SE537833C2 - System och metod för uppmätning av de relativa positionernahos en första och en andra roterande komponent i förhållandetill varandra - Google Patents

Abstract

SAM MAN D RAG Uppfinningen avser ett matsystem for uppmatning av de relativa positionerna hos en farsta roterande komponent (3) och en andra roterande komponent (5) i fOrhallande till varandra, innefattande en forsta matenhet (6) inrattad for montering pa den forsta roterande komponenten (3), och en andra matenhet (7) inrattad for montering pa den andra roterande komponenten (5), varvid atminstone en av namnda matenheter (6, 7) innefattar en detektorenhet for bestamning av positionerna hos namnda roterande komponenter (3, 5). Enligt uppfinningen innefattar den forsta matenheten (6) ett forsta gyro (18a) och den andra matenheten (7) ett andra gyro (18b) for detektering av aktuellt vinkellage (a2) hos respektive nnatenhet (6, 7) vid rotation av namnda roterande komponenter (3, 5).

Description

TITEL: System och metod fOr uppmatning av de relativa positionerna has en forsta och en andra roterande komponent i forhallande till varandra.

TEKNISKT OMRADE: FOreliggande uppfinning avser ett matsystem kir uppmatning av de relativa positionerna has en forsta roterande komponent och en andra roterande komponent i forhallande till varandra, innefattande en forsta matenhet inrattad for montering pa 10 den forsta roterande komponenten och en andra matenhet inrattad for montering pa den andra roterande komponenten; varvid atminstone en av namnda matenheter innefattar en detektorenhet for bestamning av positionerna has namnda roterande komponenter. Uppfinningen avser ocksa en metod for uppmatning av de relativa positionerna has en forsta komponent och en andra komponent i forhallande till 15 varandra, dar metoden innefattar stegen: montering av en forsta matenhet pa en forsta roterande komponent; samt montering av en andra matenhet pa en andra roterande komponent, varvid atminstone en av namnda matenheter innefattar en detektorenhet for bestamning av positionerna has namnda roterande komponenter. 20 TEKNISK BAKGRUND: lnom flera teknikomraden finns det ett behov av korrekt inriktning av olika komponenter och maskiner i relation till varandra. Under drift av exempelvis stora motorer, pumpar och liknande utrustning är det nodvandigt att en forsta roterande komponent sasom en utgaende axel has en drivande enhet, exempelvis i form av en 25 motor, är korrekt inriktad med avseende pa en andra roterande komponent sasom en ingaende axel has en driven enhet, exempelvis i form av en pump. Pa detta satt kan den utgaende effekten has motorn overforas via rotationsrorelsen has motoraxeln till pumpens ingaende axel pa ett optimalt satt. Varje missinriktning mellan de tva axlarna kan resultera i dalig verkningsgrad och en okad risk for slitage och skada pa 30 motorn och pumpen.

Sam en foljd harav finns det i ovannamnda teknikomrade ett krav pa korrekt inriktning av den utgaende motoraxeln i relation till den pumpens ingaende axel. I detta avseende skall det noteras att de tva axlarna kan ge upphov till inriktningsfel av i 1 allmanhet tva olika slag. Narmare bestamt kan axlarna vara ordnade med en viss vinkel i relation till varandra, vilken betecknas som vinkelfel, det vill saga ett "horisontellt vinkelfel" och ett "vertikalt vinkelfel". For det andra kan axlarna, aven om de är parallella mot varandra, vara nagot forskjutna i relation till varandra sá att de stracker sig utefter tva separata riktningar, det vill saga parallellt. Detta benamns "horisontell offset" och "vertikal offset". Om dessa fel overskrider forutbestamda gransvarden, kan man anta att axlarna, och deras tillharande maskiner, är daligt inriktade i relation till varandra. Deras positioner maste dá justeras sa att en mer optimal inriktning uppnas.

Saledes finns det ett allmant behov av system och metoder for inriktning av olika maskinenheter innefattande roterande axlar. Sadana system och metoder kan anvandas for motorer, pumpar och liknade utrustning. Allmant kan de anvandas i kraftverk, kemiska industrier och oljeraffinaderier, i synnerhet i applikationer som innefattar hog hastighet, eller i applikationer som innefattar dyra processkritiska maskiner vilka maste inriktas.

I enlighet med tidigare kand teknik, beskrivet bland annat i SE 524366 och i US 4518855, kan en inriktning av tva roterbara axlar hos tva maskiner utforas med hjalp 20 av matapparatur som innefattar en forsta matenhet som är anordnad for montering pa en forsta maskin och innefattande en ljuskalla for alstring av ljusstralning i riktning mot en andra matenhet som är anordnad for montering pa en andra maskin och aven innefattande en andra ljuskalla for alstring av ljusstralning i riktning mot den forsta matenheten. Vidare innefattar var och en av matenheterna en detekteringsenhet far utsand ljusstralning. Med hjalp av denna apparatur kan inriktningen av maskinernas tva axlar undersokas. lnriktningen av komponenterna eller maskinerna kan stallas in manuellt av en anyandare; oftast en tekniker. Detta har lett till en efterfragan av system som kan berakna vinkelfel och offset-fel samt aterge dessa varden och komponenternas position pa ett enkelt och Overskadligt satt.

