JP5620582B2 - 複数回の回転にわたる入力部材の角度位置を示すよう適合された装置 - Google Patents
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Description
使用時に入力部材の回転に応じて回転するよう構成された少なくとも2つの回転可能部材と、
回転可能部材のうち少なくとも1つの回転可能部材の角度位置を測定および出力するよう構成された少なくとも1つの検知デバイスと、
少なくとも1つの検知デバイスからの角度位置測定値を用いて、複数回の回転にわたる入力部材の角度位置の表示を生成するよう構成されたデバイスとを含み、
回転可能部材は、同時に、但し異なる速度で回転するよう構成される。
一連に配置された回転可能部材の最初の回転可能部材をそのゼロ位置に実質的に巻戻し、
一連の配置における最初の回転可能部材以外の各々の上記回転可能部材について、
実質的に巻戻されたときに一連の配置における先行の回転可能部材が回転した角度に基づいて回転可能部材の仮想位置を演算し、
一連の配置における回転可能部材およびすべての先行の回転可能部材をそれぞれのゼロ位置にくるように実質的に巻戻すよう構成され得る。
2つ以上の上記検知デバイスを含むセットが設けられてもよく、当該セットは、セット内の検知デバイスのうちの1つが故障した場合に、代わりに当該セット内の別の上記検知デバイスが使用されるように、単一の上記回転可能部材の位置を測定するためのものであり得る。
使用時に入力部材の回転に応じて回転するよう構成された少なくとも2つの回転可能部材の角度位置を測定するステップを含み、回転可能部材は、同時に、但し異なる速度で回転するよう構成されており、当該方法はさらに、
角度位置測定値を用いて、複数回の回転にわたる入力部材の角度位置の表示を生成するステップを含む。
ある期間にわたって回転可能部材のうち最初の回転可能部材の位置測定を行うステップと、
上記期間にわたって回転可能部材のうち別の回転可能部材の位置測定を行うステップと、
最初の回転可能部材の測定された位置と、部材同士の回転の既知の関係とを前提として、他の回転可能部材の測定された位置を当該他の回転可能部材の予想される位置と比較するステップと、
他の回転可能部材の測定された位置が予想される位置と一致しない場合、起こり得る読取りエラー状態にフラグを立てるステップとを含む。
故障していない上記回転可能部材の角度位置を測定するステップと、
故障していない回転可能部材の角度位置測定値を用いて、縮小された範囲の複数回の回転にわたる入力部材の角度位置の表示を生成するステップとを含む。
少なくとも1つの増分カウンタからの出力を用いて、少なくとも1つの関連する回転可能部材の複数回の回転数に基づき、入力部材の位置を計算するステップとを含み得る。
使用時に、入力部材の移動に応じて移動する複数の回転可能部材の位置を測定するステップを含み、回転可能部材の各々は、概念上のゼロ/初期/開始(回転)位置を有し、当該方法はさらに、
回転可能部材がそれぞれのゼロ位置からどれくらいまで進んだかを演算して、入力部材の多回転角度位置表示を生成するステップを含む。
ここで、B、C、D…nは、各ギア間の回転比率の最小関数であり、検知されたすべての要素の回転比率の最小関数同士の間に公倍数は存在しない。このため、図3の例の場合、X=3978(13×17×18)となる。別の例においては、4つのギア上の歯の数は次のとおりである。ギア104A:7個の歯、ギア104B:11個の歯、ギア104C:13個の歯、およびギア104D:15個の歯であり、この場合、X=2145となる。
φB:ギアB位置
φC:ギアC位置
φD:ギアD位置
PR:主比率(図3の例においては1:2、すなわち、入力カラムの2回転=主ギアAの1回転)
RA:ギアAの歯の比率(例においては11、すなわち、共通因数を除いたギア歯の数)
RB:ギアBの歯の比率(例においては13)
RC:ギアCの歯の比率(例においては17)
RD:ギアDの歯の比率(例においては18)
θTOTAL:ギアAの総回転数
θA:ギアAの巻戻しからの回転数
θB:ギアBの巻戻しからの回転数
θC:ギアCの巻戻しからの回転数
θD:ギアDの巻戻しからの回転数
XB:Bからのゼロサイクルの数
XC:Cからのゼロサイクルの数
XD:Dからのゼロサイクルの数
ステップ402においては、主ギア104Aは実質的にそのゼロ位置に「巻戻される」。これを達成するのに必要な回転数はその現在位置(φA)に対応しており、θA=φAとなる。
以下に説明するとおり、ルックアップテーブルとともにΦBを用いて、ゼロシーケンス公差が何回起こったかを決定する。
