用于往复式直线运动物体的定位装置及定位方法.pdf

本发明公开了一种用于往复式直线运动物体的定位装置，包括两个磁感应传感器和一磁性物，两个磁感应传感器分开装设在运动物体上方同一高度处，磁性物安装于运动物体上，且两个磁感应传感器都位于磁性物随运动物体移动的范围内，以保证两个磁感应传感器在此范围内感应到完整的磁场信号。使用该装置进行定位的方法，根据两个磁感应传感器在运动物体移动时感应到磁性物后所输出的感应信号，将两个感应信号的中点位置为定位基准点，对运动物体定位。采用本发明的方法得到的定位基准点位置不会随外界环境变化而变化，故定位精确度高，可广泛用于作往复式直线运动的物体的定位。

1、  一种用于往复式直线运动物体的定位装置，其特征在于：该装置包括两个磁感应传感器和一磁性物，所述两个磁感应传感器分开装设在运动物体上方同一高度处，所述磁性物安装于所述运动物体上，且两个磁感应传感器都位于所述磁性物随所述运动物体移动的范围内，以保证两个磁感应传感器在此范围内感应到完整的磁场信号。

2、  一种用于往复式直线运动物体的定位方法，其特征在于：其通过两个磁感应传感器和一磁性物来实现，所述磁性物安装于所述运动物体上，所述两个磁感应传感器分开装设在磁性物移动距离上方同一高度处，磁性物随运动物体移动时经过所述两个磁感应传感器下方，所述两个磁感应传感器分别感应到所述磁性物的磁场后输出的感应信号，以两个感应信号的中点位置为定位基准点，对所述运动物体定位。

用于往复式直线运动物体的定位装置及定位方法
技术领域
本发明涉及一种用于往复式直线运动物体的定位装置，特别涉及一种无接触的往复式直线运动物体的定位装置。
背景技术
作往复式直线运动的物体，可以是步进马达的制动杆，也可以是输送带上的传动杆，还可以是气缸的推杆。当在作往复式运动时，操作人员必须知道它的精确运行位置，以便控制它。
目前市场上对作往复式直线运动的物体的定位有多种技术，一种是以光电效应为基础来检测运动中物体的位置。具体实施方法为(见图1)：在作往复式直线运动的物体11上加一标记物12，由外部光源13将光射在该标记物12上，而后再通过固定装设的光传感器14来感知该标记物12的运动位置。当物体11上的标记物12到达光传感器14的位置时，光传感器即感应标记物的到达位置。这类利用光定位的方法存在问题有：因其制备工艺较复杂，维护费用高。另外，光探测器在探测标记物时，因光照有一强度分布范围，故光探测器能感应到的光线也有一定的宽度范围，故定位有偏差。
还有一种是通过单个磁感应传感器来感知磁性物体，具体作法为(见图2)：将磁性物22固定安装在欲测量的往复式直线运动中的物体21上，另在磁性物22正上方装设一磁感应传感器23；当物体21上的磁性物22到达磁感应传感器23的位置时，磁感应传感器即感知该物体的位置。随着物体往复式直线运动次数的增加，物体的摩擦生热使其温度升高，由此带来磁性物体的磁场大小的变化，故其感应到的感应信号漂移而不能准确定位。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供用于往复式直线运动物体的定位装置，该装置定位精度高，且能保证运动物体的安全移动。本发明还要提供一种定位方法。
为解决上述技术问题，本发明的用于往复式直线运动物体的定位装置，包括两个磁感应传感器和一磁性物，两个磁感应传感器分开装设在运动物体上方同一高度处，磁性物安装于运动物体上，且两个磁感应传感器都位于磁性物随运动物体移动的范围内，以保证两个磁感应传感器在此范围内感应到完整的磁场信号。
本发明的定位方法，以两个磁感应传感器所感应到的两个感应信号的间隔的中点或交集区域的中点作为定位基准点。
因本发明中两个磁感应传感器所感应到的感应信号变化是同步的，即同时变宽或变窄，保证了两个感应信号间的中点位置不变，从而避免了原有技术中磁场随温度变化产生的零点漂移现象，保证了零点位置的精确性。而且本发明还可通过运动物体从中间往边缘时运动时磁感应传感器的关闭这一信息来判断改变运动物体的运动方向，以确保物体的安全运行。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是利用光传感器定位运动物体的方法示意图；
图2是利用单个磁感应传感器定位运动物体的方法示意图；
图3是本发明的定位装置示意图；
图4是本发明的定位方法示意图。
具体实施方式
图3显示为本发明的定位装置示意图，包括运动物体31，上设磁性物32，及两个磁感应传感器A和B。图4给出了本发明的运动物体的定位方法，在作往复式直线运动的运动物体31上设一磁性物32，同时在该磁性物32的上方同一高度处分开固定设置两磁感应传感器A和B(可以是现有的任意一种型号)，磁感应传感器A和B的位置设置在磁性物3随运动物体31移动的范围内，且应以能保证在磁性物32随运动物体31的移动范围内能感应到完整的磁场信号为准。根据运动物体31的移动，可出现如图3所述的三种位置：位置1，磁性物32位于磁感应传感器A的正下方，此时磁感应传感器A感应到磁场；位置2，磁性物32位于两磁感应传感器中间，没有感应到磁场；位置3，磁性物32位于磁感应传感器B的正下方，此时磁感应传感器B感应到磁场。磁性物32可以用不干胶粘贴到物体31上，也可以用卡位的方式卡到物体31上。
接下来是根据感应到的感应信号计算定位基准点So。考虑到受外界影响磁性物的磁场变化和感应到的感应信号有一定宽度，半个往复周期可输出的感应信号有两种情况：信号交集和信号不交集。交集情况发生在磁性物的磁场强度较大时，两个磁感应传感器A和B分别感应到的感应信号较宽，两个信号在部分位置重叠，即在某些位置两个磁感应传感器A和B同时感应到磁性物32的磁场，这时定位基准点位置为：So＝(Sa2-Sb1)/2。磁场不交集情况发生在磁性物的磁场强度较小时，两个磁感应传感器A和B分别感应到的感应信号较窄，两个信号相分离，这时定位基准点位置为：So＝(SA2-SB1)/2。需要注意的是，上述两种感应信号情况下，基准点So的位置是固定的，也即磁感应传感器A和B之间的间距的中点位置。通过上述计算出的定位基准点，可以对物体进行精确定位。为了保证定位的准确性，可设置定位基准点定时校对。
本发明的定位方法，可以通过将两个磁感应传感器的位置尽量设置在磁性物移动范围的内边缘，保证磁感应传感器关闭或开启位置在磁性物移动范围的内边缘，通过磁感应传感器的关闭作为判断依据，来改变物体运动方向，因运动物体有一确定的安全运动范围，以保证物体的安全运动。具体实施中，参见图3，当运动物体31从左往右运动时，磁性物32靠近磁感应传感器B的位置，磁感应传感器B开启，即Sb1点或SB1点，因磁场存在一定范围存在，继续运动磁感应传感器将持续开启直到磁场强度低于磁感应传感器B的感应值，磁感应传感器B在Sb2点或SB2点关闭，这时改变运动物体31的运动方向；同样的，运动物体31从右往左运动时，磁感应传感器A在Sa1点或SA1点关闭时，改变运动物体31的运动方向。