position indicator is immovably fixed to the first component and contains a plurality of magnetic field sources positioned along the length of the magnetic position indicator. Each magnetic field source in a plurality of magnetic field sources generates a magnetic field with unique magnetic characteristics. The magnetic field sensor is immovably fixed to the second component and is configured to detect the unique magnetic characteristics of the magnetic field generated by a plurality of magnetic field sources of the magnetic position indicator.

【技术实现步骤摘要】
用于确定部件位置的装置、系统和方法
本公开大体上涉及传感器，并且更具体地涉及检测一个部件相对于另一个部件的位置的传感器。
技术介绍
许多常规结构包括部件，其相对于结构的其他部件移动或调整。常常，系统的可移动部件的移动被精确控制。例如，飞行器包括可调空气动力学表面，其被控制以对飞行器的空气动力学产生各种影响。在一些结构中，可移动部件从预期路径的改变能产生非最佳性能。一些飞行器制造商已尝试实施位置传感器以检测何时可调空气动力学表面相对于预期的路径歪斜(skew)。但是，利用这种常规传感器精确检测可调空气动力学表面的歪斜是困难的。
技术实现思路
响应于目前最先进的技术，并且特别地，响应于如在下面更详细地描述的磁位置传感器和相关联的系统的限制，开发了本公开的主题。因此，开发了本公开的主题以提供用于确定第一部件相对于第二部件的位置的装置、系统和方法，其至少克服了一些上面讨论的现有技术的缺点。本文中公开了一种用于确定第一部件相对于第二部件的位置的装置。第一部件相对于第二部件可移动。该装置包含磁位置指示器和磁场传感器。磁位置指示器不可移动地固定到第一部件并且包含沿着磁位置指示器的长度定位的多个磁场源。多个磁场源中的每个磁场源生成具有唯一磁性特征/磁特征(magneticsignature)的磁场。磁场传感器不可移动地固定到第二部件并且经配置以检测由磁位置指示器的多个磁场源生成的磁场的唯一磁特征。本段的前述主题表征本公开的示例1。除非另有说明，如本文中限定的，多个磁场源不一定意为整个组或者一类磁场源中的每个磁场源。相反，多个磁场源可以被限定为少于整个组或者一类磁场源的全部(但至少两个)磁场源。而且，除非另有说明，如本文中限定的，多个特定特征不一定意为整个组或者一类特定特征中的每个特定特征。多个磁场源沿着磁位置指示器的长度被连续定位。本段的前述主题表征本公开的示例2，其中示例2还包括以上根据示例1的主题。多个磁场源中的每个磁场源具有永磁属性，其不同于多个磁场源中的任何其它磁场源。本段的前述主题表征本公开的示例3，其中示例3还包括根据以上示例1或2中的任何一个的主题。多个磁场源中的每个磁场源具有唯一极特性曲线/极点图案(polepattern)，其包含北极区域和南极区域。本段的前述主题表征本公开的示例4，其中示例4还包括根据以上示例1-3中的任何一个的主题。磁场源的北极区域和南极区域的方向沿着磁位置指示器可逆地交替。本段的前述主题表征本公开的示例5，其中示例5还包括根据以上示例4的主题。每个唯一磁特征包含磁场强度、磁场形状、磁场深度或磁场中心地点中的至少一个，磁场强度不同于任何其他唯一磁特征的磁场强度，磁场形状不同于任何其他唯一磁特征的磁场形状，磁场深度不同于任何其他唯一磁特征的磁场深度，磁场中心地点不同于任何其他唯一磁特征的磁场中心地点。