図7A〜図7Dを参照して実行例を示す。図7Aは、絶対位置の測定が行われる場合の所与の状態702AにあるギアA〜Dを示す。上述のとおり、第1のステップ(図4のステップ402)は、702Bで概略的/概念的に示されるように主ギアAをゼロに「巻戻す」ためのものである(ギアディスク上の円がその現在位置を示し、すべてのゼロ位置が0°にある)。これは、回転の値を記録している間にギアAの現在位置を取得し、これをゼロに巻戻すことによって達成することができる。たとえば、ギアAが位置57.43°にある場合、ギアAを巻戻すことは、ギアAを−57.43°回転させることに相当する。ギアAが概念的にこの角度だけ回転したことが分かっていれば、他のギアがギア比に基づいてどれくらいまで回転し得たかを導き出すことができる。
すべてのギアA〜Dが実質的に(図7Dの708で概略的に示される)それぞれのゼロ位置まで巻戻された場合、最後のステップは、各々の巻戻されたギアから最初のギアの総回転分を再び見直し、これらを組合せ、以下の主比率を用いてこの値を入力カラムに関連付けるためのものである。
絶対位置=P.R.×θTOTAL
上述のとおり、ルックアップテーブルは、特定のギアについての現在位置を演算するためにデバイス内の先行のギアがそれぞれのゼロ位置を通過した回数を見出すのに用いることができる。次いで、考慮されているギアの「巻戻された」位置をこれらの記憶された位置と比較し、対応する位置を用いて、先行のギアのゼロシーケンスの数を与えることができる。これが任意であり、ゼロ位置の通過が別の数学的方法によって決定され得るかまたはデータが別の態様で記憶され得ることが認識されるだろう。図3の例示的なデバイスについての例示的なルックアップテーブルを以下に示す。
ギアAゼロサイクル=2
Claims (22)
- 複数回の回転にわたる入力部材(106)の角度位置を示すよう適合された装置(100)であって、
使用時に前記入力部材(106)の回転に応じて回転するよう構成された一組の回転可能部材(104A〜104D)と、
前記一組の回転可能部材のうち少なくとも1つの回転可能部材の角度位置を測定および出力するよう構成された一組の検知デバイス(114A)と、
前記一組の検知デバイスからの角度位置測定値を用いて、複数回の回転にわたる前記入力部材の角度位置の表示を生成するよう構成されたデバイス(114)とを含み、
前記回転可能部材は、同時に、但し異なる速度で回転するよう構成され、
前記一組の回転可能部材は、少なくとも3つの回転可能部材を含み、
前記一組の検知デバイスは、前記少なくとも3つの回転可能部材のうちのそれぞれ1つの角度位置を測定し、かつ出力するように構成された、少なくとも3つの検知デバイスを含み、
前記回転可能部材の各々は、他の回転可能部材に対する任意の固有の回転比率を有し、
前記一組の回転可能部材のうちの1つは、残りのすべての前記回転可能部材を直接的に駆動する、装置。 - 前記回転可能部材は、前記回転比率の中に(1以外の)共通因数が存在しないように配置される、請求項1に記載の装置。
- 前記回転可能部材(104A〜104D)は、各々が異なる歯数を有するギアを含む、請求項1または2に記載の装置。
- 使用時に、前記回転可能部材(104A〜104D)が、連続的で無段階的に前記入力部材(106)とともに移動する、請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一組の検知デバイス(114A)は、前記一組の回転可能部材(104A〜104D)のうちの1つの回転可能部材の360°にわたる絶対位置測定値を与える、請求項1から4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一組の検知デバイス(114A)は光学、磁気またはRF検知技術を用いる、請求項5に記載の装置。
- 装置は、AからNの前記回転可能部材(104A〜104D)を含み、それぞれの回転比率RA〜RNを有し、前記検知デバイス(114A)は、検知デバイスにおける最大許容ピーク誤差が、以下の式によって満たされるような精度を有する、請求項5に記載の装置。
- 前記一組の回転可能部材(104A〜104D)は各々、概念上のゼロ位置を有し、前記デバイス(114)は、前記回転可能部材がそれぞれのゼロ位置からどれくらいまで通過したかを演算することによって位置表示を生成するよう構成される、請求項1から7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記デバイス(114)によって実行される演算は、前記回転可能部材(104)をそれぞれのゼロ位置に実質的に巻戻すことを含む、請求項8に記載の装置。
- 前記デバイス(114)は、
一連に配置された前記一組の回転可能部材(104A)の最初の回転可能部材を実質的にそのゼロ位置に巻戻し、
前記一連の配置のうち前記最初の回転可能部材以外の各々の回転可能部材(104B〜104D)について、
