专利名称：用于行程传感缸的绝对位置检测方法
技术领域：
本发明涉及一种用于行程传感缸的位置检测方法，尤其涉及一种改进的用于行程传感缸的绝对位置检测方法，该方法可以在重型建筑机械的自动操作过程中所使用的液压/气动缸(以下简称缸)中，根据具有不同周期的磁标尺的处理方法，通过确定一个绝对位置检测准确的绝对位置，并辨别方向，和修正因多种原因引起的缸位移错误，以及通过使用磁标尺和磁传感器检测一个行程的位移。
通常，建筑机械，如挖掘机装有一个缸，以驱动某个作业设备，如起重杆、起重臂和铲斗。当接收到操作人员的一个控制命令后，某种作业油注入到该缸中，或排放至贮存罐，据此该缸进行一次行程作业，从而驱动该作业设备。
因此，对于象挖掘机这样的重型建筑机械而言，随着电气-液压伺服控制技术的发展，不依赖于操作人员的技能，而让作业设备进行准确的和重复性的特定作业的需要便变得日益强烈。此外，考虑到象挖掘机这样的作业设备的自动操作，检测为某个控制系统所需的、有关该作业设备的位置信息，即准确的位移，便不可避免地提上议事日程。
作为用于检测上述作业设备的准确位移的手段，在现有技术中，已经开发出一种如附
图1所示的缸和附图2所示的缸行程的位移检测电路。
附图1是一个现有技术中的行程传感缸的示意图。如图所示，有一个可以上下或左右移动的活塞120安装在缸110的内壁上。在该活塞120的一侧整体形成有一个活塞杆130，用以支持该活塞120的运动。在该杆130的一侧，该活塞120的上死点和下死点之间，存在一组磁标尺140，每一个都进行预定的同等间隔进行的凹凸形处理。一个磁传感器150与该组磁标尺140隔开一定距离放置，用以检测在该活塞杆130上、该磁标尺140已经被处理的部分和该磁标尺尚未被处理的部分的磁场变化，从而将其转换为特定大小的电信号。
在具有上述结构的现有缸中，当活塞120在缸110内的上死点和下死点之间上下运动时，与该活塞120整体连接的活塞杆130也运动，形成在活塞杆130上的凹凸形磁标尺140的运动状态由磁传感器150检测，并作为一个正弦波形输出。这个正弦波形被转化为一个方波形，以便于计算，从而根据缸110的行程传感来检测位移。
也就是说，当活塞120离开由磁传感器150测定的、活塞120处于停止时的初始状态下的、该磁标尺140的位置而运动时，由该磁传感器150检测并被转换成方形波形的一个脉冲或脉冲边缘数目能被识别，据此该活塞120的运动距离可以被计算出来，然后便可识别出该缸110的行程位移。
附图2是一个方块图，显示了使用磁传感器和微处理器检测缸行程的位移的线路。如图所示，当缸驱动信号输入到缸驱动器210时，该缸驱动器210的输出信号驱动带有已处理的磁标尺的缸220，安装在该缸220中的磁传感器230的输出信号被提供给微处理器240。该微处理器240从一个内存储器或附加存储器250接收必要的信息，或者存储它本身所处理的信息。
现在描述以上所述的、用于检测该行程传感缸的行程位移的线路的操作。
首先，缸驱动器210响应操作人员施加的缸驱动输入信号，驱动该缸220。该磁传感器单元230内的一对磁传感器231，如霍尔传感器，检测在该缸220的活塞杆中已被处理过的磁标尺(参看附图1中的标号140)的磁场变化，并将其提供给信号处理器232。
该信号处理器232放大并过滤由该磁传感器231提供的正弦波形的检测信号，将其转换为可被该微处理器240识别的信号，并输出给该微处理器240。
该微处理器240把从该磁传感器单元230中的信号处理器232输入的正弦波形信号转换成方波形，算出脉冲或边缘的数量，计算该行程传感缸的位移和运动方向，并将数值存储到存储器250，然后将其输出到预定的显示器(未示出)。
在上述的现有技术中，如果利用该磁传感器231，根据在该磁标尺的凹凸槽处的磁场变化而输出的正弦波形被转换成用于位移检测的方波形，通常要采用两个设置成彼此呈90度相位差的传感器，从而利用它们进行方向辨别和位移检测。