本段的前述主题表征本公开的示例6，其中示例6还包括根据以上示例1-5中的任何一个的主题。磁场传感器经配置以使最接近传感器的磁场的唯一磁特征与所有其他磁场的唯一磁特征隔离。本段的前述主题表征本公开的示例7，其中示例7还包括根据以上示例1-6中的任何一个的主题。磁位置指示器包含具有磁特性曲线/磁象/磁性图(magneticpattern)的单个连续磁性材料，磁特性曲线沿着磁位置指示器的长度连续改变，形成在单个连续磁性材料中并且限定多个磁场源。本段的前述主题表征本公开的示例8，其中示例8还包括根据以上示例1-7中的任何一个的主题。磁场传感器具有等于或小于磁场源中的每个的尺寸。第一部件相对于第二部件可移动使得磁场传感器沿着磁位置指示器的长度可移动。本段的前述主题表征本公开的示例9，其中示例9还包括根据以上示例1-8中的任何一个的主题。还公开了一种用于确定第一部件与第二部件之间的位置关系的系统。第一部件相对于第二部件可移动。系统包含第一磁位置指示器、第一磁场传感器和位置模块。第一磁位置指示器以下列方式不可移动地固定到第一部件或第二部件中的一个：在第一部件的第一地点固定到第一部件或在第二部件的第二地点固定到第二部件。第一磁位置指示器包含沿着第一磁位置指示器的长度定位的多个第一磁场源。多个第一磁场源中的每个第一磁场源生成具有第一唯一磁特征的第一磁场。第一磁场传感器以下列方式不可移动地固定到所述第一部件或所述第二部件中的另一个：在第一部件的第一地点固定到第一部件或在第二部件的第二地点固定到第二部件。此外，第一磁场传感器经配置以检测由第一磁位置指示器的多个第一磁场源生成的第一磁场的第一唯一磁特征。位置模块经配置以从第一磁场传感器接收检测到的第一唯一磁特征，并且基于检测到的第一唯一磁特征确定第一部件相对于第二部件的第一位置。本段的前述主题表征本公开的示例10。位置模块进一步经配置以基于检测到的第一唯一磁特征确定第一部件相对于第二部件的第一位置，而不依赖于先前检测到的第一唯一磁特征并且不依赖于第一部件相对于第二部件的已知的运动方向。本段的前述主题表征本公开的示例11，其中示例11还包括根据以上示例10的主题。位置模块存储将第一部件相对于第二部件的多个不同位置中的相应的一个与第一磁场的每个第一唯一磁特征相关联的位置数据。本段的前述主题表征本公开的示例12，其中示例12还包括根据以上示例10或11中的任何一个的主题。系统进一步包含第二磁位置指示器，其以下列方式不可移动地固定到第一部件或第二部件中的一个：在第一部件的第三地点固定到第一部件或在第二部件的第四地点固定到第二部件。第二磁位置指示器包含沿着第二磁位置指示器的长度定位的多个第二磁场源。多个第二磁场源中的每个第二磁场源生成具有第二唯一磁特征的第二磁场。系统还包含第二磁场传感器，其以下列方式不可移动地固定到第一部件或第二部件中的另一个：在第一部件的第三地点固定到第一部件或在第二部件的第四地点固定到第二部件。第二磁场传感器经配置以检测由第二磁位置指示器的多个第二磁场源生成的第二磁场的第二唯一磁特征。位置模块进一步经配置以从第二磁场传感器接收检测到的第二唯一磁特征，并且基于检测到的第二唯一磁特征确定第一部件相对于第二部件的第二位置。本段的前述主题表征本公开的示例13，其中示例13还包括根据以上示例10-12中的任何一个的主题。系统进一步包含方位模块，其基于由位置模块确定的第一位置与第二位置之间的比较确定第一部件相对于第二部件的方向、角运动或歪斜中的至少一个。本段的前述主题表征本公开的示例14，其中示例14还包括根据以上示例13的主题。方位模块进一步经配置以基于由位置模块确定的第一位置与第二位置之间的差异确定第一部件相对于第二部件的方向、角运动或歪斜中的至少一个。本段的前述主题表征本公开的示例15，其中示例15还包括根据以上示例14的主题。系统进一步包含飞行器，其包含第一部件和第二部件。本段的前述主题表征本公开的示例16，其中示例16还包括根据以上示例10-15中的任何一个的主题。本文中另外公开了一种确定第一部件与第二部件之间的位置关系的方法。第一部件相对于第二部件可移动。方法包含在第一地点生成第一磁场和在第二地点生成第二磁场。