專利名稱：“位置數(shù)和”等分定位裝置的組合使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多個＂位置數(shù)和＂等分定位裝置的組合使用方法。
已有的一個＂位置數(shù)和＂等分定位裝置對任意封閉路程進(jìn)行n等分(n為大于1的有限自然數(shù))，要求有n個感受器和n個感受目標(biāo)，當(dāng)n數(shù)目很大時，就需要很多個感受器和感受目標(biāo)，這不僅造成等分定位裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且很可能由于感受器和感受目標(biāo)自身結(jié)構(gòu)的限制根本無法實現(xiàn)。對于封閉路程的特例圓周來說，目前現(xiàn)有技術(shù)中，有多種圓分度裝置(如刻度盤，圓光柵，圓感應(yīng)同步器，圓磁柵等)可實現(xiàn)對圓周的等分，但都是采用一個感受器分別去感測數(shù)目很多的各感受目標(biāo)，并只以一個感受目標(biāo)對應(yīng)的感受器輸出值確定等分點的位置，其等分精度的提高主要取決于圓周上各感受目標(biāo)等分位置的精度(感受器精度對等分精度的影響相對很小)，由于確保圓周上每個感受目標(biāo)等分位置的高精度難度很大，因而這些分度裝置工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，往往對環(huán)境要求苛刻且造價高。
本發(fā)明的目的是提供一種多個＂位置數(shù)和＂子裝置的組合及其用于實現(xiàn)封閉路程等分定位的方法。該方法既保持了＂位置數(shù)和＂等分定位裝置所能達(dá)到的高精度，又能只用較少的感受器和感受目標(biāo)實現(xiàn)通常要更多感受器和感受目標(biāo)才能實現(xiàn)的等分定位數(shù)。
本發(fā)明的組合方式，可為分層組合方式，也可為不分層組合方式，還可為分層與不分層混合的組合方式。無論哪種組合方式，若T(T為大于1的有限自然數(shù))個＂位置數(shù)和＂子裝置進(jìn)行組合，且每個子裝置可分別對封閉路程進(jìn)行K1，…，Kt數(shù)目的理論上無誤差的等分定位，則組合裝置可對封閉路程進(jìn)行K1，…，Kt之最小公倍數(shù)的等分定位。
對于分層組合來說，T個＂位置數(shù)和＂子裝置進(jìn)行組合，每一個子裝置都有相對的運動和靜止兩部分，分別包含感受目標(biāo)和感受器；若包含感受器(或感受目標(biāo))的部分為相對靜止部分，則另一部分為相對運動部分。其組合關(guān)系為實現(xiàn)K1等分定位數(shù)目子裝置中的相對靜止部分安裝于K2的相對運動部分上，K2的相對靜止部分安裝于K3的相對運動部分上，依此類推，直至Kt的相對靜止部分相對封閉路程固定安裝。相對靜止部分安裝于相對運動部分上的方位無嚴(yán)格要求，以不影響各子裝置的正?；プ鳛樵瓌t。等分定位時，各子裝置可按一定順序運動，也可同時運動，但各子裝置在完成各自所需的等分定位后，其相對的靜止和運動兩部分相對固定不動；最終可以用
個感受器和感受目標(biāo)實現(xiàn)對封閉路程K1，K2，…，Kt之最小公倍數(shù)的等分定位。若K1，…，Kt中任2個數(shù)間除1外無公約數(shù)，則可實現(xiàn)對封閉路程
數(shù)目的等分定位。由于一個＂位置數(shù)和＂等分定位裝置等分定位的調(diào)整量ΔL＝(Mj-M0)/n(n為此裝置的等分?jǐn)?shù))，其調(diào)整范圍為W≥Rmin-|Δfmax|-|Δgmax|；其中Rmin為該＂位置數(shù)和＂等分定位裝置中各感受器在封閉路程上量程的最小值，Δfmax為任意2個感受器在封閉路程上的量程位置點間路程的最大間隔誤差；Δgmax為任意2個感受目標(biāo)位置點間路程的最大間隔誤差；若組合裝置中各子裝置ΔL的調(diào)整范圍分別為W1，W2，…，Wt，則當(dāng)
時，可通過一個或多個子裝置，用各自相應(yīng)的ΔLi＝(Mj-M0)/Ki(其中i＝1，2，…，t)調(diào)整量公式對封閉路程進(jìn)行全程連續(xù)等分定位。
