具有抖动磁极的磁环的制作方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年10月31日提交的名称为“magnetringwithjitteredpoles”的美国临时专利申请序列号62/753,446和于2018年12月28日提交的名称为“magnetringwithjitteredpoles”的美国专利申请序列号16/235,294的优先权，通过引用将其合并于此，如同在本说明书中进行了全面阐述一样。

背景技术：

在机电系统中，旋转接头设备通常用于在一个结构和另一个结构之间传输电力和/或电信号，该机电系统通过引起两个结构(例如定子和转子)之间的相对旋转来运行。使用旋转接头设备的示例系统包括遥感系统(例如，无线电雷达、激光雷达等)和机器人系统(例如，用于引导麦克风、扬声器、机器人组件等)。

技术实现要素：

在示例实施例中，提供了一种旋转接头，包括具有抖动磁极的磁环。磁环的相邻磁极之间的边界相对于对应标称边界抖动。标称边界由磁环周围的边界的均匀间隔限定。换句话说，组成磁环的磁极具有不同大小，导致磁环周围的边界的不均匀分布。这种不均匀分布限定可以由磁场传感器测量的特性移位模式，以确定磁环的旋转位置。具体地，测量磁场模式可以与特性场模式相关以确定它们之间的相对偏移，这进而可以用于确定磁环的旋转位置。

在第一示例实施例中，提供一种通过将特性移位模式与测量磁场模式相关来确定旋转位置的装置。所述装置包括：第一平台，具有第一侧；第二平台，具有至少部分地与第一平台的第一侧重叠的第二侧。第二平台被配置为相对于第一平台绕轴旋转。所述装置还包括磁环，安装在第一平台的第一侧并围绕轴居中。磁环包括四个或更多个磁化磁极。四个或更多个磁化磁极被定位使得四个或更多个磁极的相邻磁极之间的每个相应边界相对于在磁环周围由四个或更多个磁极的边界的均匀间隔所限定的对应标称边界移位。四个或更多个磁极的移位边界限定磁环的特性移位模式。所述装置另外包括磁场传感器，连接到第二平台的第二侧，并且被配置为通过测量由四个或更多个磁极产生的磁场的特性来产生测量磁场模式。所述装置还可以包括电路，被配置为：当第二平台相对于第一平台旋转时，基于磁场传感器产生的数据确定测量磁场模式；以及通过将特性移位模式与测量磁场模式相关，确定第一平台相对于第二平台的旋转位置。

在第二示例实施例中，提供了一种方法，包括：产生与磁环的四个或更多个磁极产生的第二磁场相互作用的第一磁场。磁环被安装到第一平台，使得第一平台相对于第二平台围绕旋转轴旋转。所述方法还包括：从连接到第二平台的磁场传感器接收指示第二磁场的特性的数据。四个或更多个磁极的相邻磁极之间的每个相应边界相对于在磁环周围由四个或更多个磁极的边界的均匀间隔限定的对应标称边界移位。所述方法另外包括基于从磁场传感器接收的数据确定磁场模式。所述方法还包括通过将磁场模式与磁环的特性移位模式相关来确定第一平台相对于第二平台的旋转位置。特性移位模式由磁环的四个或更多个磁极的移位边界限定。

在第三示例实施例中，一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有当由计算设备执行时使计算设备执行操作的指令。所述操作包括：提供通过使电流流过导电路径来产生第一磁场的指令。第一磁场与安装到第一平台的磁环的四个或更多个磁极产生的第二磁场相互作用，使得第一平台相对于第二平台围绕旋转轴旋转。导电路径包括在第二平台中。所述操作还包括从连接到第二平台的磁场传感器接收指示第二磁场的特性的数据。四个或更多个磁极的相邻磁极之间的每个相应边界相对于在磁环周围由四个或更多个磁极的边界的均匀间隔限定的对应标称边界移位。所述操作另外涉及基于从磁场传感器接收的数据确定磁场模式。所述操作还涉及通过将磁场模式与磁环的特性移位模式相关来确定第一平台相对于第二平台的旋转位置。特性移位模式由磁环的四个或更多个磁极的移位边界限定。

在第四示例实施例中，系统包括用于产生第一磁场的装置，第一磁场与磁环的四个或更多个磁极产生的第二磁场相互作用。磁环被安装到第一平台，使得第一平台相对于第二平台围绕旋转轴旋转。产生第一磁场可以涉及使电流流过包括在第二平台中的导电路径。所述系统还包括用于从连接到第二平台的磁场传感器接收指示第二磁场的特性的数据的装置。四个或更多个磁极的相邻磁极之间的每个相应边界相对于在磁环周围由四个或更多个磁极的边界的均匀间隔限定的对应标称边界移位。所述系统另外包括用于基于从磁场传感器接收的数据来确定磁场模式的装置。所述系统还包括用于通过将磁场模式与磁环的特性移位模式相关来确定第一平台相对于第二平台的旋转位置的装置。特性移位模式由磁环的四个或更多个磁极的移位边界限定。

上述摘要仅是说明性的，并不意在以任何方式限制。除了上述说明性方面、实施例和特性之外，通过参照附图和以下详细描述以及附图，其他方面、实施例和特征将变得明显。

附图说明

图1是根据示例实施例的包括旋转接头的设备的简化框图。

图2示出根据示例实施例的包括旋转接头的设备的侧视图。

图3a示出根据示例实施例的磁环。

图3b示出根据示例实施例的磁环的磁极尺寸。

图3c示出根据示例实施例的磁环的特性移位模式的图。

图4示出根据示例实施例的磁环和磁场传感器。

图5示出根据示例实施例的复合特性移位模式。

图6示出根据示例实施例的流程图。

具体实施方式

本文描述了示例性方法、设备和系统。应当理解，在此使用的词语“示例”和“示例性”是指“用作示例、实例或说明”，本文描述为“示例”和“示例性”的任何实施例或特征不一定被解释为比其他实施例或特征更优选或更有利，除非被指示为这样。在不脱离本文所呈现的主题的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。

因此，本文描述的示例性实施例并不意味着是限制性的。将容易理解，如本文一般描述并在附图中示出的，本发明的方面可以以多种不同配置来布置、替换、组合、分离和设计。

在整个描述中，“一”或“一个”用于介绍示例性实施例的元件。对“一”或“一个”的任何提及均指“至少一个”，对“该”的任何提及均指“至少一个”，除非另有规定，或除非上下文另有明确规定。在至少两个术语的描述列表中使用连词“或”的意图是指示所列术语中的任何一个或所列术语的任何组合。

