CN113692503B - 用于借助能量引导链进行位置确定的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于借助能量引导链(1)进行位置确定的系统(20；40)，所述能量引导链用于引导供给管线，其具有在端部侧固定在携动件(4)上的可运动部段(1A)和静止部段(1B)，携动件沿着移动路段来回移动。所述系统具有用于位置确定的传感器装置(12；41)，所述传感器装置安装在携动件(4)上。在变型中，系统(20)具有沿着移动路段布置的、用于侧向引导能量引导链(1)的引导构件(28A，28B)，在引导构件中，至少一个具有至少一个用作位置参考的参考部件(23A，24)。在系统(40)的另一变型中，能量引导链(1)的至少每第n个链节(2)具有至少一个紧固在其上的参考部件(44)。在两种变型中，用于位置确定的传感器装置(22；41，42)分别与单个的参考部件(23A，24；44)共同作用，这实现所述当前位置的更好的和更可靠的确定。

Description

用于借助能量引导链进行位置确定的系统
技术领域
本发明总体上涉及一种用于借助能量引导链进行位置确定的系统，所述能量引导链用于动态地引导如线缆、软管或者诸如此类的供给管线。
能量引导链典型地由在纵方向上铰接地链接的链节组成，所述链节提供用于供给管线的接收空间。它们在移动时典型地构成在端部侧固定在一接头点上的第一部段和在端部侧固定在携动件上的、可运动的第二部段，其中，携动件可沿着移动路段来回移动或者说可运动，尤其可线性地移动。在部段之间，能量引导链构成携同移动的转向弧。
本发明尤其涉及一种用于借助这种类型的能量引导链进行位置确定的系统，在所述能量引导链中，在携动件侧安装有传感器装置，所述传感器装置适用于位置确定。除此之外，在当前，能量引导链或者链节的结构型式不重要。
背景技术
WO 2014/102170 A1说明了一种用于长的移动路径的能量引导链，其具有驱动装置，该驱动装置支持运动的部段并且由控制单元控制，以便减小能量引导链的、尤其由拉力和推力引起的负荷。在一个实施例中，提出一种路径传感器，该路径传感器与控制单元连接，用于确定移动路径，以便控制驱动装置的驱动或者制动作用。可运动的接头区域的运动借助路径传感器求取，然而在此没有提出位置确定。原则上，这类路径传感器可能会用于位置确定。然而，用例如在WO 2014/102170 A1中示出的滚动式的转动发送器不可排除打滑，从而几乎不可实现可靠的位置确定。
在WO 2018/115528 A1中，根据一方面，提出了一种传感器模块，为了定量地检测运动学的参量，该传感器模块布置在可运动的部段的端部区域处或者布置在携动件上。例如，提出一种3轴的加速度传感器作为传感器。这样的加速度传感器使得能够确定在运行时走过的移动路径或者所移动的路段。此外，这样的传感器模块也使得能够通过在时间上维持运动(例如，合适的信号处理)来确定瞬时位置并且基本上不易受干扰。
WO 2018/115528 A1的另一方面(参看在那里的图1A、图2)使用分散的光栅或者接近开关，所述光栅或者接近开关仅仅提供能量引导链的位置或者空间位置的不精确的、粗略的识别。相应的适用于在DE 20 2018 101 942 Ul或者说随后公布的WO 2019/197284 A1(那里的图5A)中的、具有光栅的布置。
然而，以这两种方案只能有条件地实现机器或者设施的携动件或者说移动的接头点在运行时持久可靠的位置确定。尤其，它们仅仅提供有限的位置精确度，因为在所求取的相对位置中的偏差(例如由打滑引起)或者相对的测量误差在时间上相加。此外，以上所提到的方案在静止状态下或者在重新初始化时不提供关于当前绝对位置的任何信息。
发明内容
因此，本发明的第一任务在于，提出一种用于借助能量引导链进行位置确定的改进的系统，该系统在运行时是稳健的并且能够以尽可能小的花费安装在应用的地点。优选应实现在运行时更可靠和/或更精确地确定绝对位置。然而，在当前，位置确定不一定理解为在测量技术的意义下的测量，而是总体上理解为携动件的位置的定量的求取或者检测。
所提出的解决方案应当能够多方面地使用并且尤其能够被纳入机器或者设施的由能量引导链供给的、可运动的部分(以下简称机器件)的控制中。尤其是，所提出的系统也应能够替代现有或已知的用于位置确定的单独的系统。
本发明尤其涉及携动件或者运动的机器件沿着线性的移动路段(即涉及假想的线)的一维的(即1D的)确定或者说1D检测。
本发明的第一解决方案或者说方面涉及一种能量引导链，该能量引导链配备有一引导组件，该引导组件具有沿着移动路段布置的、用于在移动时侧向地引导能量引导链的引导构件。典型地，为此使用具有对置的侧壁件的、所谓的引导槽，然而也能够设想其他结构类型。这种引导组件在长的移动路径(从5m起通常超过10m)的情况下使用，以防非期望的向侧向的运动。
根据本发明，根据第一方面提出，引导组件的引导构件中的至少一些具有用作传感器装置的位置参考的至少一个参考部件。传感器装置因此能够与这样的单个的参考部件共同起作用，以实现相对可靠或者稳健的位置确定。
