[發明專利]門的位置的檢測

有效

• 申請號: 201580010589.6
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN106030249B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 烏韋·克勞澤;烏韋·諾爾特;迪爾克·沙伊布納;于爾根·席默爾
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G01D5/16
• 分類號: G01D5/16
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術領域

本發明涉及一種用于檢測能夠經由驅動軸驅動的門的位置的裝置和方法。

背景技術

經由驅動軸自動地驅動的門使用在許多不同的環境中，例如在電梯里、站臺上或者冰柜里。驅動這類門需要門控制系統，其需要門的當前位置的信息。當用于驅動門控制系統的電壓供應中斷時，關于門的當前位置的信息經常也會丟失，此時門在斷電期間例如手動地運動。在這種情況下，例如必須通過門的參考行程來重新設置門的位置檢測。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種用于檢測門的位置的改進的裝置和改進的方法，該門是能夠經由驅動軸驅動的。

根據本發明的用于檢測能夠經由驅動軸驅動的門的位置的裝置包括傳感磁體、旋轉檢測傳感器和評估單元。傳感磁體具有至少兩個不同的磁極并且產生在驅動軸旋轉期間周期性地變化的磁場。旋轉檢測傳感器相對于驅動軸的轉動軸線位置固定地布置，并且為了檢測驅動軸的旋轉和旋轉方向而具有隧道磁阻，隧道磁阻的電阻取決于傳感磁體的磁極的位置。評估單元設計用于通過評估旋轉檢測傳感器的傳感器信號來檢測驅動軸的包括旋轉方向的旋轉，并且用于測定計數值，該計數值被定義為在第一旋轉方向上檢測到的旋轉的次數和在與第一旋轉方向相反的第二旋轉方向上檢測到的旋轉的次數之間的差值。

本發明利用的是，驅動軸的旋轉與門的運動是耦聯的，從而能夠由測定的計數值確定門的位置。使用布置在驅動軸上的傳感磁體和具有隧道磁阻的旋轉檢測傳感器有利地實現了驅動軸的旋轉的不接觸的檢測，隧道磁阻的電阻取決于傳感磁體的磁極的位置。

使用隧道磁阻來檢測傳感磁體的旋轉特別具有的優點是，為此僅需要非常小的功率吸收，從而使得旋轉檢測傳感器在較長時間段內也可以利用能量存儲器來運行，該能量存儲器獨立于門的能量供給裝置。由此能夠在門的能量供給裝置中斷期間可靠地通過這種能量存儲器運行旋轉檢測傳感器和評估單元，從而在中斷期間也能夠檢測到門的位置，并且在中斷結束后不需要門的參考行程來重新設置位置檢測。

本發明的一種設計方案提出，旋轉檢測傳感器具有至少四個隧道磁阻，其電地布置在具有至少兩個分別帶有兩個隧道磁阻的半橋的電阻橋電路中，隧道磁阻還設計用于使得半橋在驅動軸轉動時在半橋的中心抽頭處提供相對彼此相位移動的傳感器信號。

這種電阻橋電路利用的是，隧道磁阻的電阻取決于傳感磁體的位置，并且不僅能夠檢測驅動軸的旋轉還能夠在利用傳感器信號的相位移動的情況下測定旋轉方向。

在此，隧道磁阻優選地設計用于，使得兩個半橋在驅動軸轉動時在半橋的中心抽頭處提供傳感器信號，這些傳感器信號相對彼此相位移動了轉動的周期時長的四分之一。

轉動周期時長的四分之一的相位移動有利地實現了驅動軸的旋轉的旋轉方向在測量技術上特別簡單的和可靠的測定。

本發明的另一種設計方案提出，評估單元設計用于為旋轉檢測傳感器持久地或者周期性地供應傳感器電壓。

由此，旋轉檢測傳感器的能量供給裝置與評估單元耦聯，從而有利地只需要為評估單元供給能量。

本發明的另一種設計方案提出，評估單元具有狀態機，借助于狀態機能夠存儲當前的計數值，并且存儲的計數值在檢測到在第一旋轉方向上的旋轉時能夠增大，并且在檢測到在第二旋轉方向上的旋轉時能夠減小。

由此有利地在每次檢測驅動軸的旋轉時更新該計數值。

本發明的另一種設計方案提出了一種能量存儲器，用于在外部能量供給裝置中斷的情況下為評估單元供給能量。

在外部能量供給裝置中斷的情況下使用能量存儲器為評估單元供給能量具有上面已經提及的優點，即評估單元在外部能量供給裝置中斷期間也能夠運行。

本發明的另一種設計方案提出附加的角度傳感器來檢測傳感磁體的磁極的位置。

由此除了借助于計數值來為驅動軸的旋轉計數以外還可以檢測驅動軸的小于360°的旋轉，從而提高位置檢測的分辨率和準確性。這種設計方案尤其對于要求特別高的定位分辨率的應用場合是有利的，例如在使用直接驅動的情況下。

本發明的另一種設計方案提出具有剛好兩個不同的磁極的傳感磁體，其中，該傳感磁體以如下方式布置在驅動軸處，即使得驅動軸的轉動軸線在兩個磁極之間穿過延伸。

傳感磁體的這種設計和布置方式特別簡單，并且在驅動軸旋轉時有利地導致旋轉檢測傳感器的位置處的磁場強度至少幾乎以正弦的形式變化。