使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数是为了区分相应元件，而不是表示这些元件的特定顺序。为了本说明书的目的，术语“多个”是指“两个或多个”或“多于一个”。

此外，除非上下文另有建议，否则在每个附图中示出的特征可以彼此组合使用。因此，附图一般应被视为一个或多个整体实施例的组成方面，理解并非所有图示特征对于每个实施例都是必需的。在附图中，除非上下文另有规定，否则相似的符号通常标识相似的组件。此外，除非另有说明，否则附图不按比例绘制，仅用于说明目的。此外，这些数字只是代表性的，并不是所有的组成部分都显示出来。例如，可能不会显示其他结构或约束构件。

此外，为了清楚起见，本说明书或权利要求书中的元件、块或步骤的任何列举。因此，此类列举不应被解释为要求或暗示这些元件、块或步骤遵循特定安排或以特定顺序执行。

i.概述

许多汽车、机器人和工业设备都包含相对于另一个旋转的组件。这些组件可以被包括在彼此旋转耦合的两个平台上或其自身可以形成两个平台。示例旋转接头设备包括两个平台，所述两个平台被布置成使得第一平台的第一侧响应于两个平台之间的相对旋转而保持在距第二平台的第二侧的预定距离内。在一个示例中，两个平台可以包括围绕相应圆形盘的公共轴同心布置的圆形盘，以响应于两个平台中的任何一个围绕公共轴的旋转而保持两个平台之间的重叠。

在某些情况下，第一平台相对于第二平台的角位置可能是感兴趣的。例如，当随时间跟踪时，角位置可以被用于确定和跟踪第一和第二平台之间的相对移位。在另一示例中，角位置可以用于控制机器人设备的附件、控制汽车上的传感器或以其他方式定位旋转接头。在示例实施例中，具有抖动磁极的磁环可以安装到第一平台。磁极的抖动可以由安装在第二平台上的一个或多个磁场传感器测量，并用于确定一个平台相对于另一平台的角位置。

磁环可以围绕两个平台的旋转轴安装。磁环可以包括四个或更多个磁极，每个磁极以交替和相反方向(例如，南北)磁化，并且指向第二平台。在一个示例中，磁环可以被实现为多个永磁体(例如，铁磁体等)，这些永磁体沿着面向第二平台的第二侧的圆形盘的外围(例如，沿着第一平台的第一侧)布置。在这种布置中，相邻磁体可以具有面向第二平台的相反极性表面，因此，磁场可以在相邻磁体之间延伸。在另一示例中，磁环可以被实现为具有交替极性的印刷环形磁铁(例如，具有磁化部分的环形结构)，分别延伸到磁环的类似区域上。例如，环形磁铁可以是单部分烧结环形磁铁。在另一示例中，磁环可以被实现为多个电磁铁，其沿面向第二平台的第二侧的圆形盘的外围布置。磁环中的相邻电磁铁可以由具有相反方向的电流驱动，从而产生交替的磁极性，分别延伸到磁环的类似区域上。

每两个相邻极点之间的边界可能相对于这两个相邻极点的对应标称边界抖动(例如，移位)。标称边界可以是由磁环周长周围的磁极边界的均匀间隔限定的参考点。因此，抖动的磁极可以由具有不同尺寸的四个或更多个磁极形成，从而导致它们之间的边界相对于每个磁极具有相同尺寸的情况下边界的位置而移位。

由于磁环的老化或应力，抖动或移位的大小可以被选择为大于预期漂移。当磁环用作马达的一部分(例如，形成其转子)时，每个磁极的抖动的大小可以小于最大阈值。由于马达可能期望磁极的旋转对称分布，因此最大阈值可以足够小，以便不会显著影响马达的性能。例如，最大阈值可以足够小，以便不引起马达振动(例如，超过某个振幅)或由于因为抖动引入的旋转不对称导致马达的磁极和线圈在磁环的周围不具有期望的相位关系而降低马达转矩。值得注意，在这种情况下，该设备可以在使用相同磁环的同时结合电动机和磁编码器的功能。

移位的磁极边界可以限定磁环的特性移位模式。特性移位模式可以为与磁环相关使用的控制系统或电路所知，并且可以在确定磁环的旋转位置时用作参考。即，一个或多个磁场传感器可以用于测量磁环在其旋转期间的磁场模式。该测量磁场模式或其方面可以与特性移位模式相关(例如，互相关)以确定它们之间的偏移。测量模式和特性模式之间的偏移可以指示磁环相对于传感器在测量图形期间不同点的相对位置。也就是说，偏移可以基于特性偏移模式识别与测量磁场模式相关联的磁极中的哪一个。

相关性可以涉及计算测量磁场模式与特性移位模式之间的滑动点积(例如，互相关)。当测量磁场模式和特性移位模式被对齐以便正确指示磁环的位置时，其中的点积的值可以高于滑动点积的任何其他计算值。然而，在存在噪声的情况下，滑动点积的最高值和其他计算值之间的差可能被减小。在某些情况下，这可能会导致误报匹配，从而错误地指示磁环的位置。

因此，可以选择特性移位模式以具有在(i)自相关的最高值和(i)自相关的任何其他值之间具有大差的自相关。也就是说，特性移位模式的自相关可以显著地达到峰值，当特性移位模式与其自身对齐时具有高值，并且当特性移位模式与其自身不对齐时具有显著地低值。因此，该特性移位模式能够准确地指示何时测量磁场(表示叠加有噪声的特性移位模式的延迟版本)与之高度相关。

当计算测量磁场模式和特性移位模式的相关性时，可以考虑穿过磁极边界的每个跃迁的方向。也就是说，电路或控制系统可以确定在测量磁场模式内的特定跃迁是北到南跃迁(例如，下降跃迁)还是南到北跃迁(例如，上升跃迁)。特性移位模式可以类似地反映每个跃迁的方向。因此，可以通过将测量磁场模式内的上升和下降跃迁分别与特性模式中的上升和下降跃迁进行比较来简化相关性的计算。换言之，在测量磁场模式内的下降跃迁可能无法与特性模式中的上升跃迁进行比较，反之亦然。

在一些实现中，磁环的位置可以由多个磁场传感器监控。当仅使用一个磁场传感器时，磁环可能需要在确定其位置之前完成完全旋转或完全旋转的第一部分。另一方面，使用多个传感器时，磁环可能只需要在可以确定其位置之前旋转完整旋转的第二较小部分，从而允许更快地观察到完整跃迁模式。另外，多个磁场传感器可以在磁环的位置中提供更高的分辨率，减少用于确定该位置的内插的范围，并提供可以被平均的额外数据流以减轻由磁场传感器拾取的噪声的影响。