通过使用参考部件能够将相对偏差的影响或者说相对位置的确定限制在移动路径的单个的纵向区段上。因此，在引导组件上的参考部件能够类似于浮标、航标或者里程碑地被用于更好和更可靠地确定当前位置、尤其绝对位置。
参考部件或者能够作为单独的部件(必要时，为了维护目的而可松脱地)紧固在相应的引导构件上，或者能够作为引导构件的集成的组成部分与所述引导构件制造在一起。在这两种情况下，参考部件地点固定地设置在相应的引导构件上。
从引导组件的构件(例如单个的侧壁件或者底部引导元件)的已知的并且在空间中相对于进行支撑的结构固定的位置出发，设置在其上的参考部件的方位和位置也固有地预先给定并且将其作为绝对位置预先确定或者可确定。
第二解决方案或者说第二方面也能够使用在没有附加的引导组件的能量引导链中。
根据本发明，根据第二方面提出，除了携动件侧的传感器装置之外，用于位置确定的另外的第二传感器装置地点固定地安装在静止的接头点上，并且至少每第n个链节具有至少一个参考部件，所述参考部件安装或者紧固在链节上或者与所述链节集成地制造。由此，根据携动件或者运动的部段沿着移动路段的移动位置，或者第一传感器装置或者第二传感器装置能够与链节的单个的参考部件共同起作用并且总体上实现相对可靠地或者稳健地确定尤其携动件或者必要时也是能量引导链的位置。在这种情况下，能量引导链自身能够用作度量具体化或一种类型的卷尺并且能够将位置作为相对于能量引导链的当前方位的位置来检测。
两种方案能够作为用于由能量引导链供给的设施/机器的运动的部分进行位置确定或者位置求取或者位置监测的解决方案使用。通过以上所提到的两种设计(尤其与特意地设置的常规的位置系统相比)在最大程度上省去附加的安装花费，因为参考部件与既定地设置的能量引导链或者其引导组件安装在一起。
第一种方案在使用寿命上实现总体上更精确的确定，尤其是也直接用于绝对位置的确定并且也在非常长的移动路径的情况下实现。
第二种方案首先使得能够确定关于链节(即链的长度)的相对位置。然而，由于已知的链长度和标称走向，由此也能够求取关于携动件的当前相对位置或者还有绝对位置的信息。在这种方案中，必要时能够使用链节的现有的构件(例如横向接片)作为参考部件(必要时也不包括附加的构型特征)，因为它在链节上的位置在结构上预先确定。
两种方案实现参考部件与传感器装置在静止的状态下(也就是说在停机状态下)和在能量引导链沿着移动路段移动时共同起作用。两者都能够用相对少的花费稳健地构型。相对于常规的用于位置测量的专门系统，两者提供了显著的安装节省，因为该系统固有地能够与能量引导链或者其引导组件装配在一起。此外，两种方案在长的移动路径(也就是说，大的长度、例如>10m的系统)的情况下是特别有利的。
优选的线性移动路段能够水平地伸展并且具有至少5m(典型地>>10m，并且直到>100m)的总长度。运动的机器件的移动路段越长，本发明提供对安装花费的越多的节省，尤其与已知的位置系统相比，例如用于检测起重机吊运车(英语，crane trolley)的运行的绝对位置的系统，例如在集装箱桥中是典型的。
在优选的实施方式中，传感器装置与单个的参考部件无接触地共同起作用，从而不出现磨损现象并且能够实现高的使用寿命。这尤其能够由电磁的传感装置实现，优选通过无线电或者通过光学的传感装置实现。声学的传感装置(优选通过超声)也是能够设想的。原则上，可以在传感器装置和单个的参考部件之间的自由空间中使用各种类型的波传递，所述波传递实现距离确定或者说间距测量。
参考部件能够以关于移动路段的纵方向预先确定的、尤其均匀的间距布置在引导组件或者说链节上，从而每个参考位置提供关于到移动路段的起点或者终点的间距的直接结论。
不论布置如何，对于绝对位置的可靠确定有利的是，每个参考部件具有单义的标志，所述单义的标志能(例如在参考移动的框架下或者在初始化和训练系统时)沿着移动路段对应一位置、尤其与应用相关的绝对位置。
对于在户外的应用有利并且在天气影响方面尽可能少受干扰的是基于无线电的位置确定。在此，参考部件能够实施为能发射的无线电电路并且传感器装置能够具有相应的接收器。原则上，反过来的布置也在本发明的框架下，然而关系到较高的电缆敷设花费或者信号传输花费。
无线电信号提供实现距离测量的三个基本的特性(即，信号强度、传播时间和射入方向)。在优选的实施方式中，优选地进行最小二乘法(Lateration)或者说一维的确定，并且因此，作为距离测量的方法，优选使用这样的基于传播时间(英语：time-of-flight：TOF)和/或接收信号强度(英语：received signal strength：RSS)的方法，即下述特性中的一种：
i)传播时间(TOF)：在发射器和接收器之间的间距相应于所传输的信号的电磁传播时间。距离能够在传输时间(开始时间)已知的情况下由信号在接收器上的到达时间(英语：time-of-arrival：TOA)的测量或者由在不同的地点上的接收时间的差(到达的时间差)来确定。所接收的信号的相位或者到达相位(POA)能够看作是传输时间的表达；和/或
ii)接收信号强度(RSS)。电磁波的功率密度与到源的距离的平方成反比。在发送功率已知或者预先给定的情况下，能够由信号强度测量对距离进行估计。
