缸活塞單元和持續(xù)地檢測該單元的缸和活塞之間的相互位置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓或氣動的缸活塞單元，以及一種持續(xù)地檢測該單元的缸和活塞之間相互位置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]至于術(shù)語“在缸和活塞之間的相互位置”在當(dāng)前描述和以下權(quán)利要求中表示，在活塞于相應(yīng)的缸中運動的過程中由活塞相對于自身的基準(zhǔn)(stand-off)位置行進的距離。例如，在具有雙重效應(yīng)的缸活塞單元的情形中，活塞的基準(zhǔn)位置與該活塞立于相對于相應(yīng)缸的兩個缸蓋末端相同距離處的位置重合。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，為了持續(xù)地已知缸及其能在其中平移的相應(yīng)活塞的相互位置，期望獲得位于例如由不銹鋼制造的活塞桿上的參考標(biāo)記。該參考標(biāo)記例如利用激光標(biāo)記技術(shù)在活塞桿的預(yù)定長度段中獲得并且通常既示出標(biāo)記區(qū)域又示出未標(biāo)記區(qū)域。參考標(biāo)記的被標(biāo)記或未被標(biāo)記的這些部段以不同的方式反應(yīng)入射到它們上的光輻射。
[0004]在活塞于缸中運動期間，能通過合適的檢測裝置持續(xù)地檢測參考標(biāo)記的一部分，該檢測裝置通常設(shè)置在缸活塞單元的缸中。參考標(biāo)記的能由檢測裝置持續(xù)地檢測的該部分可與缸和活塞之間的相互位置相關(guān)聯(lián)。
[0005]典型的檢測裝置包括光輻射的發(fā)射器裝置和相應(yīng)的傳感器裝置，該發(fā)射器裝置用于在使用中撞擊活塞桿表面的部段，該傳感器裝置用于檢測從桿表面反射的上述光輻射并且在輸出中發(fā)出合適的輸出信號。
[0006]如上所述，對于參考標(biāo)記在活塞桿上的部段的探測基于入射在桿自身上的光輻射的反射差。從發(fā)射器裝置產(chǎn)生的光輻射實際上幾乎全部從活塞桿的為標(biāo)記表面反射出來，而它們在入射到桿的標(biāo)記表面上時實際上大部分被吸收。結(jié)果是，傳感器裝置的輸出處通常模擬類型的電信號對應(yīng)于所處理的代碼(標(biāo)記)的代碼段而存在，而與可檢測信號相比不同的幅值則對應(yīng)于未經(jīng)受上述處理的桿段。
[0007]傳感器裝置的輸出信號預(yù)期之后由控制和細化數(shù)據(jù)單元持續(xù)地細化，該控制和細化數(shù)據(jù)單元在輸出處發(fā)出與在該時刻缸和活塞之間所獲得的相互位置相關(guān)聯(lián)的指數(shù)。
[0008]在活塞桿上可實現(xiàn)參考標(biāo)記的典型示例在US-6327791中得以教示。在該文獻中，參考標(biāo)記包括針對限定長度段沿著活塞桿獲得的條碼，該條碼代表兩位或更多位長的二進制標(biāo)記?；钊谙鄳?yīng)缸中逐漸地行進時，由檢測裝置在使用中對應(yīng)于它們?yōu)榇怂紤]的一個檢測區(qū)域而可檢測的標(biāo)記段改變，因此導(dǎo)致二進制標(biāo)記各時段是不同的。每個與檢測區(qū)域相對應(yīng)的可檢測二進制代碼與缸和活塞之間的特定位置相關(guān)聯(lián)，因此基于對參考標(biāo)記的部段的讀數(shù)，可獲得在該時刻在缸和活塞之間表示/獲取的相互位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目的在于提供一種設(shè)有交替參考標(biāo)記的缸活塞單元，該缸活塞單元允許持續(xù)地檢測缸和活塞之間的相互位置。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于可獲得一種具有交替參考標(biāo)記的缸活塞單元，該標(biāo)記易于以富競爭力的成本在上述缸活塞單元上制造。
[0011]本發(fā)明的另一目的在于提供一種持續(xù)地檢測缸活塞單元的缸和活塞之間的相互位置的方法，該方法須是精確的、可靠的并且值得信賴。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于可獲得一種持續(xù)地檢測缸活塞單元的缸和活塞之間的相互位置的方法，該方法在實踐上可實施。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種缸活塞單元，包括:
[0014]-至少一個包括管狀本體的缸；
[0015]-至少一個能隨著相應(yīng)桿滑動的活塞，該活塞和桿能縱向地平移到缸的管狀本體中；
[0016]-至少一個參考標(biāo)記，該參考標(biāo)記沿著桿的縱向軸線在桿的表面上延伸至少一個部段；
[0017]-至少一個檢測裝置，該檢測裝置可動地錨定于該管子本體，在使用中朝向桿轉(zhuǎn)動并且用于檢測該至少一個參考標(biāo)記并在輸出中發(fā)出至少一個對應(yīng)的輸出電信號；
[0018]-至少一個檢測區(qū)域，該檢測區(qū)域具有相對于該檢測裝置限定的幅值，從而至少一個參考標(biāo)記可對應(yīng)于該至少一個檢測區(qū)域而被檢測；
[0019]其特征在于，
[0020]-該至少一個參考標(biāo)記包括至少多個相鄰的區(qū)段，這些區(qū)段沿著桿的縱向軸線延伸，且每個區(qū)段用于相同長度的段；