为此，多个磁场传感器围绕磁环的特定分布可以预期产生特定复合特性模式，特定复合特性模式基于来自这些传感器中的每一个的信号的组合而形成。这些传感器可以被用于在旋转期间监视磁环，并且每个传感器可以检测相应磁场模式。检测的磁场模式可以组合成复合磁场模式，该复合磁场模式随后可以与复合特性移位模式相关以确定磁环的位置。

在一个示例中，磁场传感器可以不对称布置在磁环周围。结果，产生的复合磁场模式可以是非周期性的(即，在其一个周期内可能不包括重复模式)。因此，在产生复合磁场模式时，可以忽略每个相应磁场模式的源。也就是说，相关性可能不会考虑哪个传感器产生了特定的上升沿或下降沿。另一方面，当传感器对称地围绕磁环布置时，复合磁场模式可以是周期性的(即，在其一个周期内可能包括重复模式)。因此，可以跟踪每个上升沿或下降沿的源传感器，允许相关性消除复合磁场模式内不同重复模式彼此之间的歧义。

ii.旋转接头示例

图1是包括旋转接头的设备100的简化框图。如图所示，设备100包括第一平台110和第二平台130。第一平台110可以包括或可耦合到转子或其它可移动组件。例如，平台110可以被配置为相对于平台130且围绕平台110的旋转轴(例如，转子轴)旋转。因此，平台110可以被配置为旋转接头配置中的旋转平台。如图所示，平台110包括传感器112、控制器114、通信接口116、电力接口118和一个或多个磁体120。

在一些示例中，平台110可以包括适于支撑和/或安装平台110的各种组件的任何固体材料。例如，平台110可以包括安装通信接口116和/或平台110的其他组件的印刷电路板(pcb)。该实例中的pcb还可以包括电路(未示出)以将平台110的一个或多个组件(例如，传感器112、控制器114、通信接口116、电力接口118等)彼此电耦合。在这种情况下，可以定位pcb，使得安装的组件沿着平台110的面向或背向平台130的对应侧的一侧。例如，通过这种布置，平台110和130可以响应于平台110相对于平台130的旋转而彼此保持在给定距离内。

传感器112可以包括安装在平台110上的传感器的任何组合。示例传感器的非详尽列表可以包括方向传感器(例如陀螺仪、加速计等)、远程感测设备(例如无线电雷达、激光雷达等)、声音传感器(例如麦克风)等示例。

控制器114可以被配置为操作第一平台110的一个或多个组件。为此，控制器114可以包括通用处理器、专用处理器、数据存储器、逻辑电路和/或配置为操作设备100的一个或多个组件的任何其他电路的任何组合。在一个实现中，控制器114包括一个或多个处理器，其执行存储在数据存储器中的指令以操作传感器112、接口116等。在另一个实现中，控制器114可选地或附加地包括布线以执行本文所描述的用于操作设备100的一个或多个组件的功能和处理中的一个或多个的电路。在一个示例中，控制器114可以被配置为接收由传感器112收集的传感器数据，并向通信接口116提供指示传感器数据的调制电信号。例如，传感器数据可以指示传感器112的测量方位、周围环境的扫描、检测的声音和/或任何其他传感器输出。

通信接口116可以包括配置为在平台110和130之间发送和/或接收数据和/或指令的无线或有线通信组件(例如，发送器、接收器、天线、光源、光检测器等)的任何组合。在一个示例中，在通信接口116是光通信接口的情况下，接口116可以包括一个或多个光源，这些光源被布置成发射调制光信号102以供包括在平台130中的光检测器接收。例如，信号102可以指示由传感器112收集的传感器数据。此外，在此示例中，接口116可以包括用于接收从平台130发射的调制光信号104的光检测器。例如，信号104可以指示操作传感器112和/或耦合到平台110的任何其他组件的指令。在这种情况下，控制器114可以基于经由接口116检测的接收指令来操作传感器112。

电力接口118可以包括一个或多个配置为在平台110和130之间无线(或有线)传输电力的组件。例如，接口118可以包括变压器线圈(未示出)，所述变压器线圈被布置成接收延伸穿过变压器线圈的磁通量，以诱导电流向平台110的一个或多个组件(例如，传感器112、控制器114、通信接口116等)供电。例如，变压器线圈可以围绕平台110的中心区域布置，与包括在平台130中的对应变压器线圈相对。此外，例如，设备100还可以包括延伸穿过接口118中的变压器线圈(和/或包括在平台130中的变压器线圈)的磁芯(未示出)，以引导磁通量穿过相应变压器线圈，从而提高两个平台之间的电力传输效率。其他配置也是可能的。

磁体(或多个)120可以由铁磁性材料(诸如铁、铁磁性化合物、铁氧体等)和/或被磁化以产生平台110的第一平台磁场的任何其他材料形成。例如，磁体120可以是钕铁硼(ndfeb)磁体。在另一示例中，磁铁120在其组合物中可不包括铁，且因此可为例如铝镍钴(alnico)磁铁等其它可能性。

在一个实现中，磁体120可以实现为围绕平台110的旋转轴呈基本圆形布置的多个磁体。例如，磁体120可以沿与旋转轴同心的圆布置，以产生朝向和/或穿过平台130延伸的组合磁场。此外，例如，磁体120的相邻磁体可以在交替方向上被磁化，使得沿着面向平台130的给定磁体的表面的给定磁体的磁极与沿着类似表面的相邻磁体的磁极相反。例如，通过这种布置，磁场可以从给定磁体的表面朝向平台130延伸，然后朝向相邻磁体的表面延伸。此外，另一磁场可从给定磁体的表面朝向平台130延伸，然后朝向另一相邻磁体延伸。

在另一实施例中，磁体120可以被实现为与第一平台的旋转轴同心的单个环形磁体。在该实现中，环形磁体可以被磁化以具有类似于上述多个磁体的磁化模式。例如，环形磁铁可以实现为具有多个环形扇区(例如，环形磁铁的相应径向轴之间的区域)的印刷磁铁。在该示例中，环形磁体的相邻环形扇区可以在交替方向上被磁化，以限定面向平台130的多个交替磁极。

在另一实施例中，磁体120可以实现为围绕平台110的旋转轴呈基本圆形布置的多个电磁铁。在该实现中，电磁体可以被磁化(例如，用具有特定方向的电流驱动)以具有类似于上述多个磁体的磁化模式。例如，基本上呈圆形布置的相邻电磁铁可以在交替方向上磁化，以限定面向平台130的多个交替磁极。