在一维的距离确定时，能够进行简单的最小二乘法，在了解先前位置的情况下，不必接收多个参考部件以确定沿着移动路段的位置。
详细的实现或者测量技术对于本发明不重要，能够使用每种合适的、本领域技术人员已知的技术。关于基于无线电的距离测量，参考来自专业书的教导：Bensky，Alan.(2016)“无线定位技术和应用”(第2版；出版商：Artech House Publishers；ISBN-10：1608079511)。例如由BTG Positioning Systems公司(NL-3261LB，荷兰)以“RFM1.2”的标志提供一种合适的基于无线电的测量技术。
对于一种具有少的线缆敷设花费的节能的解决方案，能够使用呈无源的无线电电路、优选无源的应答器、尤其RFID应答器形式的基于无线电的参考部件或者无线电部件。这样的无线电电路尤其能够由传感器装置的进行询问的发射器的无线电功率馈送，并且在这种情况下不需要自身的能量供给，也就是说，没有供给导线。
替代地，参考部件也能够实施为有源的无线电电路、尤其导线连接的无线电电路。例如，这使所有的参考部件与系统时间同步变容易，以发送时间戳用于在传感器装置中的传播时间测量。
对于无源的无线电参考，传感器装置能够实施为发射器/接收器，例如类似于RFID读取装置，或者对于有源的无线电参考，当例如有源的无线电参考在不询问的情况下自主地发出无线电信号(例如具有发送时间戳和/或参考部件的标志)时，也能够实施为纯的接收器。
在有源的或者无源的无线电部件作为位置参考的情况下，每个传感器装置具有对于所使用的无线电技术合适的天线组件。所述天线组件优选定尺寸为使得在沿着移动路段的每个移动位置中至少一个无线电部件位于天线组件的起作用的接收区域中。
所使用的无线电部件优选在IFM频率带中工作。能够使用各种常见的无线电技术，例如根据IEEE 802.11协议家族的WLAN/Wi-Fi技术，特别适合用于到达时间(TOA)的测量，或者也能够使用根据IEEE 802.15协议家族的蓝牙和ZigBee特别用于接收信号强度测量(RSS)。然而优选地，使用一种节能的解决方案、例如RFID或者低功耗蓝牙(BLE)。在没有附加措施的情况下，已能够借助纯的无线电参考部件实现在厘米范围内的精度。
替代或者补充于无线电技术，参考也能够光学地和/或电磁式地(例如电感式地或者电容式地)作为可读的标记、尤其作为经编码的标记或者代码标记(例如以条形码结构)实施。这样的标记优选用作度量具体化并且能够借助于传感器装置的光学的和/或电磁的传感器检测，例如无接触地扫描。基于标记(例如标记轨迹)的读取或者扫描的检测是非常稳健的并且能够提供高的精度，尤其在用光电探测器或者说光传感器、光学的探测器、光电子的传感器或者诸如此类的进行光电扫描的情况下能够提供高的精度。可以考虑例如具有以光学扫描的代码轨的路径编码系统作为经编码的标记，例如可通过Pepperl+Fuchs(德国曼海姆DE-68307)的“WCS”标志获得。优选地，在此，根据这类代码轨的原理的代码轨迹作为集成的组成部分通过凹进部纳入到引导槽的侧壁件中，例如通过相应的再加工。然而，简单的孔带或者没有编码的孔轨迹(例如具有不变的孔间距)也已经允许相对精确的绝对位置确定并且能够简单地制造。
对于在两个无线电参考部件之间的路径段补充地，也能够设置通过增量式发送器或者绝对发送器进行附加的相对测量，以实现还更精确的位置确定并且同时通过参考化(Referenzieren)来减小相对测量误差。标记相对于电磁的干扰能够是较不敏感的并且必要时能够如无线电解决方案这样也在不利的环境条件下使用。
在具有引导组件的第一方面的优选实施方式中，所述引导组件实施为包括侧壁件的引导槽。这样的侧壁件在纵方向上在两侧上沿着移动路段贯穿地相继地地点固定地布置。在此，两个对置的侧壁件分别构成引导槽的一个区段。因此，优选在引导槽的一侧的至少每第n个侧壁件上、尤其在每个侧壁件上分别设置有至少一个参考部件。因此，固定地装配在与应用相关的支撑结构上的侧壁件能够用作参考部件的支架，从而这些部件固有地与侧壁件一起在一个步骤中装配。
基本上，参考部件优选地以预先给定的规则的间距沿着移动路段分布地紧固在引导组件上。
如果引导组件作为引导槽由在纵方向上组成的、优选自身结构相同的侧壁件构造，则在制造侧壁件时优选在每个侧壁件上设置(例如纳入标记)或者紧固(例如安装无线电部件)有至少一个参考部件。
在一种实施方式中，在此，除了在侧壁件上的标记之外，能够在侧壁件上设置一个另外的呈无线电部件形式的参考部件。那么，传感器装置尤其能够包括(与标记轨迹扫描式地、例如光学地扫描式共同起作用的)增量式发送器和(读出无线电部件的标志以获得绝对位置信息的)天线组件。
侧壁件优选作为金属型材、尤其铝型材或者钢板型材而实施为具有结构相同的基本形状和带有紧固功能的横截面轮廓。也能够设想由塑料制成的侧壁件。作为参考部件的标记优选设置在侧壁件的上半部分上，尤其设置为能够从外部检测的标记轨迹，例如设置为条形码结构形式的代码轨迹。这样的标记能够例如通过在型材材料中的凹进部(切削加工)、涂漆、激光打印或者诸如此类设置在侧壁件上或者被纳入其中。单独地生产的代码轨迹的安装也在本发明的框架下。