采用不分層方式組合，即把進(jìn)行組合的各子裝置的感受目標(biāo)安裝于在封閉路程上運動的同一物體上，可用更少的感受器(或感受目標(biāo))實現(xiàn)不組合時需更多的感受器和感受目標(biāo)才能實現(xiàn)的等分定位數(shù)。
仍設(shè)組合數(shù)為T，各子裝置可分別對封閉路程進(jìn)行K1，K2，…，Kt數(shù)目的等分定位；各子裝置的感受目標(biāo)安裝于在封閉路程上運動的同一物體上，其位置點要求各自分別均布于封閉路程上；而各子裝置的感受器安裝于路程附近，且相對封閉路程固定不動，其在封閉路程上的量程的位置點也要求各自分別均布于封閉路程之上，各感受器和感受目標(biāo)的安裝要求，與單個＂位置數(shù)和＂等分定位裝置的相同。每個子裝置對路程的等分定位是依次相互獨立進(jìn)行的，互不干涉。
當(dāng)K1，K2，…，Kt中，任意兩個數(shù)間除1外無公約數(shù)，且各子裝置中均有一個感受器和感受目標(biāo)共用，或每2個子裝置共用一個感受器和感受目標(biāo)，此時組合裝置可用
個感受器和Πi=1tki]]>個感受目標(biāo)(
個感受目標(biāo)的位置點均布于封閉路程上)或用
個感受目標(biāo)和
個感受器(
個感受器在封閉路程上量程的位置點要求均布于封閉路程上)實現(xiàn)對封閉路程
數(shù)目的等分定位；并保證無論哪個子裝置在完成各自所需的對封閉路程的等分定位后，其他子裝置中的感受器量程內(nèi)均有感受目標(biāo)可供繼續(xù)進(jìn)行等分定位；各子裝置中，任意2個感受器在封閉路程上量程的位置點間路程的最大間隔誤差分別為Δfmax1，Δfmax2，…，Δfmaxt；相應(yīng)的，任意2個感受目標(biāo)位置點間路程的最大間隔誤差分別為Δgmax1，Δgmax2，…，Δgmaxt；在上述共用情況下，對于
個感受目標(biāo)的位置點均布于封閉路程上，取其中的最大值Δgmax。則各子裝置ΔL的調(diào)整范圍Wi≥Rmini-|Δfmaxi|-|Δgmax|，其中i＝1，2，…，t；對于
個感受器在封閉路程上量程的位置點要求均布于封閉路程上的情況，取其中的最大值Δfmax，則各子裝置ΔL的調(diào)整范圍Wi≥Rmini-|Δfmax|-|Δgmaxi|。
當(dāng)K1，…，Kt中，任意兩個數(shù)間除1外無公約數(shù)，各子裝置中均無共用的感受器和感受目標(biāo)，但對路程的等分定位按固定的順序進(jìn)行，則此時可用
個感受器和2(K1*K2+K2*K3+…+Ki*Ki+1+…+Kt-1*Kt+Kt*K1)個感受目標(biāo)或用
個感受目標(biāo)和2(K1*K2+K2*K3+…+Ki*Ki+1+…+Kt-1*Kt+Kt*K1)個感受器實現(xiàn)對封閉路程
數(shù)目的等分定位；2(K1*K2+…+Kt-1*Kt+Kt*K1)個感受目標(biāo)在封閉路程上的布置及同樣數(shù)目的感受器在封閉路程附近的安裝，均以保證按固定順序進(jìn)行等分定位時，一個子裝置在完成所需等分定位后，下一個子裝置的感受器量程內(nèi)仍有相應(yīng)的感受目標(biāo)可供繼續(xù)進(jìn)行固定順序的等分定位為原則；此時，各子裝置ΔL的調(diào)整范圍Wi≥Rmini-|Δfmaxi|-|Δgmaxi|，其中i＝1，2，…，t；在不分層組合方式中，無論感受器與感受目標(biāo)有無共用情況，當(dāng)L/(K1，K2，…，Kt之最小公倍數(shù))≤Wimax時，(Wimax為不分層組合裝置中各子裝置ΔL的調(diào)整范圍中的最大值)，則可利用ΔL的調(diào)整公式確定L/(K1，K2，…Kt之最小公倍數(shù))路程內(nèi)各點的位置(即各等分點之間路程上的各點)；從而實現(xiàn)封閉路程全程上的連續(xù)等分定位。當(dāng)各子裝置采用不同的傳感器系統(tǒng)時，要選用無共用的方式。
混合組合方式是將分層組合裝置與不分層組合裝置再進(jìn)行組合，使組合后的裝置兼具分層組合與不分層組合的特征與功能。