第二平台130可以被配置为旋转接头配置中的定子平台。例如，平台110的旋转轴可以延伸穿过平台130，使得平台110相对于平台130旋转，同时保持在距平台130的给定距离内。如图所示，平台130包括控制器134、通信接口136、电力接口138、导电结构140、电路150和磁场传感器190。为此，平台130可以由适于支撑安装或以其他方式耦合到平台130的各种组件的固体材料的任何组合形成。在一些示例中，平台130可以包括安装设备100的一个或多个组件(例如，接口136、138、传感器190等)的电路板。

例如，控制器134可以具有类似于控制器114的各种物理实现(例如，处理器、逻辑电路、模拟电路、数据存储等)。此外，例如，控制器134可以操作通信接口136发送指示数据或指令的发送的信号104，其分别类似于控制器114、通信接口116和信号102。例如，控制器134可以操作接口136(例如，收发器、天线、光源等)以提供指示操作传感器112和/或平台110的任何其它组件的指令的调制无线信号。此外，例如，控制器134可以从接口136接收指示从平台110发送的调制信号102的调制电信号。

通信接口136可以类似于接口116来实现，以促进平台110和130之间经由信号102和104的通信。

电力接口138可以类似于电力接口118来配置，并且因此可以与电力接口118一起操作以促进平台110和130之间的电力传输。例如，接口138可包括变压器线圈(未示出)，且控制器134可以被配置为使电流流过变压器线圈。然后，电流可以产生延伸通过电力接口118的对应变压器线圈(未示出)的磁通量，以诱导电流通过对应变压器线圈。因此，感应电流可以为平台110的一个或多个组件提供电力。

导电结构140可以包括导电材料(例如，铜、其他金属等)部分，其电耦合在一起以限定围绕平台110的旋转轴延伸以与磁体120产生的第一平台磁场重叠的导电路径。例如，导电结构140可以包括沿与平台110的旋转轴同心的圆第一共面布置的第一多个导电结构。此外，在该示例中，导电结构140还可以包括第二共面布置的第二多个导电结构，以平行于第一多个导电结构重叠。例如，在电路板实现中，第一多个导电结构可以沿电路板的单层布置或模式化，并且第二多个导电结构可以沿电路板的另一层布置或模式化。

继续上面的示例，设备100还可以包括多个电触点(未示出)，诸如导电材料，其延伸穿过例如电路板的两层之间的钻孔(例如，通孔)。电触点可以将第一多个导电结构耦合到第二多个导电结构，以限定围绕旋转轴延伸以重叠第一平台的磁体120的圆形布置的一个或多个导电线圈。然后，电路150(和/或控制器134)可以使一个或多个电流流过一个或多个线圈以产生在一个或多个线圈内延伸的第二平台磁场。第一平台磁场随后可与第二平台磁场相互作用以提供作用在平台110上的力或扭矩。然后，诱导力可以使平台110绕其旋转轴旋转。此外，在一些实例中，电路150(和/或控制器134)可以通过调整流过线圈的电流来调制第二平台磁场。例如，通过这样，设备100可以控制平台110围绕旋转轴的旋转方向或速率。

因此，电路150可以包括布线、导电材料、电容器、电阻器、放大器、滤波器、比较器、电压调节器、控制器和/或布置成提供和调制流过导电结构140的电流的任何其它电路的任意组合。例如，电路150可以被配置为调节电流以改变第二平台磁场，从而实现旋转平台110的特定旋转特性(例如，方向、速度等)。

磁场传感器190可以被配置为测量与磁体(或多个)120相关联的第一平台磁场的一个或多个特性(例如，方向、角度、大小、通量密度等)。例如，传感器190可以包括一个或多个磁强计，被布置成与磁体120和/或第一平台磁场重叠。示例传感器的非详尽列表包括质子磁强计、悬置效应传感器、铯蒸汽传感器、钾蒸汽传感器、旋转线圈传感器、霍尔效应传感器、磁阻器件传感器、磁通门磁强计、超导量子干涉器件(squid)传感器、微电子机械系统(mems)传感器和无自旋交换弛豫(serf)原子传感器等。在一个实现中，传感器190可以包括三维(3d)霍尔效应传感器，其根据正交坐标系表示(例如，x-y-z轴分量)或其他向量场表示输出传感器190位置处第一平台磁场的角度(和/或幅度)的指示。

因此，设备100可以使用来自传感器190的输出(或多个)作为确定平台110关于旋转轴的方向或位置的基础。例如，传感器190可以被定位为与在磁体120的两个相邻磁体之间延伸的第一平台磁场的一部分重叠。当第一平台110旋转时，该部分的角度可以在传感器190的位置处改变，因此电路150(和/或控制器134)可以对来自传感器190的输出进行采样以推断传感器190相对于两个相邻磁体的位置。

因此，通过这种布置，设备100可以使用磁铁(或多个)120作为制动平台110并测量平台110的方向(例如，磁性编码器)的组件(或多个)。这种布置可以提供具有降低的成本和更紧凑的设计的致动器和磁性编码器。

在一些实现中，设备100可以包括比所示组件更少或更多的组件。在一个示例中，可以在没有传感器190和/或所示的任何其他组件的情况下实现设备100。在另一个示例中，平台110和/或130可以包括附加的或替代的传感器(例如，麦克风等)、计算子系统和/或任何其他组件。另外，应当注意，所示的各种功能块可以以与所示不同的布置来布置或组合。例如，包括在平台110中的一些组件可以可选地包括在平台130中或实现为设备100的单独组件。

图2示出包括旋转接头的设备200的侧视图。如图所示，设备200包括转子平台210和定子平台230，可以分别类似于平台110和130。在所示的示例中，平台210的侧210a被定位在距平台230的侧230a的给定距离208处。平台210可以被配置为绕旋转轴206旋转的转子平台。此外，平台230可以被配置为定子平台，其响应于平台210围绕轴206的旋转而保持在距离208到平台210的范围内。在一些示例中，侧210a可以对应于平台210的平面安装表面(例如，电路板的外层)。类似地，例如，侧230a可以对应于平台230的平面安装表面。

iii.具有抖动磁极的磁环示例

图3a示出具有抖动磁极的磁环300。具体而言，图3a示出磁环300的俯视图，磁环300可以例如布置在平台230的230a侧。磁环300可替代地被称为环形磁铁、磁环或简单地称为环。在此示例中，磁环300包括八个磁极302、304、306、308、310、312、314和316(即，磁极302–316)。磁极302、306、310和314被磁化，其相应北极(“n”)面向页面外(即，从平台230指向平台210)。另一方面，磁极304、308、312和316被磁化，其相应南极(“s”)面向页面外(即，从平台230指向下方)。尽管在该示例中磁环300包括八个磁极，但是应当理解，磁极的数量可以从四个磁极到几百或几千个磁极，这取决于例如磁环300的尺寸。磁极302–316可以由离散磁铁、环形磁铁的环形扇区或电磁铁来限定。

