專利名稱：具有雙編碼器的儀器裝備系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域此發(fā)明涉及用于瞄準(zhǔn)儀器的裝備系統(tǒng)，比如望遠(yuǎn)鏡。更獨(dú)特是，此發(fā)明涉及允許馬達(dá)驅(qū)動(dòng)瞄準(zhǔn)和手動(dòng)瞄準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)化的裝備系統(tǒng)。
2、相關(guān)技術(shù)描述一些儀器，比如像望遠(yuǎn)鏡，需要進(jìn)行瞄準(zhǔn)，本發(fā)明的方法對(duì)于自動(dòng)瞄準(zhǔn)的過(guò)程有很多便利的好處。例如，一個(gè)有自動(dòng)瞄準(zhǔn)功能的望遠(yuǎn)鏡按照程序來(lái)對(duì)準(zhǔn)天體目標(biāo)時(shí)，對(duì)于使用者是非常困難的，一個(gè)有自動(dòng)瞄準(zhǔn)功能的望遠(yuǎn)鏡可被設(shè)定程序來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤天體目標(biāo)，這樣的方法可以定時(shí)拍照。
通常像這種自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)根據(jù)觀測(cè)地的地理位置預(yù)先校準(zhǔn)儀器，比如地理經(jīng)度和緯度，然后再瞄準(zhǔn)一個(gè)已知的目標(biāo)，如對(duì)著一個(gè)已知的，容易定位的天體目標(biāo)，比如北極星。一旦此系統(tǒng)已被校準(zhǔn)，對(duì)于此儀器的任何指向都可根據(jù)關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系進(jìn)行校準(zhǔn)。
為了實(shí)現(xiàn)用于參照和測(cè)量的指向關(guān)系，此儀器上被架設(shè)在一個(gè)或多個(gè)相互協(xié)調(diào)的可旋轉(zhuǎn)的軸(“儀器軸”)上，這些系統(tǒng)最基本的是，每個(gè)儀器軸直接都耦合到被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)軸。這種連接通?？恳粋€(gè)減速齒輪組來(lái)實(shí)現(xiàn)，并可允許使用小功率馬達(dá)。一種典型的減速比是100∶1與校準(zhǔn)坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的儀器位置信息可以通過(guò)每個(gè)儀器軸的轉(zhuǎn)動(dòng)函數(shù)來(lái)計(jì)算。用軸編碼器來(lái)測(cè)量軸旋轉(zhuǎn)的技術(shù)是很有名的，比如美國(guó)數(shù)碼公司制造的光電編碼器。11100 NE 34th，北美洲，W/A 98682美國(guó)。
雖然它更多地是自己直接測(cè)量?jī)x器軸的旋轉(zhuǎn)，但是有一個(gè)重要的好處是可以利用直接測(cè)量馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)來(lái)替代。因?yàn)檫@個(gè)馬達(dá)軸和儀器軸通過(guò)一個(gè)減速齒輪箱來(lái)耦合。當(dāng)每個(gè)儀器軸旋轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)與之耦合的這個(gè)馬達(dá)將旋轉(zhuǎn)很多圈，比如100圈。因此當(dāng)編碼器來(lái)測(cè)量馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)時(shí)，在精確度上比測(cè)量?jī)x器軸的旋轉(zhuǎn)要提高很多，兩個(gè)代表性的數(shù)量級(jí)的區(qū)別在于精度上的降低主要來(lái)自于存在減速齒輪箱內(nèi)部的齒隙然而，有些不足的是通過(guò)耦合器連接在馬達(dá)軸上的儀器軸只能在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行瞄準(zhǔn)。為了手動(dòng)瞄準(zhǔn)，如果使用者給儀器手動(dòng)施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使其繞儀器軸轉(zhuǎn)動(dòng)。此轉(zhuǎn)矩將被傳送到齒輪箱和馬達(dá)且可能會(huì)損壞它們。
有一個(gè)方法克服此不足在齒輪箱與儀器軸之間安裝一個(gè)合適的離合器當(dāng)馬達(dá)提供一個(gè)轉(zhuǎn)矩到馬達(dá)軸后，這個(gè)轉(zhuǎn)矩通過(guò)齒輪箱和離合器被傳送到儀器軸；然而，當(dāng)使用者用手施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩到儀器軸時(shí)，此離合器脫離馬達(dá)軸，以防止此轉(zhuǎn)矩傳送到齒輪箱、馬達(dá)軸或馬達(dá)上。
雖然，這離合器功能勝過(guò)用手瞄準(zhǔn)儀器，但它的代價(jià)較大，因?yàn)檫@個(gè)馬達(dá)軸不再直接耦合到此儀器軸，馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的位置也不再準(zhǔn)確的代表這個(gè)儀器軸位置。即是說(shuō)，如一個(gè)使用者用手旋轉(zhuǎn)儀器軸，此時(shí)脫離后的離合器不會(huì)促使馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)，因此這個(gè)馬達(dá)軸也就不會(huì)同儀器軸和儀器保持同步。
按照慣例，在離合器系統(tǒng)里，有三種解決測(cè)量?jī)x器軸位置的方案。第一，將編碼器安裝在用于測(cè)量的儀器軸上。因此，確信方法要以降低精確為代價(jià)，兩種代表性的數(shù)量級(jí)。第二，采用精度更高、更加昂貴的編碼器來(lái)測(cè)量?jī)x器軸的旋轉(zhuǎn)，以確保其準(zhǔn)確性和精度。第三，采用編碼器來(lái)測(cè)量馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)角度，以確保其精度；然而，保證了精確度，當(dāng)每次手動(dòng)給儀器軸施加轉(zhuǎn)矩后，此系統(tǒng)不得不重新校準(zhǔn)，顯然，所有的方案都有一些缺點(diǎn)。
因此，需要更好的方法來(lái)測(cè)量離合器系統(tǒng)里的儀器位置一種方法是利用馬達(dá)軸測(cè)量精度和儀器軸測(cè)量準(zhǔn)確性來(lái)實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明概要此發(fā)明正符合這種需要。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，必須提供一個(gè)用于測(cè)量?jī)x器位置的裝置，該裝置包含一個(gè)能接受來(lái)自馬達(dá)施加轉(zhuǎn)矩的馬達(dá)軸；一個(gè)連接在可旋轉(zhuǎn)儀器上的儀器軸；一個(gè)介于馬達(dá)軸和儀器軸之間的聯(lián)接，此聯(lián)接可以在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式和第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間選擇。如在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸和馬達(dá)軸連接，并在馬達(dá)軸施加的轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)；在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸脫離馬達(dá)軸完全獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；一個(gè)對(duì)應(yīng)于馬達(dá)軸位置并能產(chǎn)生馬達(dá)軸位置信號(hào)(“MSP信號(hào)”)的馬達(dá)軸位置探測(cè)器(“MSP探測(cè)器”)；一個(gè)對(duì)應(yīng)于儀器軸位置并能產(chǎn)生儀器軸位置信號(hào)(“ISP信號(hào)”)的儀器軸位置探測(cè)器(“ISP探測(cè)器”)；一個(gè)能從MSP探測(cè)器上接收MSP信號(hào)和從ISP探測(cè)器接收ISP信號(hào)以及利用MSP信號(hào)和ISP信號(hào)函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的控制器。
這種聯(lián)接包含介于儀器軸和馬達(dá)軸之間的離合器。
在一種執(zhí)行中，MSP探測(cè)器與ISP探測(cè)器同步。例如，MSP探測(cè)器可以同步到ISP探測(cè)器以適應(yīng)ISP信號(hào)。當(dāng)只以馬達(dá)軸位置信號(hào)的函數(shù)代表的儀器位置和只以儀器位置信號(hào)的函數(shù)代表的儀器位置不同時(shí)，MSP探測(cè)器可以同步到ISP探測(cè)器。像這種不同超過(guò)一個(gè)極限最大誤差值。例如，這個(gè)極限最大誤差值等于MSP信號(hào)和ISP信號(hào)不同測(cè)量值的最大差值的絕對(duì)值。
一種執(zhí)行中，測(cè)量?jī)x器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)定義為如果MSP信號(hào)與ISP信號(hào)同步，那么就以MSP信號(hào)代表的值作為函數(shù)的結(jié)果；否則，就以ISP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。
在一種執(zhí)行中，當(dāng)MSP信號(hào)與ISP信號(hào)同步時(shí)，那么MSP信號(hào)代表儀器位置的精度比ISP信號(hào)代表的儀器位置的精度更高。
在一種執(zhí)行中，控制器使MSP探測(cè)器同步。MSP探測(cè)器可包含一個(gè)通過(guò)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)預(yù)先確定的角度并產(chǎn)生方向性馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)的軸編碼器和一個(gè)能接收馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)并能將馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)記錄入MSP信號(hào)的遞增-遞減計(jì)數(shù)器。遞增-遞減計(jì)數(shù)器是一個(gè)可承載的計(jì)數(shù)器，例如，控制器可以通過(guò)給遞增-遞減計(jì)數(shù)器加載一個(gè)用來(lái)替換現(xiàn)有MSP信號(hào)的同步值，并使MSP探測(cè)器同步。同步值可以是一個(gè)ISP信號(hào)的函數(shù)值。
在一種執(zhí)行中，聯(lián)接包含介于馬達(dá)軸和離合器之間并有一個(gè)齒輪速比的齒輪箱。比如被用于同步的ISP信號(hào)的函數(shù)可產(chǎn)生一個(gè)用ISP信號(hào)和齒輪速比的乘積來(lái)代表的同步值。
在一種執(zhí)行中，這也包括一個(gè)與控制器連接的使用者界面，以便接收儀器的位置信息和呈現(xiàn)關(guān)于儀器位置的信息。這也包含一個(gè)給馬達(dá)軸提供轉(zhuǎn)矩和控制器發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的馬達(dá)。控制器可以響應(yīng)從使用者界面接收到的信息產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)和顯示代表儀器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)的結(jié)果依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一個(gè)測(cè)量?jī)x器位置的方法，該方法包括將儀器安裝在可旋轉(zhuǎn)的儀器軸上；將儀器軸連接到可從馬達(dá)上接收轉(zhuǎn)矩的馬達(dá)軸上。例如，在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸和馬達(dá)軸連接在一起，并在馬達(dá)軸輸出的轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)；在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸脫離馬達(dá)軸，并完全獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；根據(jù)馬達(dá)軸的位置產(chǎn)生馬達(dá)位置信號(hào)(“MSP信號(hào)”)和根據(jù)儀器位置產(chǎn)生儀器位置信號(hào)(“ISP信號(hào)”)來(lái)對(duì)應(yīng)儀器軸的位置；并以MSP信號(hào)和ISP信號(hào)作為函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器的位置。