H個等分定位數(shù)目分別為K1，K2，…，Kh的子裝置的分層組合裝置與U個等分定位數(shù)目分別為Q1，Q2，…，Qn的子裝置的不分層組合裝置進(jìn)行混合組合時(其中H，U為大于1的有限自然數(shù))，可將不分層組合裝置當(dāng)作分層組合裝置中的一個子裝置，即相當(dāng)于H+1個子裝置進(jìn)行分層組合；這樣，混合組合裝置既具有分層組合裝置的特征和功能，也因其有不分層組合子裝置而兼有不分層組合裝置所具有的特征和功能，只是感受器與感受目標(biāo)的數(shù)目略有變化，此時混合組合裝置感受器的數(shù)目為分層組合裝置感受器的數(shù)目與不分層組合裝置感受器的數(shù)目之和；混合組合裝置感受目標(biāo)的數(shù)目為分層組合裝置感受目標(biāo)的數(shù)目與不分層組合裝置感受目標(biāo)的數(shù)目之和；混合組合裝置實現(xiàn)等分定位的數(shù)目為K1，K2，…，Kh，Q1，Q2，…，Qu這H+U個數(shù)的最小公倍數(shù)。且當(dāng)L/(K1，…，Kh，Q1，Q2，…，Qu之最小公倍數(shù))≤(W1+W2+…+Wh)+Wimax時，可實現(xiàn)對封閉路程全程的連續(xù)等分定位，其中，W1，W2，…，Wh為分層組合裝置中各子裝置ΔL的調(diào)整范圍，Wimax為不分層組合裝置中各子裝置ΔL的調(diào)整范圍中的最大值。
T個子裝置進(jìn)行組合，實現(xiàn)對全路程長
數(shù)目的等分定位時，要求K1，K2，…，Kt中每2個數(shù)中除1外不可有公約數(shù)，此時，若Ki數(shù)值較大，則該子裝置就需要數(shù)目很多的感受器和感受目標(biāo)，并且在實際需求中，還會出現(xiàn)大素數(shù)或小素數(shù)高次冪等不易實現(xiàn)的大數(shù)目等分定位要求，此時也需要同樣大數(shù)目的感受器和感受目標(biāo)，這樣實現(xiàn)起來不經(jīng)濟，甚至無法實現(xiàn)。這時，可采用與之相近的可由D個等分定位數(shù)分別為S1，…，Sd的子裝置組合起來所實現(xiàn)的等分定位數(shù)來替代，而由此產(chǎn)生的誤差在理論上可利用公式L/(S1，…，Sd之最小公倍數(shù))-L/(需替代的數(shù)目)計算出來(只限于已知路程全長L)，在實現(xiàn)S1，…，Sd之最小公倍數(shù)數(shù)目的等分定位時，將此誤差由S1，…，Sd中任一子裝置承擔(dān)或由S1，…，Sd中幾個子裝置分擔(dān)，利用相應(yīng)的調(diào)整公式ΔL＝(Mj-M0)/Si加以消除。
本發(fā)明的優(yōu)點第一可用較少的感受器和感受目標(biāo)實現(xiàn)對封閉路程較大數(shù)目的等分定位。與同功能的單一＂位置數(shù)和＂等分定位裝置相比，組合裝置的成本大幅度下降且精度不變。
第二采用不分層的組合方式，可用很少量的感受目標(biāo)或感受器實現(xiàn)對封閉路程進(jìn)行大數(shù)目的等分定位，同時使結(jié)構(gòu)大為簡化，節(jié)省空間。
第三由于傳感器量程與精度的關(guān)系，組合方式使全路程連續(xù)等分定位更易于實現(xiàn)。
第四采用分層組合時每一層均獨立工作，互不干涉，故每一層裝置均可用ΔL的調(diào)整公式在W范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，而隨著層數(shù)的增多，總的W范圍亦將隨之增大，從而克服同功能單一等分定位裝置W難于擴大的不足，這也使連續(xù)等分定位更易實現(xiàn)。


圖1為二等分與三等分不分層組合裝置實施例1的正視圖。圖2為二等分與三等分不分層組合裝置實施例1的俯視圖。圖3為三等分與四等分不分層組合定位裝置實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為三分層組合裝置實施例3的正視圖。圖5為三分層組合裝置實施例3的A-A剖視圖。圖6為三分層組合裝置實施例3的B-B剖視圖。圖7為三分層組合裝置實施例3的C-C剖視圖。圖8為混合組合裝置實施例4的正視圖。圖9為混合組合裝置實施例4的A-A剖視圖。圖10為混合組合裝置實施例4的B-B剖視圖。
圖1，圖2中，皮帶輪I，II，III，IV安裝于支架1上，電機6經(jīng)齒輪5，4，蝸桿3，蝸輪2，將運動傳遞給皮帶輪II，皮帶輪II可帶動皮帶往返運動。III，IV為從動皮帶輪。
