移动体系统及移动体的位置检测方法技术方案

本发明专利技术的移动体系统及移动体的位置检测方法，在移动体上设置具有沿移动体移动的方向排列了多个线圈的线圈阵列的检测头。在线圈阵列的两侧设置有虚设线圈，利用虚设线圈之间的输出差识别是以一定的第１间距配置有磁标记的连续区间、还是以比第１间距长的间隔配置有磁标记的离散区间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动体系统，尤其涉及移动体的位置检测。
技术介绍
我们已经知道沿输送车、堆装起重机或者机床的加工头(head)等移动体的移动 方向设置具有由多个线圈构成的线圈阵列的检测头，通过检测设置在地面一侧的磁标记来 求出移动体位置的系统(日本专利文献1 JP2002-337037A)。专利技术者就这样的系统对设置 下述两种区间进行了研究通过以例如与线圈阵列的长度相等的第1间距(pitch)配置磁 标记，由此连续地求出移动体位置的连续区间；以及以比上述第1间距长的间隔配置磁标 记，由此仅在存在磁标记的区间内求出移动体位置的离散区间。并且在检测头的两端设置 霍尔元件等磁传感器，通过检测磁标记来识别是离散区间还是连续区间。由专利技术者的实验得知，当磁标记存在于线圈阵列的中央部附近时，无论是离散区 间还是连续区间，位置的检测结果是相同的，这是因为影响线圈阵列的磁标记只有一个的 缘故。接着能够用霍尔元件简单地识别连续区间中磁标记存在于线圈阵列两端的情况和离 散区间中磁标记只存在于线圈阵列一端的情况。并且由于在这种情况下在离散区间不进行 检测，只在连续区间进行检测，因此不会出现问题。在磁标记位于线圈阵列的一端稍微靠内 侧的情况下，在连续区间，磁标记位于线圈阵列的另一端稍微靠外侧；在离散区间，不存在 该磁标记。在这种状态下，虽然在离散区间还是在连续区间检测结果不同，但用霍尔元件不 能够检测到线圈阵列稍微靠外侧的磁标记，不能够识别是离散区间还是连续区间。因此，为 了进行识别，有必要在线圈阵列延伸方向的两个外侧设置另外的霍尔元件。但是这样在增 加检测头的长度这一点上并不理想，并且在增加检测头零件的数量这一点上并不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术课题就是要用简单的结构识别是离散区间还是连续区间，提 高移动体的位置检测精度。本专利技术为一种移动体系统，在移动体上设置有检测头，该检测头具有沿移动体的 移动方向排列了多个线圈的线圈阵列，通过检测沿移动体的移动路径而设置的磁标记来求 出移动体的位置，其特征在于上述移动路径具有通过以一定的第1间距配置有上述磁标 记来连续地求出移动体位置的连续区间，以及通过以比上述第1间距长的间隔配置有上述 磁标记来仅在磁标记的存在区间求出移动体位置的离散区间；上述检测头在上述线圈阵列 的两侧具有虚设线圈；上述移动体具有利用虚设线圈之间的输出差，来识别是连续区间还 是离散区间的识别单元。本专利技术的移动体位置检测方法，在移动体上设置有检测头，该检测头具有沿移动 体的移动方向排列了多个线圈的线圈阵列，通过检测沿移动体的移动路径而设置的磁标记 来求出移动体的位置，其特征在于，设置有以下步骤在上述移动路径中设置通过以一定的 第1间距配置上述磁标记来连续地求出移动体位置的连续区间，以及通过以比上述第1间距长的间隔配置上述磁标记来仅在存在磁标记的区间求出移动体位置的离散区间的步骤； 在上述线圈阵列的两侧设置虚设线圈的步骤；以及利用虚设线圈之间的输出差来识别是连 续区间还是离散区间的步骤。在本说明书中，有关移动体系统的记载照样适合于移动体的位置检测方法，反之， 有关移动体位置检测方法的记载也照样适合于移动体系统。 虚设线圈为检测来自磁标记的磁场的线圈，对线圈阵列内的端部的线圈还起使周 边磁场的检测条件与线圈阵列内侧的线圈一致的作用。另外，以下假定线圈阵列不包含虚 设线圈。在磁标记位于线圈阵列一端内侧的情况下，连续区间中另外的磁标记位于另一端 的外侧时、与离散区间中另一端不存在磁标记时，另一端设置有虚设线圈的状况就会变得 不同。当检测出这种状况差作为虚设线圈的输出差时，能够识别是离散区间还是连续区间。 并且，虚设线圈只要与线圈阵列相邻配置即可，不需要与线圈阵列之间设置间隙。因此，本 专利技术能够不增加检测头的长度尺寸并且能够简单地识别是连续区间还是离散区间，能够提 高位置检测的精度。