但是，由于装配误差的问题，要将这两个磁传感器以精确的90度相位差放置不是一件容易的事情。而且，由于波形会因外部的某些变化，如震动或干扰而被分割，所检测到的该传感器的正弦波形的输出很难保持同样的波形，从而使所输出的波形很难具有精确的90度相位差。
所以说，一个较为理想的情况就是，使用如附图3所示的一对磁传感器，在检测该磁标尺的过程中，使某个传感器的输出和转换过来的方波形保持一个恒定周期。
附图3是一个波形图，显示了该磁标尺的一个正常的检测信号，附图3A显示了一个在该活塞活塞杆上以预定的同等间隔处理的凹凸形磁标尺；附图3B和3C显示了该磁传感器A和B呈90度相位差的输出波形；附图3D和3E显示了具有90度相位差的波形，每一个都已经转换成与附图3B和3C所示的波形相应的方波形。
但是，从实际应用的角度来看，至少有一个波形可能检测不出，如附图4所示，或者一个单一的波形因为干扰会被分割成多个波形，如附图5所示。
附图4是显示漏掉一个检测信号的波形图，而附图5是，显示了一个检测信号已经被破坏而被分割的波形图。与附图3类似，附图4A和5A分别显示了在该活塞杆上以预定的同等间隔处理的凹凸形磁标尺；附图4B，5B，4C和5C分别显示了该磁传感器A和B的输出波形；附图4D，5D，4E和5E分别显示了以实线表示的波形，每一个都已经转换成与附图5B和5C所示的波形相应的方波形。
然而，这些例子的缺点，表现在容易发生位移判断错误，即在负载已经施加的情况下，与该行程传感缸被驱动时的正常距离相比，要么少要么多。而且，还会产生因使用两个传感器而可能引起的辨别方向上的错误。此外，由于根据上述现有的检测方法检测的位移是可以识别某个相对位置的间接位移，即使该位移检测是正常进行的，也还会有相当大的可能，在一个绝对位置和一个实际运动距离之间出现错误。
本发明的一个目的在于提供一种用于行程传感缸的绝对位置检测方法，它解决了前述在现有技术中遇到的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种用于行程传感缸的绝对位置检测方法，它可以在由一对磁传感器检测的输出波形之间的相位差超出90度时，将一个输出波形修正为正常波形，并确定多个参考绝对位置，以检测关于该行程传感缸的精确位移以及辨别方向。
为达到上述目的，提供了一种改进的、用于一个绝对位置检测设备中行程传感缸的绝对位置检测方法，其中当通过一组与在磁标尺是被规则地凹凸处理的部分上具有一个以上的不同处理周期的、带有该磁标尺的缸活塞杆相对的、具有不同相位的多个磁传感器检测出该磁标尺的磁场变化之后，使用一个微处理器将该检测出的磁场变化转换成一个方波形，计算该转换过的方波形以检测一个方向辨别和一个运动位移量，它包括以下步骤忽略在基于出现一个方波形的边缘的平均时间间隔的一个预定时间范围之前，由于干扰引起而出现的一个边缘；如果在该预定时间范围内没有边缘，则强制生成一个修正边缘，以修正因干扰而引起的位移误差；以及在同时，检测由具有不同处理周期的磁标尺生成的、相继出现的修正边缘，从而确定一个缸行程的绝对位置。
本发明的附加优点、目的和其他特点，一部分将在随后的描述中述及，一部分对于现有技术领域里的普通技术人员而言，经过以下的描述将变得十分明显，或者可以从本发明的实践中导出。如在权利要求书所特别指出的，本发明的目的和优点可以被认识和实现。
通过以下的详细描述和所给附图的示例，可以更加充分地理解本发明，这些附图并不是对本发明的限制，其中附图1是现有技术中的一个行程传感缸的示意图；附图2是根据现有技术的一个实施例的、一个行程传感缸的位移检测线路的方块示意图；附图3是根据现有技术中的一个磁标尺的、一个正常检测信号的波形图；附图4是显示漏掉一个检测信号的波形图；附图5是显示一个检测信号被破坏而被分裂的波形附图6是在一个行程传感缸的位置检测设备的实施例中，当活塞杆的一个单一的磁标尺未被处理时的波形图；附图7A是在现有技术中以预定的同等间隔处理的磁标尺的示意图；附图7B是现有技术没有进行处理的一个磁标尺的示意图；附图7C是在根据本发明的一个行程传感缸的、绝对位置检测设备的实施例中，对活塞杆的磁标尺进行无规则处理的示意图；附图8是显示根据本发明的一个实施例的、行程传感缸的、绝对位置检测方法的流程图；和附图9是显示根据本发明的另一个实施例的、行程传感缸的、绝对位置检测方法的流程图。