F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4為感受器，安裝于支架1上，G1， G2，…G6為感受目標(biāo)，均布安裝于皮帶外側(cè)。F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4與皮帶上的感受目標(biāo)構(gòu)成三等分定位子裝置；F1，F(xiàn)3與皮帶上的感受目標(biāo)構(gòu)成兩等分定位子裝置。兩子裝置可分別對皮帶進(jìn)行三等分定位和兩等分定位。F3為共用的感受器。此組合后的裝置可對皮帶進(jìn)行6等分定位。操作如下移動皮帶至適當(dāng)位置，作為初始位，每個感受器F1，…F4均有所對應(yīng)感受目標(biāo)的＂位置數(shù)＂輸出A1，A2…A4。此時，可進(jìn)行2等分定位，也可進(jìn)行3等分定位；不失一般性，先進(jìn)行2等分定位，即將A1，A3求和得M20；將皮帶移至L/2處，再讀取F1，F(xiàn)3的輸出值(即所對應(yīng)感受目標(biāo)的＂位置數(shù)＂)A1’，A3’，求和得M21，若M21＝M20，則皮帶移至位置為L/2處，理論上無誤差；若M21≠M20，則皮帶所移至位置必不為L/2處，此時，可利用ΔL＝(M21-M20)/2進(jìn)行調(diào)整，直至M21＝M20。皮帶在移至L/2處的過程中，因為其它感受目標(biāo)的存在，F(xiàn)1，F(xiàn)3感受器還將有2次輸出值，其和可能會等于M20，但這不符合＂位置數(shù)和＂等分定位方法的要求，故應(yīng)盡量避免。本例采用每隔2次計算一次F1，F(xiàn)3的輸出值之和與M20進(jìn)行比較的方法來加以解決。
以M21＝M20處的位置作為3等分定位裝置的初始位置，此時，計算F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4輸出值A(chǔ)2，A3，A4之和為M30，當(dāng)皮帶移至(L/3)*j處時(j＝1，2，3)，再計算F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4輸出值之和M3j，若M3j＝M30，則皮帶所移至位置必為(L/3)*j處，且理論上無誤差。若M3j≠M30，則皮帶所移至位置必不為(L/3)*j處，此時，可通過ΔL＝(M3j-M30)/3進(jìn)行調(diào)整，直至M3j＝M30。在進(jìn)行3等分定位過程中，本例每隔1次計算一次F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4輸出值之和，再與M30進(jìn)行比較。經(jīng)2等分，3等分定位后，即對皮帶全程進(jìn)行了6等分定位，且理論上無誤差。
圖3所示為3等分和4等分子裝置在同一圓周上組合使用的裝置。
支承件10安裝于底座9上，轉(zhuǎn)臺1通過軸承2安裝于支承件10上，銜鐵為G1，…，G12共12個，此為組合裝置的感受目標(biāo)，均布于轉(zhuǎn)臺1同一圓周的圓柱外側(cè)上；差動電感器F2，F(xiàn)4，F(xiàn)6為3等分子裝置的感受器，均布于支承件10圖3所示端面上；差動電感器F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)5為4等分子裝置的感受器，均布于支承件10圖3所示端面上，其中感受器F2為兩子裝置共用的感受器。
感受器和感受目標(biāo)的安裝均無高精度要求，以|Δfmaxi|+|ΔGmax|≤Rmini為原則(其中i＝1，2)。電機6帶動齒輪5，經(jīng)齒輪4，3帶動轉(zhuǎn)臺1轉(zhuǎn)動，調(diào)整轉(zhuǎn)臺至適當(dāng)位置，使每個感受器內(nèi)均有一個感受目標(biāo)；具體分度時，任選轉(zhuǎn)臺上一點為起始點，此時，F(xiàn)1至F6均有相應(yīng)的輸出值A(chǔ)1，…，A6，先進(jìn)行3等分，則將F2，F(xiàn)4，F(xiàn)6之輸出值(即圖3示G4，G8，G12的＂位置數(shù)＂)A2，A4，A6相加，其和為M30，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，F(xiàn)2，F(xiàn)4，F(xiàn)6輸出值將發(fā)生變化，當(dāng)順時針轉(zhuǎn)過120°后，F(xiàn)2，F(xiàn)4，F(xiàn)6輸出值為A2’，A4’，A6’(即G12，G8，G4此時的＂位置數(shù)＂)其和為M31若M31＝M30，則轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過的120°理論上無誤差。