本发明因此也涉及用于能量引导链的引导槽的侧壁件，所述侧壁件的特征在于，在侧壁件上设置有至少一个位置固定的参考部件、尤其无线电部件或者能够光学地和/或电磁式地检测的标记，所述标记实施用于，作为位置参考与传感器装置共同起作用，用于位置确定。
替代于具有侧壁件的引导槽，也能够考虑下述引导组件，所述引导组件作为引导构件具有沿着移动路段以预先给定的到彼此的间距分布地紧固的底部引导元件，即不具有用于两个部段的贯穿的侧壁。这类引导装置由申请人(igus GmbH，D-51147科隆)以“Autoglide”或者“Guidelite”商标提供。在这样的分布式的引导组件中，在一侧的至少每第n个底部引导元件、尤其每个底部引导元件也包括参考部件、优选无线电部件。
如果不存在引导组件，则根据第二方面，每个参考部件能够安装在能链的链节上。对此在一种实施方式中，参考部件能够包括链节的横向接片或者能够安装在链节的横向接片上或者集成到其中。在这种情况下，参考部件也能够是可光学地和/或电磁式地检测的标记、尤其代码标记，或者实施为无线电部件、优选无源的无线电部件。
所提出的用于位置确定的系统尤其能够被由能链供给的机器或者设施的控制装置使用。因此，优选设置一种用于控制可运动的机器件的运动的设施控制装置，所述机器件包括携动件，其中，为了对可运动的机器件进行位置确定，这个控制装置与系统的传感器装置在信号技术上连接。
本发明尤其也适合于(但不仅仅适合于)在起重机、尤其龙门起重机或者桥式起重机中应用，在所述起重机中，使用具有相对长的线性运动路径的起重机吊运车，例如在集装箱桥或者诸如此类上。在此，起重机吊运车在携动件侧典型地与能量引导链连接，例如以便进行集装箱吊架的电流供给和驱动控制，并且起重机具有控制装置，所述控制装置与传感器装置在信号技术上连接，并且起重机吊运车的位置根据按本发明的位置确定来求取或者监测并且必要时基于此来控制其移动。
所提出的用于位置确定的系统能够特别优选地与用于位置相关的力测量的力测量系统组合地安装在能量引导链上。申请人在WO 2004/090375 A1中或者在WO 2013/156607 A1中说明了这样的力测量系统。在移动路径非常长(例如>100m)的情况下，需要根据能量引导链的瞬时位置定义推力/拉力极限，所述推力/拉力极限被定义用于检测故障或安全关闭，因为在完全地移动出来的端部位置中所需要的起动力由于待运动的、几乎完全地平放的部段而比在另外的端部位置中明显更高(参看WO 2004/090375 A1)。因此，借助所提出的用于位置确定的系统与(例如根据WO 2004/090375 A1或者WO 2013/156607 A1，就这方面而言在此包括它们的教导在内的)力测量系统相组合地提供稳健地集成的系统，在所述系统中不要求从所供给的设施或者机器的控制装置获得位置信息。必要时，在此，用于对设施控制装置或者机器控制装置(例如，起重机)进行位置确定的系统也能够作为运动部分的位置信息的来源使用。
所提出的系统，尤其根据第一方面的系统也能够实现位置确定的高精度并且因此能够用于对由能量引导链所供给的可移动的机器件或者设施件(例如，可线性移动的起重机吊运车)进行连续的绝对位置测量。
附图说明
本发明的另外的特征和优点能够在不限制保护范围的情况下从根据附图对优选的实施例的随后更详尽的说明得知。在这里示出
图1：用于对特别长的运动路径借助在引导槽中被引导的能量引导链进行基于无线电的位置确定的优选的第一实施例在立体视图中的原理示意图，其中，示出仅仅一个子区段；
图2：用于组合地进行基于无线电的和光学的位置确定的第二实施例在立体视图中的原理示意图，其中，示出仅仅一个子区段；
图3：用于进行光学的位置确定的第三实施例在立体视图中的原理示意图，其中，示出仅仅一个子区段；
图4A-4B：用于根据能量引导链进行位置确定的实施例的示意性侧视图，所述实施例也适合用于没有引导槽的应用；
图5A-5B：一种示例性的能量引导链的链节(图5A)和作为参考部件(图5B)的、用于加装链节的横向接片的无线电模块；和
图6：作为根据图1-3的系统的应用实施例的龙门起重机或者集装箱桥。
具体实施方式
图1示出由铰接式地相互连接的链节2组成的、用于沿着移动路径动态地、受保护地引导管线3的能量引导链1(此后简称“能链”)。能链1的一端部固定在携动件4上，另一端部固定在静止的接头点5上(图4A)。在携动件4上，管线3(例如电流供给管线和控制管线)从能链1出来并且到可运动的消耗器(这里，仅仅以支架元件6形式完全示意性地示出)。在图1中的能链1特别地针对长的移动路径实施，其具有上部段1A，所述上部段在下部段1B上滑动或者滚动。在运行时，能链1在运行中沿着直的纵方向L(这里例如水平地)线性移动。
为此，能链1在引导槽7中侧向地引导，其中，引导槽7在能链1的移动路径的整个长度W上(图4A)在纵方向L上线性地延伸并且在这里仅仅通过一个区段示出。引导槽7由分别对置的、单个的侧壁件8A，8B构造，所述侧壁件通过装配型材9相互紧固并且紧固在进行支撑的结构上。作为侧壁件8A，8B，可考虑在图1中尤其结构相同的、由铝或者钢制成的、常规的结构类型和预先给定的长度(例如2m)的型材件。在根据图1的系统10中，能够在引导槽7的两侧上使用结构相同的侧壁件8A，8B。侧壁件8A，8B在纵方向L上无空隙地接连地相互连接或者地点固定地紧固在支架结构(未示出)上，例如借助于装配型材9紧固。因此，在引导槽7的每侧上，分别单个的侧壁件8A，8B相应于能链1或者携动件4的线性移动方向直接地相继。单个的侧壁件8A，8B具有预先定义的装配位置，也就是说，在设施/机器上的固定地预先给定的位置。