以下结合附图对本发明的一个优选实施例进行详细描述。
附图6是在一个行程传感缸的位置检测设备的实施例中，当活塞杆的一个单一的磁标尺未被处理时的波形图。附图6A显示用以传感一个行程的活塞杆的任选部分被无规则处理时的一个凹凸形磁标尺，这种情况就是，在本发明中，一个凹凸形槽在该缸杆的任意间隔处被去除。附图6B和附图6C是一对磁传感器A和B的输出方波形，显示某个方波形在该经无规则处理的磁标尺部分被延长。附图6D和附图6E中以实线表示的波形与附图6B和附图6C中的波形相对应，它们分别经一个微处理器转换成方波形，显示该波形周期在该经无规则处理的磁标尺的部分被增加。
附图7显示了可在该活塞杆上进行处理的一个磁标尺形状，其中附图7A显示了在现有技术中以预定的同等间隔处理的磁标尺；附图7B显示了现有技术中没有进行处理的一个磁标尺；附图7C显示了在根据本发明的一个行程传感缸的绝对位置检测设备的实施例中，对活塞杆的磁标尺作无规则的处理。
附图8是显示根据本发明的一个实施例的、行程传感缸的、绝对位置检测方法的流程图。
以下结合附图8详细描述该行程传感缸的绝对位置检测方法的构造和运行。一种用于位置检测设备中行程传感缸的绝对位置检测方法，其中在传感缸的活塞杆的一侧形成有其任意部分经过无规则处理的磁标尺，通过磁传感器检测该部分的磁场变化，以便使用一个微处理器进行信号处理，从而根据该活塞的运动检测一个方向辨别和一个运动位移，它包括一个活塞杆的停止/非停止判断步骤S610，用于通过该微处理器判断该活塞杆是否已经运动；一个第一边缘出现判断步骤S620，用于判断在确定了特定的时间范围以辨别在该预定时间之前出现的边缘是否是假想边缘以后，是否在特定的时间范围内出现了决非假想边缘的一个边缘；一个第二边缘出现判断步骤S630，用于判断在该第一边缘出现判断步骤S620中，在该预定时间范围之前出现的边缘是假想边缘的情况下，是否有一个边缘出现在与该第一边缘出现判断步骤S620中的时间范围不同的时间范围内；一个已出现的边缘忽略步骤S640，用于从计算位移量中忽略因在与该第一边缘出现判断步骤S620和第二边缘出现步骤S630中的预定时间范围相同的预定时间范围之前的干扰而出现的边缘；一个修正边缘生成步骤S650，用于当在第一边缘出现判断步骤S620和第二边缘出现步骤S630中的预定时间范围内没有出现边缘的情况下，生成一个为计算位移量所需的修正边缘；一个绝对位置确立步骤S660，用于在存储器中存储一个预定的值，作为该活塞杆当前位置的绝对位置，将其输出给一个显示器，并且当包括该修正边缘生成步骤S650中生成的边缘在内的一组修正边缘是连续出现，以及其它修正边缘是在一个恒定时间内在其它传感器中成组连续出现的情况下，返回到该活塞杆停止/非停止判断步骤；以及一个位移计算和处理步骤S670，用于根据最终算出的边缘计算位移量，将其存储到存储器中，输出给一个显示器，并且当包括该修正边缘生成步骤S650中生成的边缘在内的修正边缘不是成组地连续出现的情况下，或者，即使它们出现，而由其它传感器生成的修正边缘并不是在一个恒定时间内成组连续出现的情况下，重新执行该活塞杆停止/非停止判断步骤S610。
活塞杆停止/非停止判断步骤S610包括步骤S611和S612，用于根据响应输入信号而出现的方波形，判断该活塞杆是停止还是运动；步骤S614和S615用于根据其它传感器出现的边缘的存在和以前出现的修正边缘的数目判断该活塞杆是停止还是运动；以及一个步骤S613，用于在根据前两个步骤的判断结果，该活塞杆处于停止的情况下，辨别停止前的运动方向。
第一边缘出现判断步骤S620包括一个步骤S621，用于确定该边缘是平均出现的时间间隔(以下称为‘Δt’)；一个步骤S622，用于判断以前出现的边缘是一个正常出现的边缘还是一个修正边缘；以及步骤S623和S624，用于判断是否在基于该参考时间间隔‘Δt’的预定的时间内，出现了一个边缘。