當(dāng)M31≠M30時，所轉(zhuǎn)角度必不為等分角度值120°，由于＂位置數(shù)＂與路程間成線性關(guān)系，對于本例分度而言，調(diào)整公式ΔL＝(Mj-M0)/n可變?yōu)棣う龋?M31-M30)/3，通過調(diào)整可理論上無誤差地達(dá)到120°。而在轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動過程中，在未到120°時(如轉(zhuǎn)過30°，60°，90°)，F(xiàn)2，F(xiàn)4，F(xiàn)6輸出值之和有可能出現(xiàn)等于M30的情況，此時，所轉(zhuǎn)角度不符合＂位置數(shù)和＂方法，所以理論上有誤差，應(yīng)采取相應(yīng)措施加以避免。本例采用計數(shù)方法，即F2，F(xiàn)4，F(xiàn)6每隔3次輸出值計算一次A2，A4，A6之和，然后進(jìn)行比較。對于4等分時的操作與上類似，只是F1，F(xiàn)2，F(xiàn)4，F(xiàn)6每隔2次輸出值求和一次。
利用調(diào)整公式還可進(jìn)行等分點附近小角度的定位。如用此實施例實現(xiàn)209.3°定位，可用4等分和3等分裝置先順時針進(jìn)行90°和120°定位后(已轉(zhuǎn)過210°)，此時F2，F(xiàn)4，F(xiàn)6輸出值之和為M31，再逆時針微調(diào)轉(zhuǎn)臺，對應(yīng)的F2，F(xiàn)4，F(xiàn)6輸出值之和為M31’，若使(M31’-M31)/3＝0.7°，則得到209.3°。等分點附近的小角度值不應(yīng)超出Δθ的調(diào)整范圍(Wi≥Rmini-|Δgmax|-|Δfmaxi|)，其中，i＝1，2；Wi為3等分或4等分定位子裝置Δθ的調(diào)整范圍，Δgmax，Δfmaxi此時為相應(yīng)角度的最大間隔誤差。
圖4，圖5，圖6所示為實施例三分層組合示意圖，本組合實施例中T＝3，以差動式電感傳感器系統(tǒng)作為一級子裝置，K1＝8。銜鐵安裝于II軸上，作為感受目標(biāo)；差動式電感傳感器安裝于支架2上，作為感受器，支架2裝于轉(zhuǎn)盤1上；支架2，轉(zhuǎn)盤1與I軸組成相對運動部分，II軸為相對靜止部分。此裝置實現(xiàn)對圓周的8等分定位。
電容傳感器系統(tǒng)作為二級子裝置，K2＝9。動極板安裝于II軸盤部的下端面，作為感受目標(biāo)，定極板安裝于III軸的上端面，作為感受器，II軸為相對運動部分，III軸為相對靜止部分。此裝置實現(xiàn)對圓周的9等分定位。
差動式電感位移傳感器系統(tǒng)作為三級子裝置，K3＝5。差動式電感傳感器安裝于支架4上，作為感受器，銜鐵裝于III軸圓柱面外側(cè)，作為感受目標(biāo)，III軸為相對運動部分，支架4為相對靜止部分。此裝置實現(xiàn)對圓周的5等分定位。
以上三級裝置的相對運動與相對靜止部分之間均有鎖緊機構(gòu)，使本級裝置完成所需等分定位后即鎖緊兩部分，使其相對靜止不動。
據(jù)說明書中所述，當(dāng)K1＝8，K2＝9，K3＝5，則此組合裝置最小分度值為止360°/(8*9*5)＝1°。若W1+W2+W3≥1°，則此裝置可對360°進(jìn)行全程連續(xù)等分定位。
電機8通過齒輪9，10及滑移齒輪7，6，5將運動傳遞給I軸，II軸，III軸，當(dāng)某一級裝置完成等分定位后，鎖緊機構(gòu)在鎖緊的同時，滑移齒輪也將從該級運動軸上滑開；若要使3級裝置同時工作，則也可不用滑移齒輪，而用三個電機分別帶動軸I，II，III。
1.實施逆時針轉(zhuǎn)1°，設(shè)初始位為0°。第一級逆時針轉(zhuǎn)過225°后鎖緊，第2級順時針轉(zhuǎn)80°鎖緊，第三級再順時針轉(zhuǎn)144°鎖緊。因第一級是轉(zhuǎn)盤逆運動，而第二，第三級是轉(zhuǎn)盤順運動，所以最終結(jié)果為-225°+80°+144°＝-1°，即得到逆時針轉(zhuǎn)了1°，且理論上無誤差。
