[發(fā)明專利]檢測基于移動體的運動產(chǎn)生的位置變化量的方法以及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980010688.2
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN111699365B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 勝又一久;高橋直幸
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社三共制作所
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 肖靖

本發(fā)明提供通過利用傳感器讀取沿著運動的方向配置的多個刻度檢測基于移動體的運動產(chǎn)生的位置變化量的方法。該方法包括獲取將多個刻度中的1個刻度量設(shè)為1個周期的與位置變化量相應(yīng)的偽正弦波信號的步驟；對至少1個刻度的范圍中的偽正弦波信號執(zhí)行傅里葉變換，根據(jù)通過傅里葉變換而得到的各頻率分量的頻譜強度，計算基波分量的信號強度以及至少1個高次諧波分量的信號強度的步驟；通過將至少1個高次諧波分量的信號強度分別除以基波分量的信號強度，計算與至少1個高次諧波分量分別對應(yīng)的增益的步驟；以及通過將偽正弦波信號減去被乘以了對應(yīng)的增益的各高次諧波分量，檢測位置變化量的步驟。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于檢測基于移動體的旋轉(zhuǎn)運動、直線運動等產(chǎn)生的位置變化量的方法、裝置以及程序。

背景技術(shù)

為了檢測基于移動體的旋轉(zhuǎn)運動、直線運動等產(chǎn)生的位置變化量，使用編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver)、感應(yīng)同步器(inductosyn)等位置檢測裝置。該位置檢測裝置具備配置有多個刻度的刻度標(biāo)尺、讀取該多個刻度的傳感器以及將來自傳感器的讀取信息變換為移動體的位置變化量的控制部。刻度標(biāo)尺或者傳感器中的任意一方安裝于移動體。為了以更高分辨率讀取移動體的位置變化，縮窄刻度標(biāo)尺的1個刻度的間隔即可，但刻度例如通過加工而刻畫，所以無法無限變細(xì)。為了更詳細(xì)地測定移動體的位置變化量，有利用控制部對基于傳感器的讀取信息的輸出信號進行數(shù)值運算，細(xì)微地分割1個刻度的方法。位置檢測裝置所使用的傳感器的輸出信號通常為矩形波或者正弦波的形狀，為將1個刻度設(shè)為1個周期360°、相位相差90°的2相的信號的情況較多。在傳感器的輸出信號為正弦波信號的情況下，2相信號成為將1個刻度設(shè)為1個周期的cosθ、sinθ的形狀。作為分割1個刻度的方法，例如可舉出對2相信號進行反正切運算的手法(即，θ＝tan^―1(sinθ/cosθ))。在該手法中，能夠根據(jù)傳感器的輸出信號的振幅的檢測分辨率來提高位置分辨率。但是，在傳感器的輸出信號中，與理想的1個刻度1個周期的正弦波信號不同，包含高次諧波分量的失真，所以不僅與移動體的真正的位置變化量相應(yīng)地、還與高次諧波分量的失真相應(yīng)地包括與實際的位置變化量無關(guān)的量在內(nèi)而測定。即在計算出移動體相對于指令的移動量的理想位置與由位置檢測裝置測定出的測定位置之間的誤差(位置誤差)的情況下，高次諧波分量的影響作為與實際的位置變化量無關(guān)的誤差而呈現(xiàn)。為了測定真正的位置變化量以及位置誤差，需要從傳感器的輸出信號去除高次諧波分量的失真。

根據(jù)這樣的問題，在專利文獻1中公開了檢測相位相差90°的2相正弦波狀信號所包含的3次的高次諧波分量的失真并去除的方法，在專利文獻2中，公開了檢測相位相差90°的2相正弦波狀信號所包含的3次以及5次的高次諧波分量的失真并去除的方法。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-112862號公報

專利文獻2：日本特開2008-304249號公報

發(fā)明內(nèi)容

在專利文獻1、2中，能夠檢測特定的高次諧波分量的失真并去除。但是，在傳感器的輸出信號中，根據(jù)刻度的精度、傳感器的特性、方式等而包含各種高次諧波分量的失真，僅憑能夠檢測特定的高次諧波分量的失真的話，無法針對各種傳感器統(tǒng)一地去除高次諧波分量的失真。例如，傳感器的讀取方式的失真的特性在光學(xué)式和磁式間完全不同，即使是磁式，讀取的刻度的失真的特性在磁化環(huán)和齒輪間也完全不同。另外，在使用將傳感器的輸出信號放大的放大器等設(shè)備的情況下，也產(chǎn)生這些特性所致的高次諧波分量的失真。因而，即使在某種情況下去除了高次諧波分量的失真，也有時在其它情況下無法去除高次諧波分量的失真。

因而，本發(fā)明的目的在于提供為了高精度地檢測基于移動體的旋轉(zhuǎn)運動、直線運動等的位置變化量而在各種情況下都能夠統(tǒng)一地去除高次諧波分量的失真的方法、裝置以及程序。