识别单元设置在例如检测头内，但在用检测头外部的移动体主体处理 来自线圈阵列的信号的情况下，识别单元也设置在移动体主体上。最好是将上述线圈阵列和上述虚设线圈连接到共同的交流电源上，并且将线圈阵 列的各线圈和虚设线圈沿着共同的磁芯而设置。如果这样，虚设线圈的配设和励磁变得容 易，并且能够容易地取得两侧的虚设线圈的阻抗平衡。最好是使上述虚设线圈的形状与上述线圈阵列的线圈的形状相同。如果这样，虚 设线圈只要将形状与线圈阵列中的其他线圈相同的线圈配置在同一磁芯的两侧就可以，能 够更加简单地设置虚设线圈，而且能够更切实地取得两侧的虚设线圈的阻抗平衡。尤其理想的是将上述两侧的虚设线圈串联连接到交流电源上，并且将两侧的虚设 线圈的中点电位的相位与上述交流电源的相位进行比较，由此识别是连续区间还是离散区 间。如果这样，能够用简单的电路切实地识别是连续区间还是离散区间。附图说明图1为表示实施例移动体系统的线性标尺与地面一侧的磁标记的图；图2为示意地表示离散区间与连续区间内磁标记的配置的图；图3为表示识别是离散区间还是连续区间时的问题点以及实施例的解决原理的 图；图4为表示实施例的虚设线圈和周围线圈的图；图5为实施例的线性标尺(linear scale)的方框图；图6为表示实施例的连续区间与离散区间的指示值之差的特性图；图7为示意地表示励磁信号与虚设线圈的中点信号的相位的图；图8为表示实施例的用虚设线圈识别连续区间与离散区间的结果的特性图。标记说明2.线性标尺；4.线圈阵列；6.磁芯；8、9虚设线圈；10.线圈；12.间距(pitch)； 14.霍尔元件；15.检测头；16.处理电路；18.正弦波电源；20.计数器；22、23、26.磁标记； 24.轭铁；25.永久磁铁；27.磁标记；30.连续区间；31.离散区间；32 35.磁标记；40、 41、54.放大电路；42.相位检测电路；44.偏移修正单元；46、48.修正表；50.开关；51 53.电阻；56.数字晶体管；58.判断单元 具体实施例方式下面说明本专利技术的优选实施例。实施例可以参照该
内众所周知的技术适 当变更，并不限定本专利技术的范围。图1至图8中表示实施例的移动体系统。图中，2为线性标尺，具有沿图中没有表 示的移动体移动方向设置的线圈阵列4 ；6为其磁芯，在其左右两端具有例如一对虚设线圈 8、9 ；虚设线圈8、9也可以左右分别设置各2个以上。并且，10表示属于线圈阵列4的线圈， 例如以4个线圈10为单位作为一个间距(pitch) 12，沿线圈阵列4的长度方向即移动体的 移动方向排列例如10个间距12，作为线圈阵列4。14为霍尔元件，排列在例如线圈阵列4的两端和间距12、12之间的间断处，检测磁 标记22等。由线圈阵列4和虚设线圈8、9、霍尔元件14构成线性标尺2的检测头15，用处 理电路16处理来自检测头15的信号，求出移动体的当前位置。并且，用正弦波电源18给 线圈阵列4的各线圈10以及虚设线圈8、9提供正弦波电流，用计数器(力々 )20产生 正弦波的相位信号《t，并提供给处理电路16和正弦波电源18。沿移动体的移动路径设置磁标记22等，磁标记22等由轭铁24和永久磁铁25构 成，虚设线圈8、9、霍尔元件14和线圈10检测来自磁标记22等的磁场。磁标记22等具有 以与线圈阵列4的全长相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动体系统，在移动体上设置有检测头，该检测头具有沿移动体的移动方向排列了多个线圈的线圈阵列，通过检测沿移动体的移动路径而设置的磁标记来求出移动体的位置，其特征在于：上述移动路径具有通过以一定的第１间距配置有上述磁标记来连续地求出移动体位置的连续区间，以及通过以比上述第１间距长的间隔配置有上述磁标记来仅在磁标记的存在区间求出移动体位置的离散区间；上述检测头在上述线圈阵列的两侧具有虚设线圈；上述移动体具有利用虚设线圈之间的输出差，来识别是连续区间还是离散区间的识别单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清水哲也，
申请(专利权)人：村田机械株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]