2.實施順時針轉(zhuǎn)28.3°，設(shè)起始位為0°。第一級順時針轉(zhuǎn)180°鎖緊，第二級逆時針轉(zhuǎn)80°鎖緊，第三級逆時針轉(zhuǎn)72°，轉(zhuǎn)盤最終位置為順時針轉(zhuǎn)過180°-80°-72°＝28°。此時，第三級的5個感受器輸出＂位置數(shù)＂之和為M31，為得到小數(shù)值0.3°，順時微調(diào)第三級，使5個感受器輸出＂位置數(shù)＂之和為M31’，并使?jié)M足0.3°＝(M31’-M31)/5即可。若第3級可調(diào)范圍W3不夠0.3°，也可由第一級，第二級分擔(dān)完成。
圖8，圖9，圖10是分層與不分層混合組合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
電機8通過齒輪11，12將運動傳遞給滑移齒輪13，再經(jīng)齒輪13將運動分別傳遞給轉(zhuǎn)臺1或轉(zhuǎn)軸3，轉(zhuǎn)臺1通過軸承2安裝于轉(zhuǎn)軸3上，轉(zhuǎn)軸3通過軸承4安裝于支架5上。如圖9，圖10所示，在轉(zhuǎn)臺1上，均布5個動板板G1，G2，…，G5，轉(zhuǎn)軸3在相應(yīng)位置上均布5個靜極板F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)5，構(gòu)成對圓周的5等分定位，此為子裝置I。并設(shè)此裝置的W1＝1°。轉(zhuǎn)軸3的外圓柱面均布6個銜鐵Gz1，…Gz6，支架5上，如圖8所示布置4個電感式差動位移式傳感器Fz1，F(xiàn)z2，F(xiàn)z3，F(xiàn)z4，其中Fz1，F(xiàn)z2，F(xiàn)z4三等分均布于圓周上，F(xiàn)z1，F(xiàn)z3二等分均布于圓周上，構(gòu)成對圓周6等分定位的不分層組合裝置，此為子裝置II。并設(shè)W2＝1°；兩子裝置中要求的均布均無高均布要求。子裝置I的靜極板均布于轉(zhuǎn)軸3上，為相對靜止部分，轉(zhuǎn)軸3又是子裝置II的相對運動部分，這就構(gòu)成了對圓周30等分定位的分層組合形式，即圓周6等分定位的不分層子裝置II與5等分定位的子裝置I構(gòu)成了分層組合對圓周30等分定位的混合組合方式。各子裝置相互獨立工作，互不干涉，實施操作方法與分別獨立工作時相同。且各子裝置所具有的特征，功能，本混合組合裝置亦均有。此裝置最小分度值為360°/5*6＝6°若要得到順轉(zhuǎn)48.4°，可先在6等分不分層組合子裝置II上順時針轉(zhuǎn)動120°，然后鎖緊此子裝置的相對運動及相對靜止部分，即轉(zhuǎn)軸3與支架5相對不動，將滑移齒輪13移至轉(zhuǎn)臺1上的齒輪7上，逆時針轉(zhuǎn)過72°，即得到48°，此時，再利用ΔLj＝(Mj-M0)/5公式，在W2＝1°范圍內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過0.4°，即得48.4°，且理論上無誤差。若II裝置W2順時針調(diào)整ΔL范圍不足0.4°，可用打開I裝置瑣緊裝置調(diào)整初始位置或利用ΔLj＝(Mj-M0)/2或ΔLj＝(Mj-M0)/3公式來補足。
權(quán)利要求
1.＂位置數(shù)和＂等分定位裝置的組合使用方法是將T(T為大于1的有限自然數(shù))個＂位置數(shù)和＂子裝置組合起來使用，從而實現(xiàn)對任意封閉路程的等分定位；其特征是T個子裝置中，各子裝置可實現(xiàn)對任意封閉路程的等分定位數(shù)目分別為K1，K2，…，Ki，…，Kt(t為大于1的有限自然數(shù))，且各子裝置之間相互獨立工作，則組合后的裝置可實現(xiàn)對任意封閉路程K1，…，Kt之最小公倍數(shù)的等分定位；組合方式可為分層組合方式或不分層組合方式或分層與不分層混合的組合方式。