第一磁场的磁特征不同于第二磁场的磁特征。方法还包括检测第一磁场或第二磁场中的一个的磁特征。方法进一步包括基于第一磁场或第二磁场中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定第一部件(130)相对于第二部件(114)的位置的装置，其中所述第一部件(130)相对于所述第二部件(114)可移动并且所述装置包含：磁位置指示器(144)，其不可移动地固定到所述第一部件(130)并且包含沿着所述磁位置指示器(144)的长度定位的多个磁场源(145A‑O)，其中所述多个磁场源(145A‑O)中的每个磁场源生成具有唯一磁特征的磁场(146)；以及磁场传感器(142)，其不可移动地固定到所述第二部件并且经配置以检测由所述磁位置指示器(144)的所述多个磁场源(145A‑O)生成的磁场的唯一磁特征。

【技术特征摘要】
2017.02.27 US 15/443,9281.一种用于确定第一部件(130)相对于第二部件(114)的位置的装置，其中所述第一部件(130)相对于所述第二部件(114)可移动并且所述装置包含：磁位置指示器(144)，其不可移动地固定到所述第一部件(130)并且包含沿着所述磁位置指示器(144)的长度定位的多个磁场源(145A-O)，其中所述多个磁场源(145A-O)中的每个磁场源生成具有唯一磁特征的磁场(146)；以及磁场传感器(142)，其不可移动地固定到所述第二部件并且经配置以检测由所述磁位置指示器(144)的所述多个磁场源(145A-O)生成的磁场的唯一磁特征。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个磁场源(145A-O)中的每个磁场源具有不同于所述多个磁场源中的任何其他磁场源的永磁属性。3.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其中每个唯一磁特征包含以下中的至少一个：磁场强度，其不同于任何其他唯一磁特征的磁场强度；磁场形状，其不同于任何其他唯一磁特征的磁场形状；磁场深度，其不同于任何其他唯一磁特征的磁场深度；或磁场中心地点，其不同于任何其他唯一磁特征的磁场中心地点。4.一种用于确定第一部件(130)与第二部件(114)之间的位置关系的系统，其中所述第一部件(130)相对于所述第二部件(114)可移动并且所述系统包括：第一磁位置指示器(144A)，其以下列方式不可移动地固定到所述第一部件(130)或所述第二部件(114)中的一个：在所述第一部件(130)的第一地点固定到所述第一部件(130)或在所述第二部件(114)的第二地点固定到所述第二部件(114)，并且其包含沿着所述第一磁位置指示器(144A)的长度定位的多个第一磁场源，其中所述多个第一磁场源中的每个第一磁场源生成具有第一唯一磁特征的第一磁场；第一磁场传感器(142A)，其以下列方式不可移动地固定到所述第一部件(130)或所述第二部件(114)中的另一个：在所述第一部件(130)的所述第一地点固定到所述第一部件(130)或在所述第二部件(114)的所述第二地点固定到所述第二部件(114)，并且其经配置以检测由所述第一磁位置指示器(144A)的所述多个第一磁场源生成的所述第一磁场的所述第一唯一磁特征；以及位置模块(153)，其经配置以从所述第一磁场传感器(142A)接收检测到的第一唯一磁特征，并且基于所述检测到的第一唯一磁特征，确定所述第一部件(130)相对于所述第二部件(114)的第一位置。5.根据权利要求4所述的系统，所述位置模块(153)进一步经配置以基于所述检测到的第一唯一磁特征确定所述第一部件(130)相对于所述第二部件(114)的所述第一位置，而不依赖于先前检测到的第一唯一磁特征并且不依赖于所述第一部件(130)相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·E·诺尔斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US