在一種執(zhí)行中，連接包含介于儀器軸和馬達(dá)軸之間的離合器。
在一種執(zhí)行中，更好的方法包括將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。例如，當(dāng)MSP信號(hào)所代表的值和ISP信號(hào)所代表的值不一致時(shí)，執(zhí)行同步操作使MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)，比如當(dāng)與ISP信號(hào)所代表的值的差值超過(guò)一個(gè)極限最大誤差值時(shí)，這個(gè)極限最大誤差值就等于MSP信號(hào)和ISP信號(hào)之間歷來(lái)最大測(cè)量值的差值的絕對(duì)值。。
在一種執(zhí)行中，用來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)，定義為如果MSP信號(hào)和ISP信號(hào)同步，那么就以MSP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果；否則，就以ISP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。
在一種執(zhí)行中，當(dāng)MSP信號(hào)和ISP信號(hào)同步時(shí)，那么MSP信號(hào)所代表的儀器位置的精度比ISP信號(hào)所代表的儀器位置精確更高。
在一種執(zhí)行中，測(cè)量方法包含將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。
在一種執(zhí)行中，產(chǎn)生一個(gè)適合馬達(dá)軸位置的MSP信號(hào)的方法通過(guò)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度，產(chǎn)生一個(gè)具有方向性的馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)；計(jì)算馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)以產(chǎn)生MSP信號(hào)。在這個(gè)執(zhí)行里包含用一個(gè)同步值來(lái)替代計(jì)數(shù)器內(nèi)的MSP信號(hào)，此同步值可以是ISP信號(hào)的函數(shù)。
在一種執(zhí)行中，連接包含在馬達(dá)軸和離合器之間制造一個(gè)機(jī)械變速裝置，這種機(jī)械變速裝置具有一機(jī)械傳動(dòng)比。在這個(gè)執(zhí)行里，計(jì)算馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)信號(hào)以便產(chǎn)生MSP信號(hào)，包括利用ISP信號(hào)與機(jī)械傳動(dòng)比的乘積所代表的值來(lái)重置計(jì)算器。
在一種執(zhí)行中，此方法包括在使用者界面上顯示儀器位置的相關(guān)信息。
在一種執(zhí)行中，這個(gè)方法也包括給馬達(dá)軸提供轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)測(cè)量出來(lái)的儀器的位置來(lái)產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以包括響應(yīng)從使用者界面接收信息所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和解析MSP信號(hào)與代表儀器位置的ISP信號(hào)的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一個(gè)儀器，包括安裝可旋轉(zhuǎn)儀器的方式；安裝馬達(dá)的方式；馬達(dá)安裝的方式意味著傳送來(lái)自馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩；聯(lián)接儀器裝備方式和馬達(dá)裝備方式有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式里，儀器裝備方式和馬達(dá)裝備方式連接并在馬達(dá)裝備方式的轉(zhuǎn)矩傳送霞旋轉(zhuǎn)。在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式里，儀器裝備方式脫離馬達(dá)裝備方式并獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；產(chǎn)生馬達(dá)裝備方式位置信號(hào)(“MMMP信號(hào)”)以對(duì)應(yīng)馬達(dá)裝備方式的位置；產(chǎn)生儀器裝備方式位置信號(hào)(“IMMP信號(hào)”)以對(duì)應(yīng)儀器裝備方式的位置；利用MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器的位置方式。
在一種執(zhí)行中，連接方式包含將馬達(dá)裝備方式耦合到儀器裝備方式。
在一種執(zhí)行中，儀器包括將MMMP信號(hào)同步到IMMP信號(hào)的方法。此同步方法可以被IMMP信號(hào)激活，例如，當(dāng)MMMP信號(hào)所代表的值與IMMP信號(hào)所代表的值不一致，比如超過(guò)一個(gè)極限最大誤差值時(shí)。極限最大誤差值等于在MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)之間不同測(cè)量值的歷來(lái)最大值的差值的絕對(duì)值。
在一種執(zhí)行中，測(cè)量?jī)x器位置的MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)的函數(shù)定義如下如果MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)同步，那么就以MMMP信號(hào)代表的值作為函數(shù)的結(jié)果，否則，就以儀器裝備方式信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。當(dāng)MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)同步時(shí)，那么MMMP信號(hào)所代表的儀器位置的精度比IMMP信號(hào)代表的儀器位置的精確性更高。。
在一種執(zhí)行中，測(cè)量方式包括將MMMP信號(hào)同步到IMMP信號(hào)的方式，對(duì)應(yīng)于馬達(dá)裝備方式的位置產(chǎn)生MMMP信號(hào)的方式包含通過(guò)馬達(dá)裝備方式旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度，產(chǎn)生一個(gè)具有方向性的馬達(dá)裝備方式旋轉(zhuǎn)信號(hào)的方式；計(jì)算馬達(dá)裝備方式旋轉(zhuǎn)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生MMMP信號(hào)的方式。同步MMMP信號(hào)的方式可以包含給計(jì)數(shù)器加載一個(gè)同步值來(lái)替換現(xiàn)有的MMMP信號(hào)，例如，一個(gè)可能的同步值是IMMP信號(hào)函數(shù)的結(jié)果。
在一種執(zhí)行中，此連接方式包括在馬達(dá)裝備方式和離合器方式之間提供一種機(jī)械變速裝置的方式。這個(gè)機(jī)械變速裝置的方式具有一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)比，加載一個(gè)包括用IMMP信號(hào)和齒輪速比乘積所代表的值作為IMMP信號(hào)的函數(shù)值。
在一種執(zhí)行中，儀器包括在一個(gè)使用者界面上顯示關(guān)于儀器位置的信息。
在一種執(zhí)行中，儀器包括給馬達(dá)裝備方式提供一個(gè)轉(zhuǎn)矩以便產(chǎn)生一個(gè)用于測(cè)量方式的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。例如，其中的測(cè)量方式產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以響應(yīng)從使用者界面接收到的信息和MMMP信號(hào)與IMMP信號(hào)的函數(shù)的結(jié)果。
然而根據(jù)本發(fā)明的另一方面，給處理器載體提供一個(gè)計(jì)算機(jī)程序以便根據(jù)儀器軸旋轉(zhuǎn)的大致位置來(lái)測(cè)量?jī)x器的位置。和馬達(dá)軸連接在一起的儀器軸通過(guò)一個(gè)可以從馬達(dá)接收轉(zhuǎn)矩的連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)。如，在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸和馬達(dá)軸連接，并在從馬達(dá)軸接收的轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)。在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸脫離馬達(dá)軸并完全獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。計(jì)算機(jī)程序包含對(duì)應(yīng)于馬達(dá)軸位置產(chǎn)生馬達(dá)軸位置信號(hào)(“MSP信號(hào)”)和對(duì)應(yīng)于儀器軸位置產(chǎn)生儀器軸位置信號(hào)(“ISP信號(hào)”)的程序代碼段，以及根據(jù)MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的程序代碼段。
在一種執(zhí)行中，計(jì)算機(jī)程序包含能直接命令處理器將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)的程序代碼段。例如，當(dāng)MSP信號(hào)所代表的值和ISP信號(hào)所代表的值不同時(shí)，包括這個(gè)不同值超過(guò)極限最大誤差值時(shí)，同步到ISP信號(hào)。這個(gè)極限最大誤差值等于在MSP信號(hào)和ISP信號(hào)之間不同測(cè)量值的最大差值的絕對(duì)值。
在一種執(zhí)行中，MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)定義如下如果MSP信號(hào)和ISP信號(hào)同步，那么就以MSP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果，相反，就以ISP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。
在一種執(zhí)行中，MSP信號(hào)產(chǎn)生的程序代碼段指令處理器通過(guò)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)預(yù)先確定的角度來(lái)產(chǎn)生一個(gè)具有方向性的馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)，并將馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)信號(hào)記錄入計(jì)數(shù)器內(nèi)，生成MSP信號(hào)。