在这一关系中，就‘Δt’而言，由于缸的速度不断变化，该组以前出现的边缘间隔是被平均计算出的。对于这种情况，通过观察‘Δt’的时间变化跃迁，可以估计出下一个边缘出现的时间点，此外，利用如此确定的‘Δt’，可以通过仅计算在预定时间内出现的边缘的情况来检测准确的位移。在本实施例中，该预定的时间范围由(0.75)Δt-(1.25)Δt而确定。
在第二边缘出现判断步骤S630中，用以判断是否出现一个边缘的时间范围要比在第一边缘出现判断步骤S620中确定的时间范围小。目的是当以前出现的边缘是该第一边缘结果判断步骤S620中的一个假想边缘的情况下，避免该位移错误的累积。为了这一目的，在本实施例中的时间范围由(0.5)Δt-(1.0)Δt而确定。
绝对位置确立步骤S660包括步骤S661和S662，用于判断包括该修正边缘生成步骤S650中生成的边缘在内的该修正错误是否是成组地连续出现；一个步骤S663，用于判断当该组修正边缘连续出现时，由其它传感器在一个恒定时间内产生的其它边缘是否是成组地连续出现；一个在由其它传感器在一个恒定时间内产生的修正边缘是成组地连续出现的情况下，把在特定时间过去后，另一个边缘出现(S664)时的时间点作为第n个参考点存储(S665)，以及当由其它传感器在一个恒定时间内产生的修正边缘不是成组地连续出现的情况下，执行该位移计算和处理步骤S670；一个步骤S666，用于当存储第n个参考点之后，判断是否有第(n-1)个参考点时而确实存在第(n-1)个参考点的情况下，计算第(n-1)个参考点和第n个参考点之间正常标尺的数量，并且在不存在第(n-1)个参考点的情况下，返回到该活塞杆停止/非停止判断步骤；以及一个步骤S668，用于存储与基于第(n-1)个参考点和第n个参考点之间正常测定量的计算结果所算出的数量相对应的绝对位置值，将其输出到一个显示器，并返回到该活塞杆停止/非停止判断步骤S610。
位移计算和处理步骤S670包括一个步骤S671，用于根据最终算出的边缘数量计算该活塞杆的位移量；将所计算的位移存储到存储器，再输出到一个显示器；以及返回到该活塞活塞杆停止/非停止判断步骤S610。
以下结合附图4至6详细描述如上确立和操作的、根据本发明的、该行程传感缸的、绝对位置检测方法的整个工作过程。
附图4是显示漏掉一个检测信号的波形图。即，它显示了当漏掉一个检测信号时出现位移错误的情况。首先，如果因某些原因，如干扰，没有任何正常的边缘出现，即使会有一个单一的正常边缘将在经过一个所计算的Δt(S621)的参考点，(0.75)Δt和(1.25)Δt之间出现(S623)(S624)，还是可以判断出某个边缘实际上是通过在时间点(1.25)Δt强制生成(S660)的一个以点线表示的修正边缘而出现的。可以判断下一个边缘将出现在(0.5)Δt和(1.0)Δt之间(S641)(S642)，并且可以通过形成以点线表示的修正边缘而存储。在这一方面，通过设定如(0.5)Δt和(1.0)Δt的时间范围而能避免位移误差的累积。
附图5是显示一个检测信号已经损坏而被分割的波形图。即，它显示了当该检测信号已经损坏而被分割时出现位移错误的情况。在这种情况下，当该边缘在(0.75)Δt之前出现时，由于它不在该预定的时间范围内，通过判断为干扰的影响而被忽略，从而排除了干扰的影响。
附图6是在一个行程传感缸的位置检测设备的实施例中，当活塞杆的一个磁标尺未被处理时的波形图。首先，基于一个所计算的Δt(621)作为参考时间，在(0.75)Δt和(1.25)Δt之间将出现一个正常边缘；然而，如果因为该磁标尺尚未处理而没有形成该正常边缘，则可以判断出某个边缘实际上是通过在时间点(1.25)Δt强制生成(S660)的一个以虚线表示的修正边缘而出现的。可以判断下一个边缘将出现在(0.5)Δt和(1.0)Δt之间(S631)(S632)，并且可以通过形成(S650)以虚线表示的修正边缘而恢复。在这一方面，通过设定如(0.5)Δt和(1.0)Δt的时间范围而避免位移错误的积累。