此外，图1示出一种特别优选的系统10，该系统用于对携动件4或者设施/机器的固定地与其连接的可运动部分6进行位置确定。系统10包括传感器装置12，所述传感器装置在图1中基本上由具有无线电天线的天线装置12A和计算机辅助的评估单元12B组成。评估单元12B与天线装置12A在信号技术上连接并且尤其被配置用于评估无线电信号。天线装置12A能够设计用于接收和/或发送无线电信号，在图1中主要用于接收。此外，系统10还包括大量的单个的基于无线电的参考部件14，所述参考部件与传感器装置12共同起作用用于位置确定。在此，具有无线电能力的参考部件14作为单独的构件以固定地预先给定的间距d设置在引导槽7的一侧上。在图1中，分别多个参考部件14作为单独的部件紧固在所配属的侧壁件8A上。在此，参考部件14设置在引导槽7上的移动路径W(图4A)的整个长度W上，以到彼此不变的间距d分布。因此，单个的参考部件14的位置也在装配引导槽7之后预先确定。
在图1中，位置系统10的参考部件14有线地和相互连接，即，通过用于电流供给和用于数据交换的合适的总线连接。尤其能够通过总线15使在单个的参考组件14中预保持的时间单元对于所有参考部件14同步到传感器装置12的当前系统时间。如图1进一步表明地，给天线装置12A定尺寸为使得总是有至少一个参考部件14、优选至少两个参考部件14位于天线装置12A的接收区域中。为了进行位置确定，各个参考组件14发送无线电信号和相应于发出无线电信号的发送时间点的时间戳，所述无线电信号具有相应参考部件14的单义的标志、例如地址。基于此，评估单元12B能够通过由天线装置12A接收的相应的无线电信号来进行传播时间(TOF)的精确测量或者计算，尤其通过参考部件14的发送时间戳与相应的无线电信号的接收时间戳的比较来进行。基于相应的TOF测量该能够精确地确定传感器装置12关于所考虑的参考部件14的预先已知位置的一维位置和因此携动件4沿着纵方向L的一维位置。通过对在天线装置12A的接收区域中的多个参考部件14的传播时间(TOF)的评估，能够在计算技术上提高精确度。对TOF测量的替代地或者补充地，也能够从无线电信号强度出发根据RSS测量原理进行定量的距离确定。
在图1中，参考部件14因此实施为有源的无线电电路，例如ZigBee模块，所述ZigBee模块的预确定的位置通过例如在初始化的框架下的单义的标志或者在参考移动时由评估单元12B训练。与具有引导槽7(没有位置系统)的常规的能链1相比，所提出的位置系统10能够以仅小的额外花费投入运行地安装。为此，参考部件14尤其能够在出厂时已经紧固在单个的侧壁件8A上，例如紧固在侧壁件8A的外壁上的为此特意地预制的接收部处，所述接收部同时确保所期望的、预定义的不变的间隔距离D。在现场，参考部件14的线缆敷设能够借助总线15通过一般的工业用插拔连接器容易地、快速地和可靠地实现。传感器装置12又能够地点固定地和预制地紧固在携动件4上并且与所述携动件一起投入运行地提供出售(这里未示出)。此外，评估单元12B能够配置用于与在携动件4上的一个或者多个力传感器连接，用于测量在能链1上的拉力和推力(参看WO 2013/156607 A1)，以实现与位置相关的力测量。此外，评估单元12B能够将获得的位置信息连续地传送到所供给的机器/设施的控制装置(未示出)上，从而传统的、单独的位置系统变得不必要。
图2示出一种根据组合光学的和基于无线电的原理进行位置确定的替代系统20。在图2中，在引导槽7的一侧上，作为参考部件以到彼此预先给定的间距d设置有无源的无线电电路或者无线电部件24。无线电部件24作为单独的构件装配在单个的侧壁件28A上。无线电部件24用作粗略的位置参考并且根据天线装置22A通过无线电进行查询，该天线装置地点固定地紧固在携动件4上并且与其一起移动。例如，无源的COTS RFID应答器能够用作无线电部件24，所述COTS RFID应答器典型地送回单义的标志并且由配置为RFID读取器或者实施为发送器/接收器的天线装置22A的无线电场馈送。用天线装置22A接收的无线电信号也在系统20中由评估单元22B评估，然而这里用于从沿着纵方向L的无线电部件24的单个的标志的预先已知的、所学习的配属关系获得粗略的绝对位置信息。在图2中，借助传感器装置22通过与光电的增量发送器原理的组合来求取更精确的位置信息。为此，例如具有光源和光传感器的光学扫描头22C与评估单元22B连接。在纵方向L上移动时，扫描头22C搭接侧壁件28A的上端部。在此，扫描头22C与孔轨迹23光学地共同起作用。孔轨迹23被添加在引导槽7的一侧的每个侧壁件28A的上端部上，也就是说，这些侧壁件28A是专门制造件(相反另外的侧壁28B是常规型材)。孔轨迹23由在侧壁件28A中的贯穿的孔23A构成，所述孔沿着平行于纵方向L的线设置。在此，为了简化地制造，孔23A具有到彼此优选不变的网栅间距，其中，然而通过在间距或者横截面中的改变也能够分派绝对位置信息。孔轨迹23在每个侧壁件28A中相同地预制，例如通过冲压型材件或者诸如此类。自然也能够设置缝隙或者另外的缺口来代替孔23A。