在一種執(zhí)行中，用來(lái)同步的程序代碼段會(huì)指令處理器給計(jì)數(shù)器加載一個(gè)同步值來(lái)替代現(xiàn)有的MSP信號(hào)，例如，加載一個(gè)ISP信號(hào)的函數(shù)值，如，以ISP信號(hào)和介于馬達(dá)軸與儀器軸之間的機(jī)械傳動(dòng)比的乘積所代表的值。
在一種執(zhí)行中，計(jì)算機(jī)程序還包括指令處理器在使用者界面上顯示有關(guān)儀器位置的信息程序代碼段。
在一種執(zhí)行中，計(jì)算機(jī)程序包括指令處理器產(chǎn)生一個(gè)命令馬達(dá)給馬達(dá)軸提供轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)響應(yīng)以MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)值作為儀器位置的測(cè)量值的程序代碼段。驅(qū)動(dòng)信號(hào)程序代碼段可以指令處理器根據(jù)從使用者界面所接收的信息產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并解析代表的儀器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一個(gè)用于測(cè)量裝有可旋轉(zhuǎn)的儀器軸的儀器位置并記錄入載波的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，儀器軸和馬達(dá)軸連接在一起，以接收來(lái)自馬達(dá)軸的轉(zhuǎn)矩。在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸和馬達(dá)軸連接在一起，在來(lái)自馬達(dá)軸的轉(zhuǎn)矩作用下旋轉(zhuǎn)。在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸脫離馬達(dá)軸并完全獨(dú)立自由的旋轉(zhuǎn)。包含指令處理器對(duì)應(yīng)于馬達(dá)軸的位置產(chǎn)生一個(gè)馬達(dá)軸位置信號(hào)(MSP信號(hào))；對(duì)應(yīng)于儀器軸位置產(chǎn)生一個(gè)儀器軸位置信號(hào)(ISP信號(hào))；以及根據(jù)MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)值來(lái)測(cè)量?jī)x器的位置。
在一種執(zhí)行中，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)包含指令MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)的程序代碼段。比如，當(dāng)MSP信號(hào)所代表的值和ISP信號(hào)所代表的值不同時(shí)，包括超過(guò)極限最大誤差值。極限最大誤差值就等于MSP信號(hào)和ISP信號(hào)測(cè)量值的最大差值的絕對(duì)值。
在一種執(zhí)行中，MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)定義如下如果MSP信號(hào)和ISP信號(hào)同步，那么就以MSP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果，否則，就以ISP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。
在一種執(zhí)行中，產(chǎn)生MSP信號(hào)的程序代碼段指令處理器通過(guò)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度，對(duì)應(yīng)于馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)具有方向性的馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)，并將馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)記錄在計(jì)數(shù)器內(nèi)，以產(chǎn)生MSP信號(hào)。
在一種執(zhí)行中，用來(lái)同步的程序代碼段會(huì)指令處理器給計(jì)數(shù)器加載一個(gè)同步值來(lái)替代現(xiàn)有的MSP信號(hào)，例如，加載一個(gè)ISP信號(hào)的函數(shù)值，如，以ISP信號(hào)所代表的值和介于馬達(dá)軸與儀器軸之間的機(jī)械傳動(dòng)比的乘積。
在一種執(zhí)行中，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)包含指令處理器在使用者界面上顯示關(guān)于儀器位置的信息的程序代碼段。
在一種執(zhí)行中，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)包含指令處理器產(chǎn)生一個(gè)命令馬達(dá)給馬達(dá)軸提供轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并對(duì)應(yīng)于由MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的程序代碼段。驅(qū)動(dòng)信號(hào)程序代碼段可以指令處理器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)響應(yīng)從使用者界面接收的信息，并解析代表儀器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)。
此發(fā)明的優(yōu)勢(shì)和其它更多的方面顯然顧及到以下的圖紙，說(shuō)明和權(quán)利要求。
發(fā)明的描述結(jié)合附隨的草圖詳細(xì)的、具體化的描述能更全面的闡述此發(fā)明。圖表中，相似的構(gòu)成和/或特點(diǎn)可以有相同的參考標(biāo)志。相同型號(hào)的各種構(gòu)成可以用以下的在相似構(gòu)成中第二個(gè)明顯的參考標(biāo)志來(lái)區(qū)分。如果在詳細(xì)描述的細(xì)節(jié)段只用第一個(gè)參考標(biāo)志來(lái)識(shí)別，那么在相似構(gòu)成中任何一個(gè)段節(jié)的描述都有與第二個(gè)參考標(biāo)志無(wú)關(guān)的相同第一個(gè)參考標(biāo)志。
1、圖紙的描述

圖1是具有雙編碼器的儀器裝備系統(tǒng)的方塊圖，是目前發(fā)明的第一實(shí)施例；
圖2是具有雙編碼器的儀器裝備系統(tǒng)的方塊圖，是目前發(fā)明的第二實(shí)施例；圖3是信號(hào)時(shí)序圖，代表在同步的條件下本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例的操作圖解；圖4是信號(hào)時(shí)序圖，代表在不同步的條件下本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例的操作圖解；圖5基本的同步過(guò)程流程圖；圖6復(fù)雜的同步過(guò)程流程圖；圖7最簡(jiǎn)單的同步過(guò)程流程圖。
2、典型實(shí)施例的詳細(xì)描述(a)構(gòu)造的詳細(xì)描述該發(fā)明的構(gòu)造將通過(guò)以下圖表和描述更詳細(xì)的闡述。
(i)第一實(shí)施例圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，顯示的帶有兩個(gè)編碼器的儀器裝備系統(tǒng)。大致描述在10中。裝備系統(tǒng)10包括一個(gè)用于接收來(lái)自馬達(dá)M的轉(zhuǎn)矩和從儀器I上接收或提供轉(zhuǎn)矩的儀器軸14。馬達(dá)軸12和儀器軸14通過(guò)齒輪箱16和離合器18相連。基本上離合器18和齒輪箱16形成了介于馬達(dá)軸12和儀器軸14之間聯(lián)接的兩個(gè)部分。該聯(lián)接可以選擇第一和第二種運(yùn)作模式。在第一種運(yùn)作模式中儀器軸14和馬達(dá)軸12相接合并在馬達(dá)軸轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)；在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，儀器軸14脫離馬達(dá)軸12并獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。
馬達(dá)軸12耦合到馬達(dá)軸編碼器20，通過(guò)馬達(dá)軸12旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度并產(chǎn)生一個(gè)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)電子信號(hào)RM，馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)RM的編碼，取決于馬達(dá)軸12的旋轉(zhuǎn)是順時(shí)針還是逆時(shí)針，這樣該信號(hào)就具有方向性。
馬達(dá)軸編碼器20本身比較常見(jiàn)，在這個(gè)實(shí)施例中增加了位置編碼和紅外線傳感器；然而這些熟練的技術(shù)增加了分析選擇力，包括絕對(duì)的位置編碼，磁，電和機(jī)械感應(yīng)。
在這種實(shí)施例里，紅外線感應(yīng)是通過(guò)使用兩種型號(hào)LET-302-M發(fā)光二極管作為紅外線發(fā)送器(無(wú)插圖)和LTR-5576DP1光電晶體管作為紅外線接收器(無(wú)插圖)來(lái)實(shí)施例。所有都出自臺(tái)灣LITE-ON技術(shù)公司，22F，臺(tái)北114，瑞康路392號(hào)。每個(gè)發(fā)光二極管都是通過(guò)光路耦合到光電晶體管，兩個(gè)光路平行，但不一致。每個(gè)光電晶體管響應(yīng)探測(cè)到的來(lái)自于其對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管所輻射的紅外線時(shí)，產(chǎn)生第一個(gè)電信號(hào)；響應(yīng)沒(méi)有探測(cè)到的其對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管所輻射的紅外線時(shí)，產(chǎn)生的第二電信號(hào)2個(gè)光路通過(guò)圓盤相交(無(wú)插圖)，該圓盤和馬達(dá)軸12相連接，同步旋轉(zhuǎn)，這樣圓盤的旋轉(zhuǎn)和馬達(dá)軸12的旋轉(zhuǎn)相似。該圓盤可能不和馬達(dá)軸12直接連接，如圖1，可能通過(guò)減速器和馬達(dá)軸相連接，此時(shí)馬達(dá)軸編碼器齒輪箱21。
該圓盤有透明和不透明兩部分，用于阻隔或傳輸發(fā)自發(fā)光二極管的紅外線輻射到與其對(duì)應(yīng)的光電晶體管。這種狀況下，該圓盤是用戶制作的不透明，透明的部分形成孔狀，以常見(jiàn)模式穿過(guò)圓盤作為角度位置的新增編碼。另外，圓盤的角度運(yùn)動(dòng)方向取決于兩個(gè)光電晶體管的位置，電信號(hào)由一個(gè)光電晶體管產(chǎn)生或二者中的另一個(gè)。
馬達(dá)軸編碼器20可以執(zhí)行測(cè)量出馬達(dá)軸12旋轉(zhuǎn)的角度位置，如果直接耦合到馬達(dá)軸12。例如轉(zhuǎn)動(dòng)2度，那么，通過(guò)10,000∶1的減速器耦合到馬達(dá)軸后轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為0。72弧秒，就像馬達(dá)軸編碼齒輪箱21。這些熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將增加包括一個(gè)在齒輪間存在齒隙所引起的誤差的減速齒輪箱。