磁极302–316的相邻磁极(例如磁极302和磁极304)之间的边界抖动。也就是说，边界相对于如果每个磁极的大小相等则具有的边界的位置移动。换句话说，磁极302–316中的每一个具有稍微不同的尺寸，导致磁环300周围的磁极边界的不均匀间隔(即不对称分布)。

在图3a中，线320、322、324、326、328、330、332和334(即线320-334)示出在磁极302-316中的每一个尺寸相等的情况下磁极边界将落在何处。也就是说，线320–334示出沿磁环300的磁极边界的均匀间隔(即对称分布)。线320至334限定的边界可以被称为标称边界。然而，在磁环300中，磁极302-316中相邻磁极之间的每个实际边界相对于标称边界320-334中的对应标称边界偏移相应量，从而限定磁极边界的特性偏移模式。例如，磁极304在线322之前开始并在线324之后结束，而在没有这种抖动的情况下，磁极304将在线322开始并在线324结束。

磁极302–316之间的跃迁或边界中的相应移位的模式可以被用于确定磁环300相对于另一结构的旋转位置，另一结构相对于其旋转。具体而言，在操作期间，相邻磁极之间的跃迁可以由磁场传感器测量。然后可以将测量的跃迁与磁环300的已知跃迁模式进行比较以识别其旋转位置，如下文更详细地描述的。例如，可以确定平台230(磁环300可耦合到其上)相对于平台210的位置。

图3b所示的表格总结了图3a所示的磁极边界的分布。即，图3b所示的列表示两个相邻磁极之间的跃迁(即边界)、该边界的对应标称跃迁角、实际磁极边界相对于标称跃迁角的移位、以及由此产生的磁极大小。即，从磁极316到磁极302的第一跃迁具有0度的标称跃迁角(对应于线320)，并且相对于标称跃迁角移位+1度。由此产生的磁极302的实际跃迁角为1度，磁极尺寸为43度。从磁极302到磁极304的第二跃迁具有45度的标称跃迁角(对应于线322)，并且相对于标称跃迁角移位-1度。由此产生的磁极304的实际跃迁角为44度，磁极尺寸为47度。

类似地，从磁极304到磁极306的第三跃迁具有90度的标称跃迁角(对应于线324)并且移位+1度，由此产生的磁极306的实际跃迁角为91度并且磁极尺度为45度。从磁极306到磁极308的第四跃迁具有135度的标称跃迁角(对应于线326)，并且移动+1度，由此产生的磁极308的实际跃迁角为136度，磁极尺寸为43度。从磁极308到磁极310的第五跃迁具有180度的标称跃迁角(对应于线328)，并且移位-1度，由此产生的磁极310的实际跃迁角为179度，磁极尺寸为45度。从磁极310到磁极312的第六跃迁具有225度的标称过渡角(对应于线330)，并且移位-1度，由此产生的磁极312的实际跃迁角为224度，磁极尺寸为47度。从磁极312到磁极314的第七跃迁具有270度的标称过渡角(对应于线332)，并且移动+1度，由此产生的磁极314的实际跃迁角为271度，磁极尺寸为45度。最后，从磁极314到磁极316的第八跃迁具有315度的标称跃迁角(对应于线334)，并且移位+1度，由此产生的磁极316的实际跃迁角为316度，磁极尺寸为45度。

在一些实施例中，被移位的磁极边界总数的一部分可以小于图3a和图3b中所示。也就是说，一些磁极边界可以被移位，而其他磁极边界保持在它们相应标称位置。在一个示例中，一个或多个磁极边界可以被移位，而其余磁极边界保持在其标称位置。值得注意，增加移位的磁极边界的数量使得磁环300对于由于磁环300上的老化或应力而引起的磁极边界的定位的制造变化和磁极边界的漂移具有更大的弹性。另外，增加移位的磁极边界的数量允许基于磁环300的完全旋转的更小子集来确定磁环300的旋转位置，而不是使用较小数量的移位的磁极边界来确定磁环300的旋转位置。

在一些实施例中，其他移位值可用于每个跃迁。即，这些跃迁可以偏移或抖动超过1度。在使用磁环300作为马达的一部分的实现中(即，其中磁环300是马达的定子)，抖动量可以部分地由期望马达性能来确定。即，当磁环300不包括任何抖动使得磁极302-316对称地分布在磁环周围时，马达可以最佳地运行。例如，控制器134可以用电流模式驱动导电结构140，假设磁极302-316具有相同的尺寸，因此，它们之间的边界均匀地间隔。较大抖动可能导致电流模式与磁极302–316的间隔不匹配，由此产生不理想的马达行为(例如，振动、输出转矩变化等)。然而，一些抖动(例如，高达3度)可能不会显著地影响马达的性能，但是可以允许确定磁环300的位置。

值得注意，可以选择移位值，使得由马达产生的反电磁力(即，反emf)模式不受跃迁的抖动的影响(例如，与磁环300中不存在抖动的情况相同)。例如，可以选择移位值，使得当反emf在与磁环300的多个对应极相互作用的多个线圈(形成马达)上求和时，反emf模式在多个磁极上保持恒定。当组成磁环300的磁极数量增加时，跃迁抖动对马达性能参数(如转矩、振动、反emf等)的影响可能减小。

每个边界包括的抖动量也可以基于磁极302–316之间的边界的预期漂移。即，随着磁环300老化、经历机械扰动和/或经历导致这种漂移的其它条件，边界可以在磁环300的寿命期间从其原始位置漂移。由于磁环300的制造处理中的变化，边界也可能与其预期(抖动)位置不同。因此，抖动量可以被选择为大于边界位置中的最大预期漂移或制造变化。例如，抖动量可以被选择为比最大预期漂移或制造变化大10倍，从而减轻由于磁环300的老化和制造变化而引起的噪声的影响。可选地，在另一示例中，抖动量可以被选择为比平均预期漂移或制造变化大5倍。

相邻磁极之间的抖动跃迁可以在操作期间被一个或多个磁场传感器检测。检测的抖动模式可以与磁环300的已知抖动模式(即，特性移位模式)相关，并且因此用于确定磁环300相对于磁场传感器和该传感器耦合到的任何结构的位置。为此，图3c示出了与磁环300相对应的已知抖动模式。即，图3c中的顶部和底部图表分别示出作为磁环300的角位置和时间的函数的磁场传感器的预期响应。