同时，连续出现两个以上的修正边缘可能表明该活塞杆已经停止。在这一方面，在确认(S615)是否存在由其它传感器在(0.75)Δt和(1.25)Δt之间产生的一个边缘以后，如果由其它传感器产生的该边缘被认为是正常的，则将其识别为正常的位移而进行计算，而如果它被认为是任意形成的修正边缘，由于它表示方向变换的时间，则计算停止以进行方向辨别(S613)。
然而，在有两个包括该修正边缘生成步骤S650所生成的边缘在内的修正边缘连续出现(S652)，并且由其它传感器产生的两个修正边缘在-(2)Δt和-(4)Δt之间连续出现的情况下，当一个正常边缘在(0.5)Δt过去之后出现(S664)时，这个时间点便作为第n个参考点存储(S665)。然后，在判断是否存在第(n-1)个参考点(S666)时，如果是，则计算第(n-1)个参考点和第n个参考点之间的正常标尺的数量，以便存储相应的绝对位置值，然后输出到一个显示器，此后操作返回到该活塞杆停止/非停止判断步骤S610。
如果在(0.5)Δt过去之前出现(S664)另一个边缘，则将其作为因干扰出现的错误处理而忽略，并返回(S669)到该活塞杆停止/非停止判断步骤S610。
附图6是当活塞杆的磁标尺未被处理，可以为其确立一个单一的参考位置时的波形图。与附图7C，本发明的一个实施例相似，如果在一个磁标尺中的未被处理的部分是成组的无规则地存在，则从该微处理器生成的波形周期，根据每个相应的部分而变得不同。
因此，该修正边缘是两两生成，并且在该部分之前的正常边缘的数量彼此也变得不同，从而通过计算该数量，并将与其相应的预定值作为该活塞杆的当前位置的绝对位置预先存储到存储器从而确定该成组地方的绝对位置。
进一步说，通过将上述方法检测的参考点识别为第n个参考点，当第n个参考点检测出时，判断是否存在第(n-1)个参考点。如果不存在第(n-1)个参考点，则只有有关简单参考点检测的信息被存储，而如果存在第(n-1)个参考点，则计算第(n-1)个参考点和第n个参考点之间存在的正常标尺的数量。
在这一方面，通过顺序递增在相应参考点之间的标尺数量，并在该参考点被检测之后确定首次检测的一个脉冲上的绝对位置，可以就在两个以上参考点被检测之后，从该点确定一个绝对位置。
此外，在三个以上参考点被检测的点上，通过该脉冲是正常延伸或减少的一个样式可以确认它是否是正常活塞杆的运动，从而极大地提高数据的可靠性。
附图7C显示了包括一组参考点在内的一个缸杆的处理方法。
附图9是显示根据本发明的另一个实施例的、行程传感缸的、绝对位置检测方法的流程图。如图所示，将对根据本发明的行程传感缸的、绝对位置检测方法的构造和运行进行描述。一种用于位置检测设备中行程传感缸的绝对位置检测方法，其中在传感缸的活塞杆的一侧形成有其任意部分经过无规则处理的磁标尺，通过一个磁传感器检测该部分的磁场变化，以便使用一个微处理器进行信号处理，从而根据该活塞的运动检测一个方向辨别和一个运动位移，它包括一个活塞杆的停止/非停止判断步骤S510，用于通过该微处理器判断该活塞杆是否已经运动；一个第一边缘出现判断步骤S520，用于判断在确定了预定的时间范围以辨别在该预定时间之前出现的边缘是否是假想边缘之后，是否在预定的时间范围内出现了决非假想边缘的一个边缘；一个第二边缘出现步骤S530，用于判断在该第一边缘出现判断步骤S520中，在该预定时间范围之前出现的边缘是假想边缘的情况下，是否有一个边缘出现在与该第一边缘出现判断步骤S520中的时间范围不同的时间范围内；一个已出现的边缘忽略步骤S640，用于从计算位移量中忽略因在与该第一边缘出现判断步骤S520和第二边缘出现步骤S530中的预定时间范围相同的预定时间范围之前的干扰而出现的边缘；一个修正边缘生成步骤S550，用于当在该第一边缘出现判断步骤S520和第二边缘出现步骤S530中的预定时间范围内没有出现边缘的情况下，生成一个为计算位移量所需的修正边缘；一个参考点位置确立步骤S560，用于当包括该修正边缘生成步骤S550中生成的边缘在内的一组修正边缘是连续出现，以及其它修正边缘是在一个恒定时间内在其它传感器中成组连续出现的情况下，在存储器中存储一个预定的值，作为该活塞杆当前位置的参考点位置；以及位移计算和处理步骤S570，用于根据最终算出的边缘计算位移量，当包括该修正边缘生成步骤S550中生成的边缘在内的修正边缘不是成组地连续出现的情况下，或者，即使它们出现，而由其它传感器生成的修正边缘并不是在一个恒定时间内成组连续出现的情况下，将其存储到存储器中。