馬達(dá)軸編碼器耦合到馬達(dá)軸，并給可加載的遞增-遞減馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22提供一個(gè)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)RM。無(wú)論何時(shí)馬達(dá)軸12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度，馬達(dá)軸編碼器20可增加馬達(dá)軸記數(shù)器22的計(jì)數(shù)；無(wú)論何時(shí)馬達(dá)軸12逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度時(shí)都可降低馬達(dá)軸記數(shù)22的計(jì)數(shù)。
同樣地，儀器軸14耦合到儀器軸編碼器24，該編碼器產(chǎn)生儀器軸旋轉(zhuǎn)電子信號(hào)RI對(duì)應(yīng)于儀器軸14旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度。同樣儀器軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)RI，無(wú)論順時(shí)針旋轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此該旋轉(zhuǎn)信號(hào)RI具有方向性。
儀器軸編碼器24本身比較常見(jiàn)，在此實(shí)施例中，和馬達(dá)軸編碼器20類似。儀器軸編碼器24可以執(zhí)行測(cè)量?jī)x器軸14旋轉(zhuǎn)的角度位置。轉(zhuǎn)動(dòng)的典型角度是2度，那么通過(guò)15∶1的減速器如儀器軸編碼齒輪箱25直接和馬達(dá)軸耦合，儀器軸14轉(zhuǎn)動(dòng)480弧秒。
這些熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將增加包括軸分析選擇力，包括編碼，磁，電和儀器感應(yīng)的絕對(duì)位置。
無(wú)論何時(shí)儀器軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度時(shí)，儀器軸編碼器24給可承載的儀器軸記數(shù)器26增加儀器軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)RI，無(wú)論何時(shí)儀器軸14逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度時(shí)，都會(huì)降低儀器軸記數(shù)器26的信號(hào)RI。
馬達(dá)軸12，儀器軸14，齒輪箱16，離合器18，馬達(dá)軸編碼器20，馬達(dá)軸記數(shù)器22，儀器軸編碼器24，儀器軸計(jì)數(shù)器26形成馬達(dá)M和儀器I的測(cè)量系統(tǒng)28。
裝備系統(tǒng)10包括微型控制器30，作為有名的配置，配有只讀存儲(chǔ)器(ROM32)，隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM 34)，和一套界面端口36，例如系列端口和/或平行端口。此執(zhí)行中PIC16C63A微型控制器30購(gòu)于MICROCHIP技術(shù)有限公司，2355WESTCHANDLER BLVD.，CHANDLER，ARIZONA，USA85224-6199。
ROM32是儲(chǔ)存代碼的載體，該編碼指示微型控制器30提供該發(fā)明的功能和儀器系統(tǒng)的更多功能。RAM34提供可改變的儲(chǔ)存寄存器，并儲(chǔ)存執(zhí)行這種功能的二進(jìn)制操作的結(jié)果。界面端口36使微型控制器30能和馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22，儀器軸計(jì)數(shù)器26，馬達(dá)M，和使用者界面38連接。比如，顯示區(qū)40和鍵區(qū)42。儲(chǔ)存在ROM32里的編碼指示微型控制器30控制馬達(dá)M速度和方向，并通過(guò)使用者界面38，馬達(dá)軸12，儀器軸14的位置提交給處理器。其位置由馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22和儀器軸計(jì)數(shù)器26的狀態(tài)反映出來(lái)。
盡管用插圖來(lái)輕松的解釋系統(tǒng)硬件上馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22和儀器軸計(jì)數(shù)器26的操作，然而對(duì)二者或其中一個(gè)使用軟件或微型控制器30的儲(chǔ)存器技術(shù)的闡述都將增加。
(ii)第二實(shí)施例圖2顯示了具有兩個(gè)編碼器的儀器裝備系統(tǒng)，根據(jù)該發(fā)明的第二實(shí)施例，通常用10’插圖。該系統(tǒng)10’包括連接儀器I’與ALT馬達(dá)MAL之間的高度測(cè)量系統(tǒng)28AZ和連接儀器I’與AZ馬達(dá)MAZ之間的方位角測(cè)量系統(tǒng)28AZ，那些熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員公認(rèn)該發(fā)明同樣適用于其他儀器，如帶有RA軸和DEC軸的赤道儀托架。盡管在第二實(shí)施例中的圖解里顯示的旋轉(zhuǎn)軸是正交的，但該發(fā)明同樣使用于非正交。
該系統(tǒng)10’包括微型控制器30’，該控制器配有只讀存儲(chǔ)器(ROM 32’)，隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM 34’)，和一套界面端口36’，如系列端口和/或平行端口。
ROM32’是儲(chǔ)存編碼的載體，該編碼指示微型控制器30’提供該發(fā)明和更多儀器裝備系統(tǒng)的功能。RAM34’提供可改變的儲(chǔ)存，并儲(chǔ)存執(zhí)行這種功能的二進(jìn)制操作的結(jié)果。界面端口36’能使微型控制器30’和高度測(cè)量系統(tǒng)28AL，方位角測(cè)量系統(tǒng)28AZ，高度馬達(dá)MAL，方位角馬達(dá)MAZ，以及使用者界面38’相互通信，比如，顯示區(qū)40’和鍵區(qū)42’關(guān)聯(lián)操作。通常儲(chǔ)存在ROM32’里的編碼指示微型控制器30’控制高度馬達(dá)MAL，方位角馬達(dá)MAZ的速度和方向，并通過(guò)使用者界面38’和由高度測(cè)量系統(tǒng)28AL、方位測(cè)量系統(tǒng)28AZ來(lái)決定儀器I’的位置并提交給處理器。
以上提到的高度和方位角上的軸僅是用于圖解說(shuō)明目的，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易意識(shí)到可擴(kuò)展到附加或者超出高度和方位角的兩軸以外的其他軸。
(b)典型實(shí)施例的操作參考圖1和圖7，本發(fā)明典型實(shí)施例的操作描述如下(i)第一實(shí)施例(A)校準(zhǔn)從圖1中可以理解，儀器系統(tǒng)10的操作步驟如下，首先是使用者放置儀器裝備系統(tǒng)10，并將儀器I定位在儀器軸14上固緊儀器I，然后通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)儀器軸14來(lái)校準(zhǔn)儀器10，直到儀器系統(tǒng)I對(duì)準(zhǔn)一預(yù)先確定的參考點(diǎn)(比如說(shuō)北極星)就可以了。利用鍵盤42，使用者可以指引控制器30來(lái)開(kāi)始一準(zhǔn)直過(guò)程。在此過(guò)程中，目前所處的位置以及儀器I所指向的向量確定了一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的起始位置。在該校準(zhǔn)過(guò)程中，微型控制器30將重設(shè)馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22和儀器軸計(jì)數(shù)器26，使每個(gè)軸的計(jì)數(shù)器位于其負(fù)荷值的中間。舉例來(lái)說(shuō)，將各自的負(fù)載信號(hào)LM和LI傳遞給計(jì)數(shù)器各自的負(fù)荷終端。在校準(zhǔn)過(guò)程中，控制器30也收到數(shù)據(jù)來(lái)確定儀器I的位置，比如緯度和經(jīng)度坐標(biāo)，舉例來(lái)說(shuō)就像一全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)(并未顯示)所供應(yīng)的輸出值或一用戶通過(guò)鍵盤42自行輸入的值。
(B)一般使用一旦完成了校準(zhǔn)過(guò)程，測(cè)量系統(tǒng)28測(cè)量出儀器I相對(duì)于校準(zhǔn)后的原始坐標(biāo)的位置。當(dāng)儀器軸14旋轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)論是由于手動(dòng)施加到軸上的轉(zhuǎn)矩，或是由于馬達(dá)M通過(guò)馬達(dá)軸12、齒輪箱16和離合器18施加的轉(zhuǎn)矩，每次儀器軸14通過(guò)一預(yù)先確定的角度旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸編碼器24產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)信號(hào)RI，并記錄下這次旋轉(zhuǎn)是順時(shí)針還是逆時(shí)針?lè)较颉?br> 儀器軸編碼器24將儀器軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)RI傳遞給可遞增-遞減的儀器軸計(jì)數(shù)器26，如果儀器軸14是按預(yù)先確定的角度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)就增加儀器軸計(jì)數(shù)器的數(shù)值，而儀器軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)就相應(yīng)的減少儀器軸計(jì)數(shù)器的數(shù)值，并記錄為儀器軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)RI。儀器軸計(jì)數(shù)器26通過(guò)一個(gè)界面端口36將此計(jì)數(shù)以儀器軸位置電子信號(hào)PI的方式提供給微型控制器30。儀器軸位置信號(hào)PI是多位信號(hào)，最低有效位(“LSB”)被指定為PI0。本質(zhì)上，儀器軸編碼器24和儀器軸計(jì)數(shù)器26組合在一起才構(gòu)成儀器軸位置探測(cè)器，并可對(duì)應(yīng)于儀器軸14的位置產(chǎn)生儀器軸位置信號(hào)。
類似的，如馬達(dá)M運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，朝一個(gè)方向以一定的速度旋轉(zhuǎn)，以對(duì)應(yīng)于從微型控制器30發(fā)出來(lái)的一電子驅(qū)動(dòng)信號(hào)D，這就向馬達(dá)軸12施加一轉(zhuǎn)矩，迫使馬達(dá)軸12旋轉(zhuǎn)。每次馬達(dá)軸12旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度時(shí)，馬達(dá)軸編碼器20就產(chǎn)生一馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)電子信號(hào)RM，無(wú)論這樣的旋轉(zhuǎn)是順時(shí)針還是逆時(shí)針，馬達(dá)軸信號(hào)將進(jìn)一步進(jìn)行編碼。
馬達(dá)軸編碼器20將馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)RM提供給可遞增-遞減的馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22，如果馬達(dá)軸12是按照預(yù)先確定的角度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，那么馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22的計(jì)數(shù)就增加；如果馬達(dá)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22的計(jì)數(shù)就是減小，并記錄為馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)RM。馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22通過(guò)界面端口36的其中一個(gè)端口將此計(jì)數(shù)以馬達(dá)軸位置電信號(hào)PM的方式提供給微型控制器30。馬達(dá)軸位置信號(hào)PM是一個(gè)多位信號(hào)，最低有效位(“LSB”)被指定為PM0。本質(zhì)上，馬達(dá)軸編碼器20和馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22組合在一起才構(gòu)成馬達(dá)軸位置探測(cè)器，并可對(duì)應(yīng)馬達(dá)軸12的位置產(chǎn)生一個(gè)馬達(dá)軸位置信號(hào)。