2.權(quán)利要求1中的分層組合方式，其特征是進(jìn)行組合的各子裝置都有相對的運動和靜止兩部分，分別包含感受器和感受目標(biāo)，若包含感受器(或感受目標(biāo))的部分為相對靜止部分，則另一部分為相對運動部分，各子裝置間的組合關(guān)系為實現(xiàn)K1等分定位數(shù)目子裝置中的相對靜止部分安裝于實現(xiàn)K2的相對運動部分上，實現(xiàn)K2的相對靜止部分安裝于實現(xiàn)K3的相對運動部分上，實現(xiàn)Ki的相對靜止部分安裝于實現(xiàn)Ki+1的相對運動部分上，依此類推，直至實現(xiàn)Kt的相對靜止部分相對封閉路程固定安裝；各子裝置可按一定順序運動，也可同時運動；各子裝置在完成各自所需的對封閉路程的等分定位后，其相對靜止部分相對于相對運動部分均固定不動；組合裝置所用感受器及感受目標(biāo)的數(shù)目為
當(dāng)K1，K2，…，Kt中，任意兩個數(shù)間除1外無公約數(shù)時，則該組合裝置可用
個感受器和感受目標(biāo)實現(xiàn)對封閉路程
連乘積數(shù)目的等分定位；當(dāng)L/(K1，…，Kt之最小公倍數(shù))≤W1+W2+…+Wt時，則可實現(xiàn)對全路程的連續(xù)等分定位；其中，W1，W2，…，Wt為分層組合裝置中各子裝置ΔL的調(diào)整范圍。
3.權(quán)利要求1中的不分層組合方式，其特征是T個子裝置感受目標(biāo)的位置點各自分別均布于封閉路程上，感受目標(biāo)安裝于在封閉路程上運動的同一物體上；感受器相應(yīng)安裝在封閉路程附近，且相對封閉路程固定不動，各子裝置感受器在封閉路程上量程的位置點要求各自分別均布于封閉路程上；各子裝置均先后獨立工作，互不干涉；當(dāng)K1，K2，…，Kt中，任意兩個數(shù)間除1外無公約數(shù)，且各子裝置中均有一個感受器和感受目標(biāo)共用，或每2個子裝置共用一個感受器和感受目標(biāo)時，組合裝置可用
個感受器和
個感受目標(biāo)(
個感受目標(biāo)的位置點均布于封閉路程上)或用
個感受目標(biāo)和
個感受器(
個感受器在封閉路程上量程的位置點要求均布于封閉路程上)實現(xiàn)對封閉路程
數(shù)目的等分定位；并可保證無論哪個子裝置在完成各自所需的對封閉路程的等分定位后，其他子裝置中的感受器量程內(nèi)均有感受目標(biāo)可繼續(xù)進(jìn)行等分定位；各子裝置中，任意2個感受器在封閉路程上量程的位置點間路程的最大間隔誤差分別為Δfmax1，Δfmax2，…，Δfmaxt；相應(yīng)的，任意2個感受目標(biāo)位置點間路程的最大間隔誤差分別為Δgmax1，Δgmax2，…，Δgmaxt；在上述共用情況下，對于
個感受目標(biāo)的位置點均布于封閉路程上，取其中的最大值Δgmax。則各子裝置ΔL的調(diào)整范圍Wi≥Rmini-|Δfmaxi|-|Δgmax|，其中i＝1，2，…，t；Rmini為子裝置i中各感受器在封閉路程上量程中的最小值；對于
個感受器在封閉路程上量程的位置點要求均布于封閉路程上的情況，取其中的最大值Δfmax，則各子裝置ΔL的調(diào)整范圍Wi≥Rmini-|Δfmax|-|Δgmaxi|；當(dāng)K1，…，Kt中，任意兩個數(shù)間除1外無公約數(shù)，各子裝置中也無共用的感受器和感受目標(biāo)，但對封閉路程的等分定位按固定的順序進(jìn)行，則此時可用
個感受器和2(K1*K2+K2*K3+…+Ki*Ki+1+…+Kt-1*Kt+Kt*K1)個感受目標(biāo)或用
個感受目標(biāo)和2(K1*K2+K2*K3+…+Ki*Ki+1+…+Kt-1*Kt+Kt*K1)個感受器實現(xiàn)對封閉路程
數(shù)目的等分定位；2(K1*K2+…+Kt-1*Kt+Kt*K1)個感受目標(biāo)在封閉路程上的布置及同樣數(shù)目感受器在封閉路程附近的安裝，均以保證按固定順序進(jìn)行等分定位時，一個子裝置在完成所需等分定位后，下一個子裝置的感受器量程內(nèi)仍有相應(yīng)的感受目標(biāo)可供繼續(xù)進(jìn)行固定順序的等分定位為原則；此時，各子裝置ΔL的調(diào)整范圍Wi≥Rmini-|Δfmaxi|-|Δgmaxi|，其中i＝1，2，…，t；當(dāng)L/(K1，…，Kt之最小公倍數(shù))≤Wimax時，則可實現(xiàn)對全路程的連續(xù)等分定位；其中，Wimax為不分層組合裝置中各子裝置ΔL的調(diào)整范圍中的最大值。