图3c用虚线表示标称跃迁角，用实心箭头表示实际跃迁角。也就是说，从南到北的跃迁显示为指向上的箭头线，而相反的跃迁显示为指向下的箭头线。对于任何两个相邻磁极，标称边界和实际边界之间的差异(即偏移量)通过箭头线与其最近虚线之间的水平距离直观地表示。底部图表中的时间戳被表示为磁环300旋转周期τ的函数。因此，一个周期对应于360度，半个周期对应于180度，四分之一周期对应于90度，依此类推。

值得注意，图3c中所示的图表示出当磁环300以恒定角速度旋转时磁场传感器的预期响应。在某些情况下，当角速度不恒定或基本恒定(即，角加速度小于阈值)时，特性模式可能不可用于确定磁环300的角位置。也就是说，当角速度至少不是基本恒定时，在两个磁极之间的边界上观察到的任何移位可能是由速度的变化而不是磁极的抖动引起的。然而，观察到的边界中的移位可以在磁环300的两个或多个旋转上一起平均，从而允许即使磁环300的旋转速度不是基本恒定时也能够确定磁环300的位置。

iv.抖动模式选择示例

确定磁环300的旋转位置可以涉及监控磁场传感器在一段时间内观察到的磁场变化。具体而言，对于与利用磁环300的系统或设备相关联的磁场传感器、电路或控制系统(例如，控制器114或134)观察到的每个上升沿(即从南向北的跃迁)和下降沿(即从北向南的跃迁)可以被配置为确定维持分别指示北极或南极的输出值的持续时间。例如，当磁场传感器的输出被表示为方波时，电路可以被配置为对该方波的相应高和低部分的持续时间进行计数。对于n个检测跃迁的每一个，这些持续时间可以被表示为t(n)。可选地，在一些实现中，可以确定每个上升沿和下降沿的时间。然后，可以基于连续边沿之间的时间量来确定连续上升沿和/或下降沿之间的时间长度，从而提供类似于方波的高值和低值的测量持续时间的信息。

由于磁环300以恒定角速度旋转，因此可以为每个持续时间t(n)确定对应的角距离a(n)。即，a(n)＝360°×f×t(n)，其中，f表示以赫兹为单位的旋转频率，a(n)表示以度为单位的角距离。该角距离可以进而被用于对任何检测的跃迁确定测量移位模式b(n)。即，b(n)＝a(n)-360/k，其中，k表示磁环300中的磁极数量。测量移位模式b(n)可以与磁环300的特性移位模式相关，表示为ε(n)。具体而言，ε(n)信号的多个延迟版本可以与b(n)信号相比较。此操作可替代地称为b(n)和ε(n)两者之间的互相关、滑动点积或滑动内积。

通过计算(“等式1”)，可以确定在测量移

位模式和特性移位模式之间产生最小差的m值。这个m值表示分开(i)图3a的磁极302和304之间的跃迁和(ii)测量序列中的第一跃迁的磁极数量，从而指示磁环300相对于磁场传感器的实际角度位置。值得注意，除了欧几里德范数之外的范数可以用在等式1的替代表达式中。

测量移位b(n)表示ε(n)的其上叠加了噪声的延迟版本。也就是说，由磁场传感器测量的量反映磁环300的预期磁场模式，但是也包括由于实际操作条件而产生的噪声。因此，最小化上述等式1的m值将最容易识别何时(i)ε(n)与其自身的乘积具有高值，(ii)ε(n)与其自身的时移版本(例如，ε(n-m))的乘积具有低值(即，远低于(i))，以及(iii)任何预期的噪声小于(i)和(ii)之间的差。

换句话说，为了精确地将测量移位模式映射到磁环300的特性移位模式，从而使得磁环300的实际位置易于检测，特性移位模式ε(n)应该使a(0)最大化且a(2m)最小化(当时m≠0时)，其中，(“等式2”)。换言之，当b(n)和ε(n)的时移版本对齐使得测量移位模式匹配特性移位模式(即，正确检测磁环300的位置)时，b(n)和ε(n)的时移版本之间的相关性应为最高，当b(n)和ε(n)的时移版本未对齐时，b(n)和ε(n)的时移版本之间的相关性应为低。

值得注意，最小化a(2m)假设测量的上升沿与特性模式中的上升沿、而不是下降沿进行比较。也就是说，以步长大小2执行相关，以避免比较上升沿和下降沿(预期不会产生正匹配)。相反，当相关性忽略给定沿是上升还是下降，而只是将测量跃迁移位与特性移位模式中的不同移位进行比较时，a(m)应被最小化。也就是说，以步长大小1执行相关，忽略沿是上升还是下降，而是聚焦于测量移位值和已知移位值之间的相似度。

因此，可以使用等式2选择特性移位模式ε(n)(例如，图3b的第3列)。具体而言，可以选择特性移位模式，使得(i)ε(n)的自相关的最大值(即ε(n)与其自身的相关)超过第一阈值以及(ii)ε(n)的自相关的第二高值小于第二阈值。可选地，可以选择特性移位模式，使得特性移位模式的自相关的最大值与第二最高值之间的差大于第三阈值。值得注意，该第三阈值表示系统在仍然正确识别磁环300的位置的情况下能够容忍的噪声程度。

值得注意，可以以多种方式选择特性移位模式。在一个示例中，可以手动确定多个不同移位值，并使用等式2进行评估。例如，每个边界处的移位值可以具有由期望马达性能所指示的2度的最大值。可以手动生成组合，直到找到令人满意的组合(例如，如上所述，超过第三阈值的组合)。可选地，候选移位值可以由计算设备以编程方式生成和评估。可以选择在磁环300中物理地实现超过第三阈值最大量的移位值的组合。然而，另一种方法可以涉及通过数值模拟找到等式2的最佳值。其他方法可以采用各种技术来生成低自相关二进制序列。

在一些实现中，一旦测量移位模式成功地与特性移位模式相关并且确定磁环300的旋转位置，则可能降低附加相关性的频率。例如，当在马达启动时，使用上面讨论的相关性处理来确定磁环300的绝对位置时，可以继续监视旋转位置而没有附加相关性。相反，可以基于由磁场传感器检测到的上升和下降跃迁的模式来监视磁环300的旋转位置。然而，相关性处理可以以较低的频率重复(例如，每100转vs.每1转)以例如验证磁环300的位置。

v.用于磁环指纹识别的示例传感器定位

如上所述，单个磁场传感器可以用于在磁环300旋转时检测磁环300的磁场模式。可以将该磁场模式与特性场模式进行比较以确定磁环300的旋转位置。这种比较可能涉及计算测量磁场模式和特性移位模式之间的相关性。在一个实现中，可以用步长大小1来执行该计算，从而将每个检测的移位值与反映在特性移位模式中的每个已知移位值进行比较，因此忽略特定移位是上升跃迁还是下降跃迁。