參見(jiàn)圖1和圖3，只要馬達(dá)軸12和儀器軸14通過(guò)離合器18直接連接在一起，當(dāng)每次儀器軸14按預(yù)先確定的角度旋轉(zhuǎn)時(shí)，馬達(dá)軸將按數(shù)倍于預(yù)先確定的角度值進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，數(shù)倍是一常數(shù)，與齒輪速比C的值相同。在這樣的條件下，對(duì)于在儀器軸計(jì)數(shù)器26內(nèi)的LSB PI0的每個(gè)周期，將會(huì)在馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22中存在一相對(duì)應(yīng)的有C倍的LSB PM0周期。因此，各自存儲(chǔ)在儀器軸計(jì)數(shù)器26和馬達(dá)軸計(jì)數(shù)22中對(duì)應(yīng)的值都將準(zhǔn)確的代表儀器軸14(同時(shí)也是儀器I)相對(duì)于校準(zhǔn)后的原始坐標(biāo)值的位置。不過(guò)，儲(chǔ)存在馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22中的計(jì)數(shù)比存儲(chǔ)在儀器軸計(jì)數(shù)器26中的值更精確C倍。
參見(jiàn)圖1和4，一旦馬達(dá)軸12和儀器軸14脫離離合器18不再連接并可自由獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，馬達(dá)軸位置信號(hào)PM將無(wú)法再精確代表儀器I的位置。例如，當(dāng)手動(dòng)給儀器軸14施加轉(zhuǎn)矩使其按預(yù)先確定的角度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，馬達(dá)軸也許會(huì)保持靜止或在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)一個(gè)不同的角度，甚至可能是不同方向。在這種條件下，對(duì)于在儀器軸計(jì)數(shù)器26中的每個(gè)LSB PI0周期，將不會(huì)和在馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22中存在的數(shù)倍于LSB PM0周期相對(duì)應(yīng)，如圖4所示，可能大于馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22內(nèi)LSB PM0的C倍周期，也可以小于C倍周期。
因而微型控制器30可根據(jù)馬達(dá)軸位置信號(hào)PM和儀器軸位置信號(hào)PI的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器I的位置。如果馬達(dá)軸位置信號(hào)Pm和軸位置信號(hào)PI同步，那么這兩個(gè)信號(hào)都是準(zhǔn)確的，微型控制器30可根據(jù)更精確的馬達(dá)軸位置信號(hào)PM來(lái)解析函數(shù)。不過(guò)，馬達(dá)軸位置信號(hào)PM和儀器軸位置信號(hào)PI不同步，那么只有PI是精確的，微型控制器30就以低精度但準(zhǔn)確的儀器位置信號(hào)PI來(lái)解析函數(shù)。
在馬達(dá)軸位置信號(hào)PM不能準(zhǔn)確代表儀器I的位置之后，最好是恢復(fù)原來(lái)的準(zhǔn)確性，只需將馬達(dá)軸位置信號(hào)PM和儀器軸位置信號(hào)PI重新同步即可。這種重新同步是由控制器30根據(jù)儲(chǔ)存在ROM32中的程序代碼的指示進(jìn)行的，參見(jiàn)下面圖5-圖7的圖解，各自代表三種選項(xiàng)，50、50’、50”。
(C)基本的同步過(guò)程參見(jiàn)圖4和圖5，第一程序代碼50可以在現(xiàn)在討論。在第一步52，微型控制器30被儀器軸位置信號(hào)PI的轉(zhuǎn)換而中斷。如圖所示，此轉(zhuǎn)換是儀器軸位置信號(hào)PI的LSB PI0從一低位到高位變遷；不過(guò)，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可能會(huì)意識(shí)到也可以選擇從高位到低位變遷，或是從一種狀況向相反的另一狀況變遷，或是儀器軸位置信號(hào)PI的不同比特?cái)?shù)的變遷。還有一個(gè)選擇方法就是可以通過(guò)儀器軸編碼器24的信號(hào)對(duì)微型控制器30進(jìn)行中斷。
在第二步54中，微型控制器30被指令讀出儀器軸計(jì)數(shù)器26內(nèi)代表儀器軸位置信號(hào)PI的內(nèi)容，而在第三步56中，微型控制器30被指令讀出馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22內(nèi)代表馬達(dá)軸位置信號(hào)PM的內(nèi)容。
在第四步58中，微型控制器30被指令估算出一個(gè)以馬達(dá)軸位置信號(hào)PM代表的值作為減數(shù)，以儀器軸位置信號(hào)PI代表的值和齒輪速比常數(shù)C的乘積作為被減數(shù)的不同值。
如果差值不為零值，那么馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22未與儀器軸計(jì)數(shù)器26同步，因此在第五步60中，微型控制器30被指令發(fā)出一負(fù)荷信號(hào)LM到馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22中，以促成它存儲(chǔ)儀器軸位置信號(hào)PI代表的值和齒輪速比常數(shù)C的乘積。最后，在第六步62中，微型控制器30被指令中斷第一個(gè)程序代碼50的執(zhí)行。
此外，如果在第四步58的估計(jì)的差值為零值，那么馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22與儀器軸計(jì)數(shù)器26同步，因此，微型控制器30立即指令到第六步62來(lái)中斷第一個(gè)程序代碼50的執(zhí)行。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到有不同的變化，修改、增加和減少都可以做到第一步程序代碼50中，而且并不超出該發(fā)明的原理和范疇。例如，如果馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22和儀器軸計(jì)數(shù)器24有著不同的解析度，因此被減數(shù)是儀器軸位置信號(hào)PI代表的值和齒輪速比常數(shù)C以及馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22和儀器軸計(jì)數(shù)器24之間不同解析度的比值的乘積。
(D)復(fù)雜的同步過(guò)程參見(jiàn)圖6，現(xiàn)在討論第二個(gè)程序代碼50’。第二個(gè)程序代碼50’實(shí)現(xiàn)了真實(shí)世界運(yùn)轉(zhuǎn)模式的認(rèn)識(shí)，即這些差值不可能為零值，因此，每次在第一個(gè)程序代碼50執(zhí)行后，馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22可以被同步。這種規(guī)則的同步可能導(dǎo)致一些不利因素，例如當(dāng)馬達(dá)軸計(jì)數(shù)22仍然精確時(shí)的不必要的低精度。
為避免這些可能的不利因素，在第二個(gè)程序代碼50’的第四步58’作了調(diào)整。在調(diào)整過(guò)的第四步58’中，差值的絕對(duì)值和一可接受的極限最大誤差值Emax進(jìn)行比較。
如果差值的絕對(duì)值小于可接受的最大誤差值Emax時(shí)，那么微型控制器30立即執(zhí)行到第六步程序62’并中斷第二個(gè)程序代碼50’的執(zhí)行。因?yàn)轳R達(dá)軸計(jì)數(shù)器22仍與儀器軸計(jì)數(shù)器26保持同步。
如果差值的絕對(duì)值不小于可接受的最大誤差值Emax，那么馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22未與儀器軸計(jì)數(shù)器26同步，所以微型控制器30被指令在第五步60’將馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22重新同步，微型控制器30在執(zhí)行到第六步程序62’之后，中斷第二個(gè)程序代碼50’的執(zhí)行。
在一種執(zhí)行過(guò)程中，可接受的極限最大誤差Emax只是自儀器系統(tǒng)10最后一次校準(zhǔn)后遇到的歷來(lái)最大誤差值。在該次執(zhí)行中，在第五步60’之后，微型控制器30被指令到第七步64’來(lái)設(shè)置可接受的極限最大誤差值Emax，這個(gè)Emax等于重新同步時(shí)觸發(fā)的不同值的絕對(duì)值。
(E)簡(jiǎn)化的同步過(guò)程參見(jiàn)圖7，現(xiàn)在討論第三程序代碼50”。第三個(gè)程序代碼50”以不同的方式針對(duì)實(shí)際操作中差值不可能為零來(lái)進(jìn)行。因此，每次在第一個(gè)程序代碼50執(zhí)行后，馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22可以重新同步。像這種規(guī)則的重新同步，在誤差測(cè)試上幾乎沒(méi)有什么好處，而且這樣的測(cè)試也存在計(jì)算代價(jià)。
為克服這些潛在的不利因素，在第三個(gè)程序代碼50”中的第二步54，54’，第三步56，56’，第四步58，58’和第七步64’均省略，只有第一步52”、第五步60”和第六步62”仍保留。
在第三個(gè)程序代碼50”中，每次微型控制器30在第一步52”被儀器軸位置信號(hào)PI的轉(zhuǎn)換中斷時(shí)，那么在第五步60”時(shí)，微型控制器30被指令發(fā)出一負(fù)荷信號(hào)LM到馬達(dá)軸計(jì)數(shù)器22中，并儲(chǔ)存一個(gè)用儀器軸位置信號(hào)PI代表的值和齒輪速比常數(shù)C的乘積所代表的值。最后，在第六步62”中，微型控制器30被指令中斷第三個(gè)程序代碼50”的執(zhí)行。
(ii)第二實(shí)施例參見(jiàn)圖2到圖6，儀器系統(tǒng)10’的第二個(gè)實(shí)施例中的運(yùn)作模式類似于第一個(gè)實(shí)施例中的儀器系統(tǒng)10，除了在第二個(gè)實(shí)施例中儀器系統(tǒng)10’是被監(jiān)控和控制為多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，比如圖解中的高度和方位角。
(c)簡(jiǎn)要描述從上述實(shí)施例和例子中可以看出，描述出有一方法來(lái)測(cè)量裝在儀器軸上的有離合儀器系統(tǒng)的儀器的位置，儀器軸通過(guò)減速齒輪箱被馬達(dá)軸驅(qū)動(dòng)。儀器的位置是通過(guò)馬達(dá)軸位置和儀器軸的位置得函數(shù)來(lái)測(cè)量的。測(cè)量馬達(dá)軸的位置得精度比測(cè)量?jī)x器軸的位置的精度更高。因?yàn)閮x器系統(tǒng)是離合器系統(tǒng)，因而有必要不時(shí)檢查一下馬達(dá)軸位置的測(cè)量值是否不再準(zhǔn)確的代表儀器位置，在何種情況下馬達(dá)軸位置的測(cè)量值是否與儀器軸位置的測(cè)量值同步。
雖然已對(duì)該發(fā)明的典型實(shí)施例作了描述和圖解，這樣的實(shí)施例應(yīng)僅視為該發(fā)明的舉例說(shuō)明，而并不將此發(fā)明局限于此舉例范圍，以便與該權(quán)利要求的申請(qǐng)相一致。即使那些熟悉技術(shù)的人對(duì)上述舉例進(jìn)行修改，更正，增加和刪減，只要不超出該發(fā)明的原理和范疇，也應(yīng)視為屬于該發(fā)明的訴求申請(qǐng)范圍內(nèi)。