活塞杆停止/非停止判断步骤S610包括步骤S511和S512，用于根据随着输入信号而出现的方波形判断该活塞杆是停止还是运动；步骤S514和S515用于根据出现的边缘存在和以前出现的修正边缘的数量判断该活塞杆是停止还是运动；以及一个步骤S513，用于当根据前两个步骤的判断结果，该活塞杆处于停止的情况下，辨别在停止前的运动方向。
第一边缘出现判断步骤S520包括一个步骤S521，用于确定该边缘是平均出现的时间间隔(以下称为‘Δt’)；一个步骤S522，用于判断以前出现的边缘是一个正常出现的边缘还是一个修正边缘；以及步骤S523和S524，用于判断是否基于该参考时间间隔‘Δt’的预定的时间内，出现了一个边缘。
在这一关系中，就‘Δt’而言，由于缸的速度不断变化，该组以前出现的边缘间隔是被平均计算的。对于这种情况，通过观察‘Δt’的时间变化跃迁，可以估计出下一个边缘出现的时间点，此外，利用如此确定的‘Δt’，可以通过仅计算在预定时间内出现的边缘的情况来检测准确的位移。在本实施例中，该预定的时间范围由(0.75)Δt-(1.25)Δt而确定。
在第二边缘出现判断步骤S630中，用以判断是否出现一个边缘的时间范围要比在第一边缘出现判断步骤S620中确定的时间范围小。目的是当以前出现的边缘属于该第一边缘出现判断步骤S620中的一个假想边缘的情况下，避免该位移错误的积累。为了这一目的，在本实施例中的时间范围由(0.5)Δt-(1.0)Δt而确定。
参考点位置确立步骤S560包括步骤S561和S562，用于判断包括该修正边缘生成步骤S550中生成的边缘在内的该修正边缘是否是成组地连续出现；一个步骤S563，用于判断当该组修正边缘连续出现时，由其它传感器在一个恒定时间内产生的其它边缘是否是成组地连续出现；一个步骤S565，用于将预定值作为该活塞杆的当前位置的一个参考点位置存储到存储器，并且当另一个边缘是在预定时间过去之后出现，如果是在由其它传感器在一个恒定时间内产生的修正边缘是成组地连续出现的情况下，返回到活塞杆停止/非停止判断步骤S510；以及一个步骤S566，当在预定时间过去之前出现(S564)一边缘时通过把它作为因干扰而产生的错误边缘进行处理而忽略该边缘，并返回到活塞杆停止/非停止判断步骤S510。
位移计算和处理步骤S570包括一个步骤S571，用于根据最终算出的边缘数量计算该活塞杆的位移量；将所计算的位移存储到存储器；以及返回(S572)到该活塞杆停止/非停止判断步骤S510。
以下结合附图6详细描述如上确立和操作的、根据本发明的、该行程传感缸的、绝对位置检测方法的整个工作。
附图6是在一个行程传感缸的位置检测设备的实施例中，当活塞杆的一个磁标尺未被处理时的波形图。首先，基于一个所计算的Δt(521)作为参考时间，在(0.75)Δt和(1.25)Δt之间将出现一个正常边缘；然而，如果因为该磁标尺尚未处理而没有形成该正常边缘，则可以判断出某个边缘实际上是通过在时间点(1.25)Δt强制生成的(S560)一个以虚线表示的修正边缘而出现的。可以判断下一个边缘将出现在(0.5)Δt和(1.0)Δt之间(S531)(S532)，并且可以通过形成(S550)以虚线表示的修正边缘而恢复。在这一方面，通过设定如(0.5)Δt和(1.0)Δt的时间范围而避免位移错误的积累。
同时，连续出现两个以上的修正边缘可能表明该活塞杆已经停止。如果发生这种情况，在确认(S515)是否存在由其它传感器在-(0.75)Δt和-(1.25)Δt之间产生的一个边缘以后，如果由其它传感器产生的该边缘被认为是正常的，则将其识别为正常的位移而进行计算，而如果它被认为是任意形成的修正边缘，由于它表示方向变换的时间，则计算停止以进行方向辨别(S513)。