[0021]-每個區(qū)段包括多個光學(xué)對比區(qū)域，每個光學(xué)對比區(qū)域沿著桿的該縱向軸線延伸相應(yīng)的延伸段，以例如使得這些延伸段的延伸總和在每個區(qū)段中小于或等于該參考區(qū)域的上述幅值；
[0022]-這些光學(xué)對比區(qū)域在每個區(qū)段中按照相同順序設(shè)置；以及
[0023]在每個區(qū)段中，至少一個光學(xué)對比區(qū)域示出與其他區(qū)段中的相同延伸段的長度相比至少不同長度的相應(yīng)延伸段，因此每個區(qū)段保持僅僅可由其中所包括的這些光學(xué)對比區(qū)域的這樣的至少一個延伸段的長度限定。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的附加方面，提供一種用于持續(xù)地檢測缸活塞單元的缸和活塞之間的相互位置的方法，該方法包括如下階段:
[0025]-設(shè)置根據(jù)本發(fā)明第一方面的缸活塞單元；
[0026]-激活至少一個檢測裝置；
[0027]-為這些檢測裝置細化輸出中的至少一個電信號；
[0028]-基于該細化發(fā)出指數(shù)，該指數(shù)與在該時刻在該缸和活塞之間表示的相互位置相關(guān)聯(lián)；
[0029]其特征在于，
[0030]該至少一個信號的細化階段包括該光學(xué)對比區(qū)域(或多個)的至少一個延伸段的長度的基于該至少一個信號的測量值變得完全表示在該信號中。
【附圖說明】
[0031]本發(fā)明的其他方法和優(yōu)點將從僅僅作為示例并且并非限制性地在附圖中示出的當(dāng)前較佳的制造示例的以下詳細描述中更佳地呈現(xiàn)，附圖中:
[0032]圖la示出根據(jù)本發(fā)明的缸活塞單元的縱向截面的側(cè)視圖，其中，活塞處于基座位置；
[0033]圖lb示出根據(jù)本發(fā)明的缸活塞單元的縱向截面的側(cè)視圖，其中，活塞處于相對于基座位置的位置P[t];
[0034]圖lc示出圖1的缸活塞單元的檢測裝置的具體放大視圖；
[0035]圖1d是根據(jù)本發(fā)明的缸活塞單元的變型的分解前視圖；
[0036]圖2a示出根據(jù)本發(fā)明的制造用于缸活塞單元的參考編號的第一示例的略放大示意圖；
[0037]圖2b示出根據(jù)本發(fā)明的制造用于缸活塞單元的參考編號的第二示例的放大示意圖；
[0038]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的缸活塞單元的檢測裝置7的變型的略放大示意圖；
[0039]圖4示出從根據(jù)本發(fā)明的缸活塞單元的檢測裝置輸出的電信號的典型趨勢，其中，活塞的桿示出圖2a的參考編號；
[0040]圖5a示出根據(jù)本發(fā)明的持續(xù)地檢測缸和活塞之間的相互位置的方法的流程圖；[0041 ]圖5b是圖5a的方法的其中一個階段的詳細流程圖；以及
[0042]圖5c是圖5a的方法的另一個階段的詳細流程圖。
[0043]在附圖中，等同或類似的零件或部件由相同的附圖標(biāo)記指代。
【具體實施方式】
[0044]現(xiàn)在參照圖la至ld，應(yīng)注意到，根據(jù)本發(fā)明的缸活塞單元總地由附圖標(biāo)記1指代并且其包括缸，該缸通常由較佳地具有圓形截面的管狀本體2構(gòu)成并且在其末端由相應(yīng)的缸蓋壁3和4閉合。在管狀本體2中，活塞5沿著其縱向軸線可平移地安裝并且連接于相應(yīng)的桿5a。在單效應(yīng)活塞的情形中(在附圖中未示出)，桿5a穿過在其中一個缸蓋壁3或4中獲得的相應(yīng)穿通孔從缸離開，而在缸活塞雙效應(yīng)單元的情形中，桿穿過分別設(shè)置在缸蓋壁3和4中的穿通孔3a和4a從缸離開。
[0045]在桿5a上獲得參考標(biāo)記C，該參考標(biāo)記例如通過桿的表面的激光標(biāo)記來實現(xiàn)，并且均圍繞該桿自身并沿縱向方向延伸預(yù)定長度段dC、例如等于24cm。
[0046]更確切地，參照圖2a和2b和3，該參考標(biāo)記C包括多個相鄰區(qū)段S，每個區(qū)段在這些附圖中均以附圖標(biāo)記31(其中，1 = 1，2，3，-_.?指示。參考標(biāo)記(:的區(qū)段51均沿著桿5&的縱向軸線延伸，且每個區(qū)段均延伸相等的長度段dS，例如等于7.5mm。
[0047]每個區(qū)段51再包括兩個或更多個不同的光學(xué)對比區(qū)域(811，^2，813，-_.其中1 =1，….N)，每個光學(xué)對比區(qū)域被或者不被潤色(標(biāo)記)，從而在使用中，該光學(xué)對比區(qū)域以與相同區(qū)段Si中包括的其他光學(xué)對比區(qū)域不同的方式反射入射到其上的可能的光輻射。
[0048]每個區(qū)段Si則可以考慮高、中、低對比區(qū)域或者考慮按照相同順序一個接一個進入每個區(qū)段中的反射區(qū)域(具體參見圖2b)。然后例如，在圖2a和3所示的當(dāng)前較佳的情形中，在代碼C的每個區(qū)段Si中考慮兩個光學(xué)對比區(qū)域，并且更確切地，例如利用激光燒蝕潤色的一個第一光學(xué)對比區(qū)域sil(在上述附圖中以黑色表示)，以及未潤色的第二光學(xué)對比區(qū)域si2(以白色表示)。
[0049]替代地參照示出根據(jù)本發(fā)明的制造參考編號C的第二較佳示例的圖2b，每個區(qū)段Si考慮三個光學(xué)對比區(qū)域sil、si