在图2中，扫描头22C能够根据成像的测量原理工作，也就是说，在纵方向L上在孔轨迹23上运动期间执行光电扫描。为此，根据增量式发送器的原理，扫描头22C具有例如光源和对置的光电探测器，优选具有带有两个在纵方向L上相应于孔23A的一半网栅尺寸错开的、由光源和光电探测器组成的对的双重布置。为了长度测量和/或速度测量的目的，侧壁件28A、尤其预制在其中的孔轨迹23在这里沿着整个移动路段W构成用于扫描头22C的度量具体化。通过在评估单元22B中的合适的信号评估，能够根据扫描头22C的脉冲相对精确地确定例如携动件4在纵方向L上的移动速度。通过在计算技术上的信号处理又能够由此实现对绝对位置的更精确的确定，尤其与根据无线电部件24和天线装置22A并行地获得的相对粗略的位置信息相结合。尤其在当例如在没有能量供应的无源的无线电部件24中这样常见的小的数据速率不允许精确的传播时间测量然而或者不能同步时，系统20的组合的传感装置是有利的。
图3示出另一位置系统30，然而，所述另一位置系统以纯光学的作用原理工作并且仍提供相对精确的绝对位置信息。在这里，传感器装置32包括仅一个光学的或者电光的扫描头32A，该扫描头与评估单元32B在信号技术上连接。为了进行位置确定，在系统30中，在引导槽7的一侧上在每个侧壁件38A上(也就是说，沿着移动路段的整个长度W)分别在上端部设置有由在侧壁件38A中的单个的缝隙33A组成的代码轨迹33。缝隙33A在纵方向L上的尺寸相应于预先确定的编码是分别不同的。在此，在所有侧壁件38A中的代码轨迹33优选能够不同地编码，从而能够在整个路径W上连续地求取携动件4的精确的绝对位置。在此，位置求取如在具有代码轨的路径编码系统中已知地通过给信号解码来进行、尤其计算器实现地进行或者用数字技术进行，所述信号由扫描头32A用合适的、本领域技术人员已知的技术提供给评估单元32B。例如，训练能够通过具有传感器装置32的携动件4在两个端部点A、B(图4A)之间的初始化的参考移动进行。如在图3中，代码轨迹优选地、然而不强制地实现为引导槽7的侧壁件38A的集成组成部分，也就是说，不设置为单独的代码轨。除了光学的扫描之外，也能够使用电磁的扫描或者用图像识别技术进行的视觉扫描。
根据图1至图3的所有系统10，20，30对干扰性的环境影响是稳健的并且尤其适用于在户外安装，例如在重工业中或者在如集装箱桥这样的大的起重机设备上有效。
图6示出桥式起重机或龙门起重机(这里，更准确地是集装箱桥60或用于ISO集装箱65的船到岸起重机)作为应用实施例。示例性的集装箱桥60具有带有第一起重机吊运车62的上部起重机桥61和带有第二起重机吊运车64的下部起重机桥63，所述第一起重机吊运车和所述第二起重机吊运车在这里分别线性运动，例如在>10m的路段上运动。两个起重机吊运车62，64典型地由能链1供电，例如用于集装箱吊架的电流供给和驱动控制。能够设置根据图1-3的系统10，20，30、特别优选根据图1的系统10作为用于起重机吊运车62，64的控制的位置测量系统。在此，省去如迄今为止常见的单独的位置测量系统的装配。在此，根据图1-3的系统10，20，30与引导槽7和能链1一起共同地安装，例如安装在起重机支架上，也就是说，省去附加的装配花费。此外，典型地，本来已经设置了从能链的固定的接头点5(图4A)到起重机控制装置的管线敷设。根据图1-3的系统10，20，30也能够有利地用在其他起重机类型中(例如RMG港口起重机)和重工业的其他的应用中，尤其用于对所供给的机器件进行位置监测或者位置控制，携动件4紧固在所述机器件上。
最后，图4A-4B示意性地示出能链1的识别系统40的一种变型，所述识别系统也能够在没有引导槽7的情况下使用。在这里，参考部件44在这里以无线电电路(例如RFID应答器)的形式设置在能链1的每第n个链节1上、例如每第二或者第三个链节1上，或者也设置在其每个链节1上。在携动件4上设置有第一天线41，在纵方向L上在从第一端部点A到总路径W的中心M(即到能链的固定的接头点5)的第一子路段上移动时，所述第一天线是起作用的。在这个子路段上，第一天线41能够在移动时相继地检测在静止的下部段周围的链节1上的参考部件44(例如RFID标志)，以便由此获得绝对位置信息。在固定的接头点5附近设置有静止的第二天线42，所述第二天线在从总路径W的中心M到第二端部点B的第二子路段上是起作用的并且检测在运动的上部段1B中的参考部件44，以便由此获取绝对位置信息。对位置求取替代地或者对此补充地，识别系统40也能够用于识别能链1是否具有既定的或者正确的运动进程，例如在上部段1A中不发生非期望的卷绕。优选地，参考部件44为此设置在能链1的在转向弧1C中位于内部的侧上(参看图4A)，例如设置在横向接片55上(图5A)。替代地，参考部件44能够例如布置在侧板53，54或者说所选择的链节2的侧部件上(参看图4B)。