為了簡(jiǎn)化解釋，馬達(dá)軸12的位置已被描述為直接測(cè)量，儀器軸14的位置也被描述為直接測(cè)量或通過(guò)測(cè)量馬達(dá)軸12而間接測(cè)得。不過(guò)，那些對(duì)此技術(shù)熟悉的人也能理解任一個(gè)軸的位置也可以以測(cè)量通過(guò)機(jī)構(gòu)連到軸上的另一部分的方式來(lái)間接測(cè)得，再考慮齒輪速比的因素(C-作為圖解的一個(gè)具體例子)和其它類似的機(jī)械優(yōu)勢(shì)的形式，并認(rèn)為如果該部件與軸脫離后，有必要進(jìn)行重新同步。這樣，任何在此文檔中提及的對(duì)軸位置的測(cè)量可以廣義地視為包括測(cè)量嚙合的部件，至少到軸有一段時(shí)間。
再次為了簡(jiǎn)化解釋，馬達(dá)軸12和儀器軸14被描述成為軸；不過(guò)，在許多應(yīng)用實(shí)例中，如果沒(méi)有超出該發(fā)明的原理和范疇，機(jī)械旋轉(zhuǎn)的其它方式可以被替代。舉例來(lái)說(shuō)，那些對(duì)此技術(shù)熟悉的人也可用耦合器，接頭或插口來(lái)與這樣的軸一起協(xié)作或干脆取代這樣的軸。
雖然圖解說(shuō)明中的儀器系統(tǒng)10，10’都用一個(gè)微型控制器30，30’來(lái)操作，但那些對(duì)此技術(shù)熟悉的人也理解其它形式的控制器也同樣合適。
雖然微型控制器30，30’和使用者界面38，38’也許是有實(shí)線相連，或相互相隔很近，但對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)28，28AL，28AZ，馬達(dá)M，馬達(dá)MAL，馬達(dá)MAZ和儀器I，I’，實(shí)線相連或距離很近并不是必要條件。在一些應(yīng)用實(shí)例中，無(wú)線相連和/或間距遙遠(yuǎn)都是有利的。
雖然本發(fā)明已被描述為典型應(yīng)用在望遠(yuǎn)鏡上，那些對(duì)此技術(shù)熟悉的人也能意識(shí)到它有更廣泛的應(yīng)用，舉例來(lái)說(shuō)，可以配合照相機(jī)，顯微鏡，麥克風(fēng)，天線和其它與指向或瞄準(zhǔn)相關(guān)的儀器和目標(biāo)使用。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的裝置，其特征在于這裝置包含(a)一個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸，用來(lái)接受來(lái)自馬達(dá)的力矩；(b)一個(gè)用于架設(shè)儀器并可旋轉(zhuǎn)的儀器軸；(c)一個(gè)介于馬達(dá)轉(zhuǎn)軸和儀器轉(zhuǎn)軸之間的聯(lián)接，該聯(lián)接可切換第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式和第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式(i)在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，儀器軸與馬達(dá)軸嚙合，并可在來(lái)自馬達(dá)軸施加的轉(zhuǎn)矩作用下而轉(zhuǎn)動(dòng)；(ii)在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，儀器軸脫離馬達(dá)軸，所以儀器軸獨(dú)立于馬達(dá)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；(d)一個(gè)馬達(dá)軸位置探測(cè)器(“MSP探測(cè)器”)，它可以對(duì)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)的角度位置作出反應(yīng)，產(chǎn)生馬達(dá)軸位置信號(hào)(“MSP信號(hào)”)；(e)一個(gè)儀器軸位置探測(cè)器(“ISP探測(cè)器”)，它可以對(duì)儀器軸旋轉(zhuǎn)的角度位置作出反應(yīng)，產(chǎn)生儀器軸位置信號(hào)(“ISP信號(hào)”)；(f)一個(gè)控制器，可以從馬達(dá)軸位置探測(cè)器接收馬達(dá)軸位置信號(hào)，也可從儀器軸位置探測(cè)器上接收儀器軸位置信號(hào)，并用MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其聯(lián)接包含一個(gè)介于儀器軸和馬達(dá)軸之間的離合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于其中的控制器可以將MSP探測(cè)器同步到ISP探測(cè)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于其中的控制器可以對(duì)ISP信號(hào)作出反應(yīng)，將MSP探測(cè)器同步到ISP探測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于其中的控制器在下述情況下可使MSP探測(cè)器同步到ISP探測(cè)器當(dāng)根據(jù)MSP信號(hào)的函數(shù)值計(jì)算出的儀器位置，與根據(jù)ISP信號(hào)的函數(shù)值計(jì)算出的儀器位置不同時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于在根據(jù)MSP信號(hào)的函數(shù)值計(jì)算出的儀器位置與根據(jù)ISP信號(hào)的函數(shù)值計(jì)算出的儀器位置的差值超過(guò)一個(gè)極限最大誤差值時(shí)，控制器可使MSP探測(cè)器同步到ISP探測(cè)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于其中提到的極限最大誤差值等于MSP信號(hào)與ISP信號(hào)之間測(cè)量值的最大差值的絕對(duì)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于在其中的控制器內(nèi)，用來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的MSP信號(hào)與ISP信號(hào)的函數(shù)定義如下如果MSP信號(hào)與ISP信號(hào)同步，則以MSP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果，否則，就以ISP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于當(dāng)MSP信號(hào)與ISP信號(hào)同步時(shí)，MSP信號(hào)所代表的儀器位置比ISP信號(hào)所代表的儀器位置更精確。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于其中的控制器可操作用來(lái)同步MSP探測(cè)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于其中的MSP探測(cè)器包含(a)一個(gè)軸編碼器，可以通過(guò)馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)先確定的角度作出反應(yīng)，產(chǎn)生具有方向性的馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)；(b)一個(gè)耦合到軸編碼器上，用來(lái)接收馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)的遞增-遞減計(jì)數(shù)器，并將馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)記錄入MSP信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于其中(a)遞增-遞減計(jì)數(shù)器是一個(gè)可承載的計(jì)數(shù)器；(b)控制器可同步MSP探測(cè)器，并將一個(gè)同步值載入遞增-遞減計(jì)數(shù)器，來(lái)替換現(xiàn)有的MSP信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于其同步值是ISP信號(hào)的函數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于其中的聯(lián)接包含連接在馬達(dá)軸和離合器之間的具一個(gè)齒數(shù)速比的齒輪箱。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于其中的ISP信號(hào)的函數(shù)是ISP信號(hào)所代表的值和齒輪速比的乘積。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于包含一個(gè)連接到控制器的使用者界面，以接收儀器位置的相關(guān)信息，并可操作，在界面上顯示儀器位置的相關(guān)信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于包含一個(gè)給馬達(dá)軸提供轉(zhuǎn)矩的馬達(dá)，并根據(jù)控制器的操作產(chǎn)生一個(gè)提供轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于其中的控制器會(huì)根據(jù)從使用者界面接收的信息和代表儀器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)的結(jié)果來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
19.一種測(cè)量?jī)x器位置的方法，其特征在于包含(a)將儀器架設(shè)在儀器軸上以便旋轉(zhuǎn)；(b)將儀器軸和馬達(dá)軸連接，以便接受來(lái)自馬達(dá)施加的轉(zhuǎn)矩，從而帶動(dòng)儀器軸的旋轉(zhuǎn)，其中(i)在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式時(shí)，儀器軸和馬達(dá)軸嚙合，并在馬達(dá)軸轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)下而轉(zhuǎn)動(dòng)；(ii)在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式時(shí)，儀器軸脫離馬達(dá)軸，并獨(dú)立于馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；(d)對(duì)應(yīng)馬達(dá)軸的位置，產(chǎn)生馬達(dá)軸位置信號(hào)(“MSP信號(hào)”)；(e)對(duì)應(yīng)儀器軸的位置，產(chǎn)生儀器軸位置信號(hào)(“ISP信號(hào)”)；(f)根據(jù)MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于其中的連接包含耦合在儀器軸與馬達(dá)軸之間的離合器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于包含將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于可依據(jù)ISP信號(hào)來(lái)執(zhí)行“MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)”的同步操作。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于當(dāng)MSP信號(hào)代表的值與ISP信號(hào)代表的值不同時(shí)，會(huì)執(zhí)行“MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)”的同步操作。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于當(dāng)根據(jù)MSP信號(hào)代表的值和ISP信號(hào)代表的值的差值超過(guò)一個(gè)極限最大誤差值時(shí)，會(huì)執(zhí)行“MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)”的同步操作。