JP7274658B1 - 位置検出システムおよび移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
位置検出システム1は、軌道2に沿って移動する移動体4の位置を、軌道2に沿って敷設された磁気センサ6を用いて検出する。軌道2は、所定長さの直線軌道2aと、曲率半径rの曲線軌道2b(円軌道)とを連結して構成され、複数の移動体4が走行しうる。本実施形態では磁気センサ6として、直線軌道2aに配列される磁気センサ6Sと、曲線軌道2bに配列される磁気センサ6Rが含まれる。これらを特に区別しない場合には、単に「磁気センサ6」と表記する。
なお、説明の便宜上、水平方向にX方向およびY方向、鉛直方向にZ方向を設定する。以下では移動体4の移動方向を「基準方向」とし(一点鎖線矢印参照)、これをX方向として説明する。
図4(A)に示すように、磁気センサ6Sは、移動体4の磁気媒体8を検出するための検出ヘッド18S(直線部検出ヘッド)を備える。ここで、直線軌道2aにおいて隣接する検出ヘッド18Sの番号を順に0,1,...,n,...,nmaxの添え字で示す(図1参照)。複数の検出ヘッド18Sを特に区別しない場合には、添え字を省略する。
磁気センサ6Rは、曲線軌道2bに沿った検出ヘッド18R(曲線部検出ヘッド)を備える。ここで、曲線軌道2bにおいて、隣接する検出ヘッド18Rの番号を順に0,1,...,n,...,nmaxの添え字で示す(図1参照)。また、検出ヘッド18Rの別を問わず、曲線軌道2bにおいて隣接する角度センサ25の番号を順に0,1,...,m,...,mmaxの添え字で示す(図1参照)。なお、複数の角度センサ25を特に区別しない場合には、添え字を省略する。
磁気センサ6の各構成要素は、プロセッサなどの電子回路およびメモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線により実現される。また、磁気センサ6の一部の機能は、記憶装置に格納され、演算器において実行されるソフトウェアとして実現されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
上記構成により、曲線部を含む軌道2上を走行する移動体4のIDおよび軌道2上の座標(「軌道上座標」ともいう)を求めることができる。まず、位置検出部110が、移動体4の軌道上座標を求める。直線軌道2aではインクリメンタルセンサユニット20およびアブソリュートセンサユニット22を用いて軌道上座標を求める。曲線軌道2bでは、移動体4の角度検出用磁石12が位置する角度センサ25を判定することで、軌道上座標を求める。
本実施形態によれば、軌道2に沿って複数の磁気センサ6が配列される一方、移動体4にはその移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすように角度検出用磁石12が配置される。その所定角度が移動体4に固有となるように設定されるため、磁気センサ6の検出する磁束密度の大きさや磁界の向きなどの角度検出用磁石12の検出情報に基づいて移動体の存在と種別を特定できる。磁気センサ6による検出範囲が局所的であるため、移動体4の数にかかわらず、移動体4ごとの位置を検出しやすい。
上記実施形態では、移動体4の磁気媒体8としてスケール10および角度検出用磁石12を設け、スケール10がインクリメンタルトラック14およびアブソリュートトラック16を含む構成を例示した。そして、直線軌道2aに敷設する検出ヘッド18Sにおいては、インクリメンタルセンサユニット20、アブソリュートセンサユニット22および角度センサユニット24を設ける一方、曲線軌道2bに敷設する検出ヘッド18Rにおいては、角度センサユニット24のみを設ける構成を例示した。
Claims (3)
- 軌道に沿って移動する移動体の位置を検出する位置検出システムであって、
前記移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすように前記移動体に配置される磁石と、
前記軌道に沿って配置され、それぞれが前記移動体と対向したときに前記磁石の磁界の方向を検出する複数のセンサと、
前記センサの検出情報に基づいて、前記軌道における前記移動体の位置を特定する位置検出部と、
前記移動体として、前記磁石の磁界の方向が互いに異なる複数の移動体と、
を備え、
前記センサは、前記移動体が対向したときに前記磁石の磁界の強さと方向を検出し、
前記位置検出部は、前記複数のセンサのいずれかにより検出される磁界の強さに基づいて前記複数の移動体のいずれかの存在を特定し、検出される磁界の方向に基づいて前記複数の移動体のいずれであるかを特定し、
直線軌道および曲線軌道において、前記磁石の磁界の方向と前記センサの基準方向のなす角の変化が、360°を前記複数の移動体の数で除した角度より小さくなるように前記センサが配置され、一つ又は二つの前記センサが一様に磁化された前記磁石の領域に位置する、位置検出システム。 - 前記移動体における前記軌道との対向面に、着磁パターンを有するスケールがさらに設けられ、
前記軌道における前記スケールと対向可能な位置に、前記着磁パターンを読み取り可能な磁気センサが設けられ、
前記位置検出部は、前記磁気センサの検出情報に基づいて、前記移動体の詳細位置を特定する、請求項1に記載の位置検出システム。 - 軌道上を移動する移動体であって、
前記軌道に沿って配置される複数のセンサと対向可能な対向面と、
前記対向面に設けられ、前記センサにより磁界の方向が検出される磁石と、
を備え、
前記移動体における前記軌道との対向面に、着磁パターンを有するスケールがさらに設けられ、
前記着磁パターンはインクリメンタルパターンとアブソリュートパターンが設けられ、
前記磁石は、前記移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすよう、前記移動体に固有の角度で前記対向面に配置されている、移動体。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007501159A (ja) | 2003-05-21 | 2007-01-25 | シーアホルツ−トランスリフト・シュヴァイツ・アクチエンゲゼルシャフト | 線路,転轍器及び磁歪式センサを有する輸送設備 |
US20130037384A1 (en) | 2010-04-28 | 2013-02-14 | Robert Bosch Gmbh | Incremental multi-position detection system for a revolving electromagnetic transfer system |
JP2020108789A (ja) | 2014-03-17 | 2020-07-16 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | 手術用カニューレ並びに手術用カニューレを識別する関連のシステム及び方法 |
JP7108083B1 (ja) | 2021-04-30 | 2022-07-27 | 株式会社京三製作所 | 車上装置及び判定方法 |
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