在另一个实现中，可以用步长大小2执行该计算，从而在(i)测量移位模式中的上升跃迁到特性移位模式中的上升跃迁和(ii)测量移位模式中的下降跃迁到特性移位模式中的下降跃迁之间进行比较。值得注意，上升跃迁可能无法与下降跃迁相比较，反之亦然。由于由磁环300中的不同磁极产生的磁场的相应方向是交替的，因此步长大小2得到这种类型的跃迁意识(transition-aware)比较。

因此，这种跃迁意识相关性可能需要大约一半的时间来计算为忽略跃迁类型的相关性。另外，跃迁意识相关性排除了不正确的可能旋转位置(由于测量移位模式中的跃迁与特性移位模式的那些不匹配)，从而降低了确定错误旋转位置的可能性。此外，在可以使用跃迁意识相关性确定其位置之前，磁环300可能不需要完成相对于磁场传感器的整个旋转的很大一部分(否则需要在没有跃迁感知比较的情况下完成)。相反，在磁环300完成完整旋转的这一大部分的子集之后，跃迁意识相关性可能能够明确地确定磁环300的位置。

另外，在一些实现中，利用磁环300的系统或设备可以在确定磁环300的位置时采用多个磁场传感器。值得注意，附加磁场传感器可以围绕磁环300的圆周隔开，并且因此可以在给定时间窗口内或者对于磁环300的给定角位移，检测比单个磁场传感器更多的磁极跃迁。

图4示出围绕磁环300的磁场传感器400、402和404(即，传感器400-404)的示例布置。传感器400–404可以连接到平台210的210a侧，使得它们相对于磁环300(连接到平台230的230a侧)移动，从而检测穿过磁极302–316的磁场的特性的变化。

在一个实现中，传感器400可以布置在0度处，传感器402可以布置在100度处，传感器404可以布置在220度处。也就是说，传感器402可以与传感器400分开100度，传感器404可以与传感器402分开120度，传感器404可以与传感器400分开140度。因此，通过将磁环旋转140度，传感器400–404可以共同检测其上的每个跃迁。

来自传感器400–404中的每一个的信号可以被组合成上升沿和下降沿的单个系列，并用于确定磁环300的旋转位置，非常类似于特性移位模式。图5示出由与传感器400–404中的每一个相对应的相应模式组成的示例复合模式。即，图形500示出当磁环从图4所示位置旋转360度时，传感器400在一段时间内测量的磁场模式。类似地，图形502示出当磁环从图4所示位置旋转360度时，传感器402在同一时间段内测量的磁场模式。最后，图形504示出当磁环从图4所示位置旋转360度时，传感器404在同一时间段内测量的磁场模式。

图形506示出当磁环从图4所示位置旋转360度时，所有传感器400–404在这段时间内测量的上升沿和下降沿的复合模式。也就是说，图形506组合图形500-504中所示的上升沿和下降沿，用不同的对应线模式分别表示，以示出由传感器400-404产生的复合特性模式。图形506的复合特性模式特定于磁环300的移位模式和磁场传感器400–404的定位。换句话说，改变磁环300的特性移位模式或传感器400-404中的一个或多个的位置将产生不同的复合特性移位模式。

值得注意，当传感器400–404围绕磁环300不对称地间隔(例如，彼此之间没有120度的间隔)时，图形506中的复合特性模式是非周期的。具体而言，即使在忽略特定上升沿或下降沿的源时(即，如果用一个模式显示所有线)，特性模式也是非周期的。结果，当磁场传感器400–404围绕磁环300不对称地定位时，可以不考虑每个上升沿或下降沿的源来确定磁环300的角位置。相反，可以通过组合来自传感器400–404的所有信号而不跟踪每个信号的源来生成复合模式。然后可将复合模式与磁环300和传感器400–404的已知特性复合模式相关，以确定磁环300相对于传感器400–404的相对位置。

当传感器400–404中的每一个跟踪上升沿和下降沿二者时，相关性可以以大于2的步长大小进行。例如，当传感器400–404中的每一个检测到一个边沿时，形成3个边沿的复合模式(例如，上升-下降-下降)。该检测的复合模式可以与具有相同的上升沿和下降沿序列的已知复合模式的部分相关，但是不能与具有不同的上升沿和下降沿序列的部分相比较，因为这样的比较预期不会产生正匹配。

磁场传感器400–404可以围绕磁环300隔开，以便在这些传感器之间产生期望的电相位差。例如，传感器400–404的间隔可以使得由此产生的方波预期为60度的异相，而传感器400–404保持在磁环300周围的机械不对称布置中。在该实现中，测量复合模式可以包括六个沿的重复模式(例如，上升-上升-上升-下降-下降-下降)，其中每个沿反映相对于相邻极点之间的预期标称边界的测量移位。因此，该检测的复合模式可以使用步长大小6与已知复合特性模式相关。

在一些实现中，传感器400–404可以以对称方式(例如，彼此间隔120度)围绕磁环300隔开。在这种情况下，复合特性模式还可以用于确定磁环300相对于传感器400–404的位置。然而，由传感器400–404中的每一个产生的模式将每隔120度周期性地重复。例如，当磁环300旋转120度时，传感器402将产生第一输出模式。当磁环300逆时针再旋转120度时，传感器400将产生与第一输出模式大致相同(除了任何噪声)的第二输出模式。

如果传感器400–404生成的上升沿和下降沿的各个模式在不考虑每个模式的源的情况下进行组合，则得到的复合模式将具有在单个旋转期间重复3次的周期性特征。因此，为了确定当传感器400–404对称地间隔时磁环300的旋转位置，可以跟踪复合模式中的每个信号的源。即，在计算相关性时，可以跟踪和考虑每个上升沿和下降沿的源。因此，尽管整体特性模式可以由具有给定的上升沿和下降沿模式的重复部分组成，但是可以通过考虑产生每个上升沿或下降沿的传感器来消除该重复部分的不同实例之间的歧义。