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于其中的極限最大誤差值等于MSP信號(hào)和ISP信號(hào)之間測(cè)量值的最大差值的絕對(duì)值。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于其中用于測(cè)量?jī)x器位置的MSP信號(hào)與ISP信號(hào)的函數(shù)定義如下如果MSP信號(hào)與ISP信號(hào)同步，那么就以MSP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果，否則就以ISP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于當(dāng)MSP信號(hào)和ISP信號(hào)同步時(shí)，MSP信號(hào)所代表的儀器位置比ISP信號(hào)所代表的儀器位置更精確。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于測(cè)量包含將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于其中根據(jù)馬達(dá)軸的位置產(chǎn)生一個(gè)MSP信號(hào)包括(a)通過(guò)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度，產(chǎn)生一個(gè)有方向性的馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)；(b)對(duì)馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并產(chǎn)生MSP信號(hào)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于同步MSP信號(hào)包括用一個(gè)同步值來(lái)重置計(jì)數(shù)器。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于包含用ISP信號(hào)的函數(shù)值作為同步值來(lái)重置計(jì)數(shù)器。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于其中連接包括在離合器和馬達(dá)軸間設(shè)置一機(jī)械變速裝置，此機(jī)械變速裝置具有一機(jī)械傳動(dòng)比。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于包含用ISP信號(hào)和機(jī)械傳動(dòng)比的乘積所代表的值來(lái)重置計(jì)數(shù)器。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于包含在使用者界面上顯示儀器位置的相關(guān)信息。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于包含利用MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器的位置從而產(chǎn)生一個(gè)給馬達(dá)軸提供轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于其中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)包含從使用者界面接收信息來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并解析代表儀器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)。
37.一個(gè)用來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的裝置，其特征在于包含(a)架設(shè)用于旋轉(zhuǎn)的儀器的方式；(b)裝備馬達(dá)的方式，此馬達(dá)裝備方式用來(lái)從馬達(dá)上傳送力矩；(c)連接儀器裝備方式到馬達(dá)裝備方式，此種連接包含第一和第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式(i)在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，儀器裝備方式和馬達(dá)裝備方式嚙合，并在來(lái)自馬達(dá)裝備方式的力矩的作用下而旋轉(zhuǎn)；(ii)在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，儀器裝備方式脫離馬達(dá)裝備方式，并且獨(dú)立于馬達(dá)裝備方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；(d)對(duì)應(yīng)于馬達(dá)裝備方式的位置，產(chǎn)生一個(gè)馬達(dá)裝備方式位置信號(hào)(“MMMP信號(hào))；(e)對(duì)應(yīng)于儀器裝備方式的位置，產(chǎn)生一個(gè)儀器裝備方式的位置信號(hào)(“IMMP信號(hào)”)；(f)根據(jù)MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的方式。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其特征在于其中的連接方式包含將馬達(dá)裝備方式耦合到儀器裝備方式。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置，其特征在于包含將MMMP信號(hào)同步到IMMP信號(hào)的方式。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于同步方式對(duì)應(yīng)于IMMP信號(hào)被激活。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于其中的同步方式在MMMP信號(hào)所代表的值和IMMP所代表的值不同時(shí)被激活。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的裝置，其特征在于其中的同步方式在MMMP信號(hào)所代表的值和IMMP信號(hào)所代表的值的差值超過(guò)一個(gè)極限最大誤差值時(shí)被激活。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于其中的極限最大誤差值等于MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)不同測(cè)量值的最大差值的絕對(duì)值。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于其中用來(lái)測(cè)量?jī)x器位置的與MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)有關(guān)的函數(shù)定義如下當(dāng)MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)同步時(shí)，則以MMMP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)運(yùn)算的結(jié)果；否則，就以儀器裝備方式信號(hào)所代表的值作為函數(shù)運(yùn)算的結(jié)果。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其特征在于當(dāng)MMMP信號(hào)和IMMP信號(hào)同步時(shí)，那么以MMMP信號(hào)所代表的儀器位置比用IMMP信號(hào)代表的儀器位置的精度更高。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其特征在于其中的測(cè)量方式包含將MMMP信號(hào)同步到IMMP信號(hào)的方式。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于其中對(duì)應(yīng)于馬達(dá)裝備方式的位置產(chǎn)生的MMMP信號(hào)的方式包含(a)對(duì)應(yīng)于馬達(dá)裝備方式通過(guò)旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度來(lái)產(chǎn)生一個(gè)具有方向性的馬達(dá)裝備方式旋轉(zhuǎn)信號(hào)的方式；(b)計(jì)算馬達(dá)裝備方式旋轉(zhuǎn)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生MMMP信號(hào)的方式。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的裝置，其特征在于同步MMMP信號(hào)的方式包含將一個(gè)同步值載入計(jì)數(shù)器來(lái)替換現(xiàn)有的MMMP信號(hào)。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其特征在于載入同步值的方式包含載入一個(gè)IMMP信號(hào)的函數(shù)值的方式。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其特征在于其中的連接方式包含在馬達(dá)裝備方式和離合器之間提供一種機(jī)械變速裝置的方式，這種機(jī)械變速裝置有一機(jī)械速比。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的裝置，其特征在于其中載入一個(gè)IMMP信號(hào)的函數(shù)值方式，包含載入一個(gè)IMMP信號(hào)所代表的值與齒輪速比乘積的方式。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其特征在于包含在使用者界面顯示關(guān)于儀器位置的信息的方式。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的裝置，其特征在于包含根據(jù)測(cè)量方式產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)對(duì)馬達(dá)裝備方式提供轉(zhuǎn)矩的方式。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的裝置，其特征在于其中的測(cè)量方式產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以響應(yīng)從使用者界面上接收到的信息和MMMP信號(hào)與IMMP信號(hào)函數(shù)的結(jié)果。
55.一個(gè)載入易讀取處理器載體內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于用來(lái)測(cè)量架設(shè)在儀器軸上的儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)位置；儀器軸被連結(jié)到馬達(dá)軸，以便從馬達(dá)接受轉(zhuǎn)矩；在第一種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，儀器軸和馬達(dá)軸嚙合，所以儀器軸和儀器會(huì)隨著來(lái)自馬達(dá)軸轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，儀器軸脫離馬達(dá)軸并獨(dú)立于馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼段，用來(lái)指令處理器執(zhí)行以下工作(a)對(duì)應(yīng)馬達(dá)軸的角度位置產(chǎn)生馬達(dá)軸位置信號(hào)(“MSP信號(hào)”)；(b)對(duì)應(yīng)儀器軸的角度位置產(chǎn)生儀器軸位置信號(hào)(“ISP信號(hào)”)；(c)利用MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)x器的角度位置。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于包含指令處理器將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)的程序代碼段。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于其中用來(lái)同步的程序代碼段指令處理器對(duì)應(yīng)于ISP信號(hào)將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。