然而，在有两个包括该修正边缘生成步骤S550所生成的边缘在内的修正边缘连续出现(S562)，并且由其它传感器产生的两个修正边缘在-(2)Δt和-(4)Δt之间连续出现的情况下，当一个正常边缘在(0.5)Δt过去之后出现(S564)，一个预定的值将作为该活塞杆的当前位置的一个参考点位置，即，有关该活塞杆的位移的参考值，存储到存储器，此后，操作返回到该活塞杆停止/非停止判断步骤S510。
如果在(0.5)Δt过去之前出现(S564)另一个边缘，则将其作为因干扰出现的错误处理而忽略，并返回(S566)到该活塞杆停止/非停止判断步骤S510。
附图7C显示具有多个参考点的缸杆的处理方法。
就目前所述，根据本发明的行程传感缸的绝对位置检测方法，当行程传感缸的活塞杆中具有不同周期的一个以上磁标尺被无规则处理时，并且该磁标尺的磁场变化是使用该磁传感器来检测，以及使用该微处理器进行信号处理，如果反映该磁标尺的不规则性的连续的多个修正边缘和正常边缘是通过两个传感器以相同的方式，在一个恒定的时间间隔内，以输出波形出现，则现有的位移值可以由预定的参考值替代，以确定多个位置的绝对位置，从而可靠地检测方向辨别和绝对位置。
尽管为了说明的目的描述了本发明的优选实施例，但现有技术领域里的普通技术人员应当理解，各种修改、增加和替换都是可能的，只要不脱离权利要求书所限定的范围和精神。
权利要求
1.一种用于一个绝对位置检测设备中行程传感缸的绝对位置检测方法，其中当通过一组与在磁标尺是被规则地凹凸处理的部分上具有一个以上的不同处理周期的、带有该磁标尺的缸活塞杆相对的、具有不同相位的磁传感器检测出该磁标尺的磁场变化之后，使用一个微处理器对检测出的磁场变化进行信号处理，并计算该经信号处理的波形以检测一个方向辨别和一个运动位移量，它包括活塞杆的停止/非停止判断步骤，用于通过该微处理器判断该活塞杆是否已经运动；第一边缘出现判断步骤，用于判断在确定了预定的时间范围以识别在该预定时间之前出现的边缘是否是假想边缘以后，是否在预定的时间范围内出现了决非假想边缘的一个边缘；第二边缘出现步骤，用于判断在该第一边缘出现判断步骤中，该预定时间范围之前出现的边缘是假想边缘的情况下，是否有一个边缘出现在与该第一边缘出现判断步骤中的时间范围不同的时间范围内；已出现的边缘忽略步骤，用于从计算位移量中忽略由于在与该第一边缘出现判断步骤和第二边缘出现步骤中的预定时间范围相同的预定时间范围之前的干扰而出现的边缘；修正边缘生成步骤，用于当在该第一边缘出现判断步骤和第二边缘出现判断步骤中的预定时间范围内没有出现边缘的情况下，生成一个为计算位移量所需的修正边缘；绝对位置确立步骤，用于根据该修正边缘的数量在存储器中存储一个预定的值，作为该活塞杆当前位置的绝对位置，将其输出给一个显示器，并且当包括该修正边缘生成步骤中生成的边缘在内的一组修正边缘是连续出现，以及其它修正边缘是在一个恒定时间内在其它传感器中成组连续出现的情况下，从活塞杆停止/非停止判断步骤重新操作；和位移计算和处理步骤，用于根据最终算出的边缘数计算位移量，将其存储到存储器中，输出给一个显示器，并且当包括该修正边缘生成步骤中生成的边缘在内的修正边缘不是成组地连续出现的情况下，或者，即使它们出现，而由其它传感器生成的修正边缘并不是在一个恒定时间内成组连续出现的情况下，重新执行该活塞杆停止/非停止判断步骤。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该活塞杆停止/非停止判断步骤包括第一步骤，用于根据响应输入信号而出现的方波形，判断该活塞杆是停止还是运动；第二步骤，用于根据其它传感器出现的边缘的存在和以前出现的修正边缘的数目判断该活塞杆是停止还是运动；和第三步骤，用于当根据前两个步骤的判断结果，该活塞杆处于停止的情况下，辨别在停止前的运动方向。