因此，使用多个传感器400–404的一个优点是能够确定磁环300的位置，而磁环300不会像使用单个传感器时那样完成整个旋转的很大一部分。在某些情况下，来自传感器400–404的数据可以附加地或可选地用于向相关处理提供冗余。也就是说，来自传感器400–404的每个单独的测量磁场模式可以单独地与特性移位模式相关，以确定磁环300的相同位置是在所有三个传感器上还是在其大多数传感器上确定的。因此，当一个传感器遇到可能会导致错误位置确定的噪声时，其他传感器的数据可以用于通过允许验证或校正确定的位置来减轻此噪声的影响。值得注意，当磁环300形成无刷马达的一部分时，来自传感器400–404的数据也可用于确定形成无刷马达的导电线圈的换向顺序。

vi.其他示例操作

图6示出与确定磁环的旋转位置相关的操作的流程图600。这些操作可与设备100或200或磁环300中的任何一个一起使用。这些操作可以由例如控制器114、控制器134或配置为执行这些操作的电路来执行。

块602可以涉及产生第一磁场，与由安装到第一平台的磁环的四个或更多个磁极产生的第二磁场相互作用，使得第一平台相对于第二平台围绕旋转轴旋转。

块604可以涉及从连接到第二平台的磁场传感器接收指示第二磁场的特性的数据。四个或更多个磁极的相邻磁极之间的每个相应边界相对于在磁环周围由四个或更多个磁极的边界的均匀间隔限定的对应标称边界移位。

块606可以涉及基于从磁场传感器接收的数据来确定磁场模式。在一些实施例中，磁场模式可选地被称为测量磁场模式。

块608可以涉及通过将磁场模式与磁环的特性移位模式相关来确定第一平台相对于第二平台的旋转位置。特性移位模式由磁环的四个或更多个磁极的移位边界限定。

在一些实施例中，产生第一磁场可以涉及使电流流过包括在第二平台中的导电路径。

在一些实施例中，电路可以被配置为(i)在第二平台相对于第一平台旋转时基于由磁场传感器产生的数据确定磁场模式，并且(ii)通过将特性移位模式与测量磁场模式相关来确定第一平台相对于第二平台的旋转位置。

在一些实施例中，四个或更多个磁化磁极可以在交替和相反方向上磁化。所述方向可包括基本上平行于轴的第一方向和与第一方向相反的第二方向。例如，基本平行可以包括与完全平行的最多10度偏差。

四个或更多个磁极包括k个磁极。第n磁极和顺时针方向与第n磁极相邻的后续磁极之间的标称边界通过360n/k度限定。

在一些实施例中，四个或更多个磁极可以包括偶数个磁极。

在一些实施例中，四个或更多个磁极的相邻磁极之间的每个相应边界可以相对于对应标称边界偏移相应移位量，以提供特性移位模式的选定自相关。

在一些实施例中，选定自相关的最大值可以超过选定自相关的第二高值至少一个阈值。

在一些实施例中，磁环的特性移位模式可以包括(i)表示磁场方向从第一方向到第二方向的变化的第一类型的跃迁和(ii)表示磁场方向从第二方向到第一方向的变化的第二类型的跃迁。可以确定测量磁场模式内的第一类型和第二类型的跃迁模式。可以通过(i)将磁场模式内的第一类型的跃迁与特性移位模式内的第一类型的跃迁相关联以及(ii)将磁场模式内的第二类型的跃迁与特性移位模式内的第二类型的跃迁相关联，确定第一平台相对于第二平台的旋转位置。

在一些实施例中，第二平台可以被配置为以恒定角速度相对于第一平台旋转。确定第一平台相对于第二平台的旋转位置可以涉及确定在磁场模式内检测两个相邻边界之间的时间段。可以基于时间段确定两个相邻边界之间的角位移。可以基于(i)角位移和(ii)由磁环上四个或更多个磁极边界的均匀间隔限定的标称磁极大小，确定两个相邻边界中至少一个的测量移位。可以确定测量移位与特性移位模式内的一个或多个特性移位之间的差。可以确定使差最小化的(i)特性移位模式和(ii)测量磁场模式之间的偏移。偏移可以指示磁环相对于磁场传感器的角位置。

在一些实施例中，磁场传感器可以包括围绕磁环的圆周不对称布置的多个磁场传感器。磁环的复合特性移位模式可以包括预期由多个磁场传感器中的每一个基于移位边界检测的磁场模式的组合。可以为多个磁场传感器中的每一个确定相应磁场模式。可以通过组合为多个磁场传感器中的每一个确定的相应磁场模式来确定复合磁场模式。可以通过将复合磁场模式与复合特性移位模式相关联，确定第一平台相对于第二平台的旋转位置。

在一些实施例中，复合特性移位模式在磁环的一次旋转期间可以是非周期的。

vii.结论

本发明不限于本申请中描述的特定实施例，这些实施例旨在作为各个方面的图示。可以在不脱离其精神和范围的情况下进行许多修改和变化，这对于本领域技术人员将是显而易见的。除了本文列举的那些方法和装置之外，根据前述描述，本发明范围内的功能等效的方法和装置对于本领域的技术人员显而易见。这些修改和变化意在落入所附权利要求的范围内。

以上详细描述参照附图描述所公开的系统、设备和方法的各种特性和功能。在附图中，除非上下文另有规定，否则相似的符号通常标识相似的组件。本文和附图中描述的示例实施例并不意味着限制。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以进行其它改变。将容易理解，如本文中一般描述并在附图中示出的，本发明的各个方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些配置都在本文中明确考虑。

表示信息处理的块可对应于可被配置为执行本文所述方法或技术的特定逻辑功能的电路。可选地或者另外，表示信息处理的块可以对应于模块、段或程序代码的一部分(包括相关数据)。程序代码可以包括可由处理器执行的一个或多个指令，用于实现该方法或技术中的特定逻辑功能或动作。程序代码或相关数据可以存储在任何类型的计算机可读介质上，诸如包括磁盘或硬盘驱动器或其他存储介质的存储设备。

计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质，诸如短时间段存储数据的计算机可读介质，例如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(ram)。计算机可读介质还可以包括将程序代码或数据存储更长时间的非暂时性计算机可读介质，例如，诸如只读存储器(rom)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(cd-rom)的辅助或持久长期存储。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可被视为计算机可读存储介质，或有形存储设备。

此外，表示一个或多个信息传输的块可以对应于同一物理设备中的软件或硬件模块之间的信息传输。然而，其他信息传输可以在不同物理设备中的软件模块或硬件模块之间进行。

图中所示的具体安排不应被视为限制性的。应当理解，其他实施例可以包括给定图中所示的每个元件的更多或更少。此外，可以组合或省略所示出的一些元件。此外，示例性实施例可以包括图中未示出的元件。

虽然本文公开了各种方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员来说是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例是为了说明的目的，并不意在限制，真正的范围由所附权利要求指示。