58.根據(jù)權(quán)利要求56所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于當(dāng)MSP信號(hào)所代表的值與ISP信號(hào)所代表的值有所不同時(shí)，其中的同步的程序代碼段指令處理器將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于當(dāng)MSP信號(hào)所代表的值與ISP信號(hào)所代表的值的差值超過(guò)極限最大誤差值時(shí)，其中用來(lái)同步的程序代碼段會(huì)指令處理器將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于其中的極限最大誤差值等于MSP信號(hào)與ISP信號(hào)之間測(cè)量值的最大差值的絕對(duì)值。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于在用來(lái)測(cè)量的程序代碼段中，MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)定義如下如果MSP信號(hào)與ISP信號(hào)同步，則將MSP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果；否則，就以ISP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于其中產(chǎn)生MSP信號(hào)的程序代碼段將指令處理器執(zhí)行以下工作(a)通過(guò)旋轉(zhuǎn)預(yù)先確定的角度，對(duì)應(yīng)于馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)具有方向性的馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)；(b)將馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)信號(hào)記錄在一個(gè)計(jì)數(shù)器中，以產(chǎn)生MSP信號(hào)。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于其中用來(lái)同步的程序代碼段將指令處理器將一同步值載入計(jì)數(shù)器，以替換現(xiàn)有的MSP信號(hào)。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于其中用來(lái)同步的程序代碼段指令處理器載入ISP信號(hào)的函數(shù)值。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于其中用來(lái)載入的數(shù)據(jù)的程序代碼段指令處理器載入一個(gè)ISP信號(hào)所代表的值和在馬達(dá)軸與儀器軸之間的機(jī)械傳動(dòng)比的乘積。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于包含指令處理器在使用者界面上顯示關(guān)于儀器位置的信息的程序代碼段。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于包含根據(jù)MSP信號(hào)和ISP信號(hào)函數(shù)所代表的儀器位置的測(cè)量值來(lái)指令處理器產(chǎn)生一個(gè)命令馬達(dá)給馬達(dá)軸提供轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的程序代碼段。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于其中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的程序代碼段指令處理器產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)于從使用者界面接收到的信息，并解析代表儀器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)。
69.一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)體現(xiàn)于一個(gè)用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)儀器軸上位置的載波信號(hào)；此儀器軸被連接到馬達(dá)軸以適應(yīng)接收從馬達(dá)軸傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩；在第一種運(yùn)作模式，儀器軸和馬達(dá)軸嚙合，以接收馬達(dá)軸傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩并帶動(dòng)儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)；第二種運(yùn)作模式是儀器軸脫離馬達(dá)軸，并獨(dú)立于馬達(dá)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；包含程序代碼段指令處理器執(zhí)行(a)對(duì)應(yīng)于馬達(dá)軸位置產(chǎn)生馬達(dá)軸位置信號(hào)(“MSP信號(hào)”)；(b)對(duì)應(yīng)于儀器軸位置產(chǎn)生儀器軸位置信號(hào)(“ISP信號(hào)”)；(c)以MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)值來(lái)測(cè)量?jī)x器的位置。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于包含指令處理器將MSP信號(hào)和ISP信號(hào)同步的程序代碼段。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于其中的同步程序代碼段指令處理器將MSP信號(hào)和ISP信號(hào)進(jìn)行同步，以對(duì)應(yīng)ISP信號(hào)。
72.根據(jù)權(quán)利要求70所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于當(dāng)MSP信號(hào)所代表的值和ISP信號(hào)所代表的值不同時(shí)，其中的同步程序代碼段指令處理器將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。
73.根據(jù)權(quán)利要求72所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于當(dāng)MSP信號(hào)所代表的值和ISP信號(hào)所代表的值的差值超過(guò)一個(gè)極限最大誤差值時(shí)，其中的同步程序代碼段指令處理器將MSP信號(hào)同步到ISP信號(hào)。
74.根據(jù)權(quán)利要求72所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于其中的極限最大誤差值等于MSP信號(hào)和ISP信號(hào)之間測(cè)量值的最大差值的絕對(duì)值。
75.根據(jù)權(quán)利要求73所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于在用于測(cè)量的程序代碼段中；MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)定義如下如果MSP信號(hào)和ISP信號(hào)同步，那么就以MSP信號(hào)所代表值作為函數(shù)的結(jié)果。否則，就以ISP信號(hào)所代表的值作為函數(shù)的結(jié)果。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于其中有產(chǎn)生MSP信號(hào)的程序代碼段指令處理器執(zhí)行以下操作(a)對(duì)應(yīng)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)先確定的角度來(lái)產(chǎn)生一個(gè)有方向性的馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)；(b)在一個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)記錄馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)，并產(chǎn)生MSP信號(hào)。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于其中的用來(lái)同步的程序代碼段指令處理器在一個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)載入一個(gè)同步值來(lái)替換現(xiàn)有的MSP信號(hào)。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于其中的載入同步值的程序代碼段指令處理器載入一個(gè)ISP信號(hào)的函數(shù)值。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于其中載入同步值的程序代碼段指令處理器載入一個(gè)數(shù)值為ISP信號(hào)和介于馬達(dá)軸與儀器軸之間的機(jī)械傳動(dòng)比的乘積。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于其中的程序代碼段指令處理器在一個(gè)使用者界面上顯示的儀器位置的相關(guān)信息。
81.根據(jù)權(quán)利要求80所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于包含指令處理器產(chǎn)生一個(gè)命令馬達(dá)對(duì)馬達(dá)軸施加轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的程序代碼段，以對(duì)應(yīng)于以MSP信號(hào)和ISP信號(hào)的函數(shù)測(cè)量的儀器位置的測(cè)量值。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于其中驅(qū)動(dòng)信號(hào)的程序代碼段指令處理器對(duì)應(yīng)于從使用者界面接收的信息以及由代表儀器位置的MSP信號(hào)和ISP信號(hào)函數(shù)值來(lái)產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在一個(gè)離合裝備系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x器位置的方法，該儀器架設(shè)在儀器軸上。儀器軸通過(guò)一個(gè)減速齒輪箱被馬達(dá)軸驅(qū)動(dòng)。儀器的位置是根據(jù)馬達(dá)軸的位置和儀器軸的位置的函數(shù)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，馬達(dá)軸位置的測(cè)量值比儀器軸位置的測(cè)量值的精度更高。因?yàn)檠b備系統(tǒng)是可以離合的，當(dāng)馬達(dá)軸位置的測(cè)量值不再準(zhǔn)確的代表儀器的位置時(shí)，系統(tǒng)有必要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。在這種情況下，馬達(dá)軸位置的測(cè)量值將被同步到儀器軸位置的測(cè)量值。
文檔編號(hào)G01D11/00GK101076706SQ200580034756
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月19日
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