[發明專利]磁性位置感知裝置與方法

有效

• 申請號: 201811596977.9
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN111351420B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 王裕銘;杜陳忠;陳柏安;張禎元;胡竹生
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種磁性位置感知裝置與方法，其利用感應尺的圖案與激磁元件的相對位置變化產生感應電壓變化，進而以電壓值解析位置的技術手段解析出該激磁元件的位置。

技術領域

本發明有關位置感知技術，尤指一種磁性位置感知裝置與方法。

背景技術

高精度位置檢知元件包括光學尺與磁性尺等，其廣泛應用于精密機械產業(如工具機)以及智慧制造產業(如精密機械手臂)等，其中因應加工設備常需在惡劣環境進行產品加工，磁性尺相較光學尺的抗污染能力好且結構簡單，近年來高階磁性尺研發日益積極，逐漸有取代中階光學尺市場趨勢。

然而，傳統磁性尺遭遇磁極寬度微細化瓶頸，以及電壓相位差解析圖案位置因組裝控制造成檢知穩定度問題，致使一般磁性尺精度不高且穩定性不好，另一方面，充磁耗時問題也使高階磁性尺更不易于長尺寸化(Scale up)。

因此，如何有效改善充磁耗時、安裝精度不易控制以及生產長度受限等問題，實為目前業界所亟待解決的課題之一。

公開內容

為克服現有技術的缺點，本發明提供一種磁性位置感知裝置，包括：一激磁元件，其產生一交變磁場；一感應尺，其形成有圖案，且該圖案與激磁元件的相對位置變化產生感應電壓；以及一位置解析元件，其提取該感應電壓，以依據該感應電壓解析出該激磁元件位于該感應尺上的位置。

本發明還提供一種磁性位置感知方法，包括：于一感應尺上形成圖案；令一激磁元件產生一交變磁場；利用該感應尺的圖案與激磁元件的相對位置變化產生感應電壓；以及利用一位置解析元件提取該感應電壓，并依據該感應電壓解析出該激磁元件位于該感應尺上的位置。

由上述可得知，本發明利用感應尺的圖案與激磁元件的相對位置變化產生感應電壓，進而以電壓值解析位置的技術手段，提高位置檢出精度與穩定度，以及金屬線圖案轉印工藝易于長尺寸化(Scale up)等優點，以解決現有技術采用磁極圖案感知以及電壓相位差解析所遭遇的充磁耗時、安裝精度不易控制以及生產長度受限的問題。

附圖說明

圖1為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的示意圖；

圖2為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的激磁元件的示意圖；

圖3為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的位置解析元件的示意圖；

圖4為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的感應電壓信號處理單元的示意圖；

圖5A為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的感應尺的圖案的示意圖；

圖5B至5C為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的感應電壓進行信號處理的示意圖；

圖5D為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的磁性位置感知圖的示意圖；

圖5E為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的方波圖形與處理電壓的關系的示意圖；

圖5F為本公開的磁性位置感知裝置的第一實施例的處理電壓的轉折處放大的示意圖；

圖6A為本公開的磁性位置感知裝置的第二實施例的感應尺的圖案的示意圖；

圖6B為本公開的磁性位置感知裝置的第二實施例的磁性位置感知圖的示意圖；

圖6C為本公開的磁性位置感知裝置的第二實施例的分析區段的示意圖；

圖7為本公開的磁性位置感知方法的第一實施例的流程示意圖；以及

圖8為本公開的磁性位置感知方法的第一實施例的步驟S74的流程示意圖。

【附圖中本公開實施例主要元件符號說明】