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，第一边缘出现判断步骤包括第一步骤，用于确定该边缘是平均出现的时间间隔；第二步骤，用于判断以前出现的边缘是一个正常出现的边缘还是一个修正边缘；和第三步骤，用于判断是否在基于第一步骤中所确定的时间间隔的预定的时间内出现了一个边缘。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，边缘出现的平均时间间隔是通过平均以前出现的多个边缘间隔而计算出的时间。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，在第二边缘出现判断步骤中用以判断是否出现一个边缘的时间范围要比在第一边缘出现判断步骤中确定的时间范围小。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，该绝对位置确立步骤包括第一步骤，用于判断包括该修正边缘生成步骤中生成的边缘在内的修正边缘是否是成组地连续出现；第二步骤，用于判断当该组修正边缘连续出现的情况下，由其它传感器产生的其它边缘是否是在一个恒定时间内成组地连续出现；第三步骤，用于当由其它传感器产生的修正边缘是在一个预定时间内成组地连续出现的情况下，把在预定时间过去后，另一个边缘出现时的时间点作为第n个参考点存储，以及当由其它传感器产生的修正边缘不是在一个预定时间内成组地连续出现的情况下，执行该位移计算和处理步骤；第四步骤，用于当存储第n个参考点之后，判断是否有第(n-1)个参考点时而确实存在第(n-1)个参考点的情况下，计算第(n-1)个参考点和第n个参考点之间正常标尺的数量，并且在不存在第(n-1)个参考点的情况下，返回到该活塞杆停止/非停止判断步骤；第五步骤，用于存储与算出的正常标尺的数量相对应的绝对位置值，将其输出到一个显示器，并返回到权利要求2中的活塞杆停止/非停止判断步骤；和第六步骤，用于当根据第二步骤的结果，在由其它传感器产生的修正边缘是在一个恒定时间内成组地连续出现的情况下，通过把在预定时间过去之前出现的一个边缘看作因干扰而产生的错误边缘而忽略该边缘，并从权利要求1中的活塞杆停止/非停止判断步骤重新进行操作。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，该绝对位置确立步骤包括第一步骤，用于判断包括该修正边缘生成步骤中生成的边缘在内的该修正边缘是否是成组地连续出现；第二步骤，用于判断当在第一步骤中该组修正边缘连续出现时，由其它传感器产生的其它边缘是否是在恒定时间内成组地连续出现；第三步骤，用于当由其它传感器产生的修正边缘是在一个预定时间内成组地连续出现的情况下，在预定时间过去后出现另一个边缘时，将一个预定值作为该气缸杆的当前位置的一个参考点位置存储；和第四步骤，用于通过对在预定时间过去之前出现的一个边缘看作为因干扰而产生的错误边缘而忽略该边缘，并从权利要求1的活塞杆停止/非停止判断步骤重新进行操作。
8.根据权利要求1的方法，其中该位移计算和处理步骤包括第一步骤，用于给到目前为止算出的边缘数增加1；第二步骤，用于根据最终算出的边缘数量计算该活塞杆的位移量；和第三步骤，用于将在第二步骤中所计算出的位移存储到存储器。
全文摘要
公开了一种用于重型建筑机械的自动操作过程中,行程传感缸的绝对位置检测方法,无论是否有干扰,它可以精确地修正该行程传感缸的绝对位置。它包括以下步骤:忽略由于在预定时间范围之前干扰而引起的一个边缘;如果在该预定时间范围内没有边缘,则强制生成一个修正边缘,以修正因干扰而引起的位移错误;以及同时,检测由具有不同处理周期的磁标尺生成的、相继出现的修正边缘,从而确定一个缸行程的绝对位置。
文档编号F15B15/28GK1201118SQ97125719
公开日1998年12月9日 申请日期1997年12月26日 优先权日1997年3月25日
发明者陈永一, 李镇汉 申请人:三星重工业株式会社