4.權(quán)利要求1中的混合組合方式，是將分層組合裝置與不分層組合裝置再進(jìn)行組合，其特征是H個等分定位數(shù)目分別為K1，K2，…，Kh的子裝置的分層組合裝置與U個等分定位數(shù)目分別為Q1，Q2，…，Qu的子裝置的不分層組合裝置進(jìn)行混合組合時(其中H，U為大于1的有限自然數(shù))，將不分層組合裝置當(dāng)作分層組合裝置中的一個子裝置，即相當(dāng)于H+1個子裝置進(jìn)行分層組合；此時，混合組合裝置感受器的數(shù)目為分層組合裝置感受器的數(shù)目與不分層組合裝置感受器的數(shù)目之和；混合組合裝置感受目標(biāo)的數(shù)目為分層組合裝置感受目標(biāo)的數(shù)目與不分層組合裝置感受目標(biāo)的數(shù)目之和；混合組合裝置實現(xiàn)等分定位的數(shù)目為K1，K2，…，Kh，Q1，Q2，…，Qu之最小公倍數(shù)；混合組合裝置既具有分層組合裝置的特征和功能，也因其有不分層組合子裝置而兼有不分層組合裝置所具有的特征和功能，且當(dāng)L/(K1，…，Kh，Q1，Q2，…，Qu之最小公倍數(shù))≤(W1+W2+…+Wh+Wimax)時，可實現(xiàn)對封閉路程全程的連續(xù)等分定位；其中，W1，W2，…，Wh為分層組合裝置中各子裝置ΔL的調(diào)整范圍，Wimax為不分層組合裝置中各子裝置ΔL的調(diào)整范圍中的最大值。
5.由權(quán)利要求1，對于不易實現(xiàn)的大數(shù)目等分定位要求，采用與此大數(shù)目相近的可由D(D為大于1的有限自然數(shù))個等分定位數(shù)分別為S1，…，Sd的子裝置組合起來所實現(xiàn)的等分定位數(shù)來替代，而由此產(chǎn)生的誤差利用公式L/(S1，…，Sd之最小公倍數(shù))-L/(需替代的數(shù)目)計算出來(L應(yīng)為已知數(shù))，在實現(xiàn)對封閉路程S1，…，Sd之最小公倍數(shù)數(shù)目的等分定位時，將此誤差由S1，…，Sd中任一子裝置承擔(dān)或由S1，…，Sd中幾個子裝置分擔(dān)，利用相應(yīng)的調(diào)整公式ΔLi＝(Mj-M0)/Si加以消除，仍可保證理論上無誤差的等分定位。
6.由權(quán)利要求1，當(dāng)封閉路程特指圓時，則對圓周的等分定位，即是對圓的分度。
7.由權(quán)利要求3，若幾個感受器相距很近，量程也有較多的重疊，此時，在不影響各自所屬子裝置等分定位功能時，可用一個感受器將多個替代此時在一個感受器的量程中，會出現(xiàn)多個感受目標(biāo)，此時可用具有同時感測輸出多個＂位置數(shù)＂功能的感受器或通過控制感受目標(biāo)等方式感測出相應(yīng)感受目標(biāo)的＂位置數(shù)＂；同理，當(dāng)多個感受目標(biāo)相距很近，則可用一個感受目標(biāo)替代多個感受目標(biāo)，由多個感受器測出各自所需的＂位置數(shù)＂。
8.權(quán)利要求3中規(guī)定的感受器在任意封閉路程上量程的位置點的均布及感受目標(biāo)位置點的均布皆無高均布位置精度要求，同單一等分定位裝置的要求一樣，只要各子裝置在每次測量時，各感受器量程內(nèi)均有相應(yīng)的感受目標(biāo)即可，即滿足|Δfmaxi|+|Δgmaxi|≤Rmini即可，對于
個感受目標(biāo)的位置點均布于封閉路程上時，Δgmaxi取其中的最大值Δgmax；對于
個感受器在封閉路程上量程的位置點要求均布于封閉路程上的情況，Δfmaxi取其中的最大值Δfmax。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由多個“位置數(shù)和”等分定位子裝置的組合使用方法。T個子裝置可分別對任意封閉路程進(jìn)行K1，…，Kt數(shù)目的等分定位，經(jīng)分層或不分層或分層與不分層混合組合后，可實現(xiàn)對此路程K1，…，Kt之最小公倍數(shù)的等分定位，且理論上無誤差，并給出了在三種組合方式下，所用感受器、感受目標(biāo)數(shù)目的公式以及在相應(yīng)條件下，組合裝置實現(xiàn)任意封閉路程全程連續(xù)等分定位的方法。
文檔編號G05D3/00GK1163427SQ9610469
公開日1997年10月29日 申請日期1996年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月22日
發(fā)明者劉北英 申請人:劉北英