参考部件44能够例如以可加装的无线电参考模块50的形式安装，所述无线电参考模块能够插入到链节52A或者52B的常规的横向接片55中(参看图5A-5B)。横向接片55典型地设置在链节1或者52A，52B中，以便使链节1或者52A，52B的侧板53或者54连接起来。图5A纯示例性地示出具有用于长的总路径W的交替的内板和外板的链节52A，52B，然而，本发明能够与任意的能链1一起使用。
对根据图4-5的基于无线电的原理替代地，能够例如通过借助于光栅对横向接片55计数进行纯地光学地识别。在此，必要时在端部点B附近的端部区域中还设置地点固定的第三传感器，因为在端部位置中转向弧1C从中心M典型地垂直提升，也就是说，横向接片55在这里难以光学地检测。
根据本发明的系统10，20，30在起重机60中的在图6中所示出的应用是纯示例性的，本发明能够有利地使用在多个领域中，尤其能够使用在具有长的移动路径的应用中，在所述应用中，例如为了自动化目的，必须检测设施/机器的运动的、由能链1供给的部分的位置。
因此，根据本发明的系统10，20，30，40能够尤其与特别地适合用于长的移动路径的滑动的或者滚动的能链1相结合地有利地使用，也就是说，其具有本身已知的结构类型的能链1，在所述能链中，可运动的上部段1A能够在静止的下部段1B上滑动或者滚动，如在图1-3中可见。
附图标记列表
图1
1 能量引导链
1A 上部段
1B 下部段
2 链节
3 管线
4 携动件
6 支架元件(被供给的部分)
7 引导槽
8A，8B 侧壁件(引导槽)
9 装配型材
10 位置系统
12 传感器装置
12A 天线装置
12B 评估单元
14 参考部件(无线电)
15 总线
L 纵方向
图2
1 能量引导链
7 引导槽
20 位置系统
22 传感器装置
22A 天线装置
22B 评估单元
22C 扫描头(光学的)
23 孔轨迹(光学的)
23A 孔
24 第一参考部件(无线电)
28A，28B 侧壁件(引导槽)
L 纵方向
图3
1 能量引导链
4 携动件
7 引导槽
30 位置系统
3 传感器装置
32A 扫描头(光学的)
32B 评估单元
33 代码轨迹(光学的)
33A 缝隙
38A，38B 侧壁件(引导槽)
L 纵方向
图4A-4B
1 能量引导链
1A 上部段
1B 下部段
1C 转向弧
2 链节
4 携动件(可运动的接头点)
5 固定的/静止的接头点
40 位置系统
41 第一天线
42 第二天线
44 参考部件(无线电)
A 第一端部位置
B 第二端部位置
M 中心
W 总路径
图5A-5B
50 无线电参考模块
52A；52B 链节
53，54 侧板
55 横向接片
图6
60 集装箱桥/起重机吊运车
61 上部的桥
62 起重机吊运车
63 下部的桥
64 起重机吊运车
65 ISO集装箱。

Claims (21)

1.一种用于借助能量引导链(1)进行位置确定的系统(10；20；30)，所述能量引导链用于引导供给管线，其中，所述能量引导链包括在端部侧固定在一接头点上的第一部段(1B)和在端部侧固定在携动件(4)上的可运动的第二部段(1A)，其中，所述携动件能沿着移动路段来回移动；所述系统包括：
引导组件(7)，所述引导组件具有沿着所述移动路段布置的、用于在移动时侧向地引导所述能量引导链的引导构件(8A，8B；28A，28B；38A，38B)；和
用于位置确定的传感器装置(12；22；32)，所述传感器装置安装在所述携动件(4)上；
其特征在于，
至少一些引导构件(8A，8B；28A，28B；38A，38B)具有至少一个在所述引导构件上用作位置参考的参考部件(14；23A，24；33，33A)，并且，所述传感器装置(12；22；32)与单个的参考部件共同起作用，用于位置确定，所述传感器装置(12；22；32)与所述单个的参考部件(14；24；33，33A；44)无接触地共同起作用。
2.一种用于借助能量引导链(1)进行位置确定的系统(40)，所述能量引导链用于引导供给管线，其中，所述能量引导链包括链节(2)，并且所述能量引导链包括在端部侧固定在一静止的接头点(5)上的第一部段(1B)和在端部侧固定在能移动携动件(4)上的、可运动的第二部段(1A)，所述携动件能沿着移动路段来回移动并且在所述部段之间构成转向弧(1C)；所述系统包括：
用于位置确定的第一传感器装置(41)，所述第一传感器装置安装在所述携动件上；
其特征在于，
用于位置确定的第二传感器装置(42)地点固定地安装在所述静止的接头点(5)上；并且至少每第n个链节(2)具有至少一个紧固在所述链节上的参考部件(44)，并且根据沿着所述移动路段的移动位置，所述第一传感器装置(41)或者所述第二传感器装置(42)与所述链节(2)的单个的参考部件(44)共同起作用，用于位置确定，所述传感器装置(41，42)与所述单个的参考部件(14；24；33，33A；44)无接触地共同起作用。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，每个传感器装置(12；22；32；41，42)与所述单个的参考部件(14；24；33，33A；44)电磁式地，光学地和/或声学地共同起作用。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，每个传感器装置(12；22；32；41，42)与所述单个的参考部件(14；24；33，33A；44)通过无线电地和/或通过超声地共同起作用。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述参考部件(14；24；33，33A；44)以预先确定的间距布置，