実質的に巻戻されたときに前記一連の配置のうち先行の回転可能部材(104A)が回転した角度に基づいて、前記回転可能部材(104B〜104D)の仮想位置を演算し(406)、
前記一連の配置における前記回転可能部材(104B〜104D)およびすべての先行の回転可能部材(104A)をそれぞれのゼロ位置にくるように実質的に巻戻す(408)よう構成される、請求項9に記載の装置。 - 演算(406)においては、前記一連の配置のうち先行の回転可能部材(104A)がすべてそれぞれのゼロ位置にきたときに前記回転可能部材の位置を表わすルックアップテーブルなどの記憶済みデータと、回転可能部材が対応する前記位置にある場合に、前記一連の配置におけるすべての先行の回転可能部材がともに何回それぞれのゼロ位置を通過したかを表わすデータとを用いる、請求項10に記載の装置。
- 前記回転可能部材(104A〜104D)は同一平面上に配置される、請求項1から11のいずれか1項に記載の装置。
- 前記回転可能部材(104A〜104D)は同軸上に配置される、請求項1から11のいずれか1項に記載の装置。
- 装置には一定の電力が供給されない、請求項1から13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一組の検知デバイス(114A)は、電力が装置に供給されていない間に起こった移動に起因する前記回転可能部材(104)の位置を測定する、請求項14に記載の装置。
- 前記回転可能部材(104)が移動する際に前記一組の検知デバイス(114A)を作動させることを可能にするためのスイッチ構成(113)を含む、請求項14または15に記載の装置。
- 2つ以上の前記検知デバイス(114A)を含むセットが設けられ、前記セットは、前記セット内の検知デバイスのうちの1つが故障した場合に、代わりに前記セット内の別の検知デバイスが使用されるように、単一の前記回転可能部材の位置を測定するためのものである、請求項1に記載の装置。
- 複数回の回転にわたる入力部材(106)の角度位置を示す方法であって、
使用時に入力部材(106)の回転に応じて回転するよう構成された一組の回転可能部材(104A〜104D)の角度位置を測定するステップを含み、回転可能部材は同時に、但し異なる速度で回転するよう構成され、前記方法はさらに、
一組の検知デバイス(110)から受信した角度位置測定値を用いて複数回の回転にわたる入力部材の角度位置の表示を生成するステップを含み、
前記一組の回転可能部材は、少なくとも3つの回転可能部材を含み、
前記一組の検知デバイスは、前記少なくとも3つの回転可能部材のうちのそれぞれ1つの角度位置を測定し、かつ出力するように構成された、少なくとも3つの検知デバイスを含み、
前記回転可能部材の各々は、他の回転可能部材に対する任意の固有の回転比率を有し、
前記一組の回転可能部材のうちの1つは、残りのすべての前記回転可能部材を直接的に駆動する、方法。 - ある期間にわたって前記回転可能部材のうち最初の回転可能部材(104A)の位置測定を行うステップと、
前記期間にわたって前記回転可能部材のうち他の回転可能部材(104B)の位置測定を行うステップと、
前記最初の回転可能部材の測定された位置と、前記回転可能部材同士の回転の既知の関係とを前提として、前記他の回転可能部材の測定された位置を前記他の回転可能部材の予想される位置と比較するステップと、
前記他の回転可能部材の測定された位置が前記予想される位置と一致しない場合、起こり得る読取りエラー状態にフラグを立てるステップとを含む、請求項18に記載の方法。 - 前記一組の回転可能部材(104)のうち少なくとも1つの回転可能部材の角回転の不足を検出することによって読取りエラーをチェックするステップをさらに含む、請求項18または19に記載の方法。
- 少なくとも1つの増分カウンタ(114C)を、前記一組の回転可能部材(104)のうち少なくとも1つに関連付けて設けるステップと、
前記少なくとも1つの増分カウンタからの出力を用いて、少なくとも1つの関連付けられた回転可能部材の複数回の回転のカウントに基づいて前記入力部材の位置を計算するステップとをさらに含む、請求項18に記載の方法。 - 前記方法は、前記一組の回転可能部材(104B)のうちの1つ(またはそれ以上)の回転可能部材の故障を検出すると、
故障していない前記回転可能部材(104A,104C,104D)の角度位置を測定するステップと、
故障していない前記回転可能部材の角度位置測定値を用いて、縮小された範囲の複数回の回転にわたる前記入力部材(106)の角度位置の表示を生成するステップとを含む、請求項18から21のいずれか1項に記載の方法。
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