和/或
每个参考部件(14；24；44)具有单义的标志，能沿着所述移动路段给所述单义的标志对应一位置。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述参考部件(14；24；33，33A；44)以均匀的间距布置，和/或每个参考部件(14；24；44)具有单义的标志，能沿着所述移动路段给所述单义的标志对应一绝对位置。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述参考部件(14；24；44)实施为能发射的无线电电路，并且所述传感器装置具有相应的接收器(12A，12B；22A，22B；41，42)。
8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述参考部件实施为无线电部件(14；24；44)、即实施为无源的无线电电路，或者实施为有源的无线电电路，并且每个传感器装置包括相应的天线组件(12A；22A；41，42)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述参考部件实施为RFID应答器。
10.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述至少一个参考部件(23A；33A)实施为光学的和/或电磁的标记，所述标记能借助于所述传感器装置的光学的和/或电磁的传感器(22C；32A)检测。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述至少一个参考部件(23A；33A)实施为编码的标记。
12.根据权利要求1或10所述的系统，其特征在于，所述引导组件为引导槽(7)，其中，所述引导构件包括侧壁件(8A，8B；28A，28B；38A，38B)，
-其中，所述侧壁件(8A，8B；28A，28B；38A，38B)在纵方向(L)上在两侧上沿着所述移动路段相继地、地点固定地并且对置地布置，并且所述引导槽的一侧的至少每第n个侧壁件(8A，8B；28A，28B；38A，38B)分别包括至少一个参考部件(14；23A，24；33，33A)；和/或
-其中，所述参考部件(14，24)紧固在所述侧壁件上或者为所述侧壁件的集成的组成部分(23A，33)。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述参考部件(14，24)作为单独的部件紧固在所述侧壁件上。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述引导组件作为引导构件具有沿着所述移动路段以预先给定的到彼此的间距分布地紧固的底部引导元件，其中，至少每第n个底部引导元件包括参考部件。
15.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，每个参考部件(50)包括链节的横向接片(55)或者安装在横向接片(55)上和/或者包括能检测的标记和/或无源的无线电部件(50)。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，每个参考部件(50)包括能光学地和/或电磁式地检测的标记。
17.根据权利要求1或2所述的系统，其包括用于控制可运动的机器件(62，64)的运动的设施控制装置，所述机器件包括所述携动件(4)，其特征在于，所述控制装置与所述传感器装置(12；22；32；41，42)信号技术地连接，用于所述可运动的机器件(62，64)的位置确定。
18.一种起重机(60)，所述起重机包括能线性移动的起重机吊运车(62，64)和根据权利要求1或2所述的系统(10；20；30；40)，其中，所述起重机吊运车(62，64)在携动件侧与所述能量引导链(1)连接，并且所述起重机包括一控制装置，所述控制装置与所述传感器装置信号技术地连接。
19.根据权利要求18所述的起重机(60)，其特征在于，所述起重机(60)是龙门起重机或者桥式起重机。
20.一种根据权利要求1至17中任一项所述的系统(10；20；30；40)的应用，用于对由能量引导链(1)供给的、能移动的机器件或者设施件的绝对位置进行连续测量。
21.根据权利要求20所述的应用，其特征在于，所述机器件或者设施件是能线性移动的起重机吊运车(62，64)。
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