Enligt tidigare kand, traditionell teknik kunde en inriktning av roterande komponenter — t.ex. i form av roterande axlar — ske genom att koppla samma komponenterna och 2 darefter stalla dem tillsammans i vissa forutbestamda vinkellagen langs ett vary, narmare bestamt i samtliga eller vissa av de vinkellagen som motsvarar 00, 90°, 270° och 1800 langs varvet. Detta tillvagagangssatt kallades "klockmetoden". Med utgangspunkt Iran uppmatta vinkel- och offsetfel i respektive vinkellage kunde komponenternas relativa positioner bestammas.

En nackdel med ovannamnda metod var att det inte alltid ar mOjligt fOr alla typer av maskiner och liknande anlaggningar att positionera de roterande komponenterna, och deras matenheter, i alla de ovannamnda vinkellagena. Exempelvis kan det forekomma maskinuppstallningar dar flagon ytterligare maskindel eller liknande star i vagen och forhindrar att axlarna stalls i flagon av dessa vinkellagen. Av denna anledning kan ovannamnda tradionella teknik kompletteras med anyandandet av en s.k. inklinometer, dvs. en vinkelmatare, som anvands for att mata aktuellt vinkellage for respektive axel, och tillhorande matenhet. Med denna metod kan man vid inriktningen anvanda sig av i princip godtyckliga vinkellagen for respektive axel och matenhet. Respektive installt vinkellage kan matas upp och anvandas dá vid berakningarna av vinkel- och offsetfel.

Vidare har det i enlighet med tidigare kand teknik ocksa utnyttjats en displayenhet, innefattande bland annat styrenhet och display, som ar ansluten till matenheterna. I denna lOsning mottar styrenheten varden fran matenheterna och beraknar darefter inriktningen av komponenterna via vinkel- och offset-fel. Dessa varden aterges av displayenheten via displayen som numeriska varden samt grafisk information av komponenterna. lkoner och indikatorer fOr hur komponenten bbr flyttas och hur deras position bar justeras vid inriktningen kan visas pa displayen for att underlatta for anvandaren.

Ovanstaende typ av matutrustning ar primart avsedd att anvandas dá de relevanta maskinerna ar horisontellt orienterade, dvs. dá de ingaende roterande axlarna ar arrangerade langs ett gemensamt horisontalplan.

Det skall dock noteras att for manga tillampningar ar maskinerna vertikalt orienterade. Det finns saledes ett behov av matutrustning som har en flexibilitet for att kunna anvandas saval vid horisontellt som vertikalt uppstallda komponenter. 3 Analogt med detta finns det ett behov av matutrustning som innefattar displayenheter som ocksa är anpassade for grafisk atergivning av data och bilder som kan appliceras pa saval horisontellt som vertikalt anordnade uppstallningar av maskiner och liknande enheter. Det är annars svart for anvandaren att identifiera de varden som enligt displayen behtiver andras dä den grafiska informationen pa displayen och de fysiska komponenternas uppstallning inte alltid overensstammer.

Saledes kan konstateras att det finns behov av mer flexibla tillvagagangssatt for inriktning av roterande komponenter, i synnerhet for inriktning av arrangemang som inte inte nadvandigtvis star horisontellt arrangerade. Det finns ocksa ett behov pa marknaden for okad anvandarvanlighet och en tydligare representation av komponenterna pa displayen has en displayenhet for inriktning av axeldrivna maskiner. 15 REDOGORELSE FOR UPPFINNINGEN: Foreliggande uppfinning avser ett system och en metod for uppmatning av de relativa positionerna has en forsta roterande komponent och en andra roterande komponent i forhallande till varandra, innefattande en forsta matenhet inrattad for montering pa den forsta roterande komponenten och en andra matenhet inrattad for montering pa 20 den andra roterande komponenten; varvid atminstone en av namnda matenheter innefattar en detektorenhet for bestamning av positionerna has namnda roterande komponenter.

Det är ett andamal med fOreliggande uppfinning att tillhandahalla ett matsystem med vars hjalp en forbattrad och i synnerhet mer flexibel uppmatning och inriktning av tva komponenters relativa positioner kan utforas. I synnerhet är det ett andamal att mojliggora en korrekt uppmatning huvudsakligen oberoende av orienteringen has den forsta respektive andra komponenten, alltsa oberoende av huruvida komponenterna är orienterade langs t.ex. en huvudsakligen horisontell riktning eller en huvudsakligen vertikal riktning. Ett sarskilt andamal är att tillhandahalla ett matsystem som tillhandahaller forbattrad grafisk information som aterspeglar de fysiska komponenternas uppstallning relativt anvandaren pa ett tydligare satt an kanda losningar. 4 Detta andamal uppnas med ett matsystem dar den forsta matenheten innefattar ett forsta gyro och den andra matenheten innefattar ett andra gyro for detektering av aktuellt vinkellage hos respektive matenhet vid rotation av namnda roterande komponenter.

Enligt en utforingsform är uppfinningen inrattad sá att atminstone en av namnda matenheter innefattar en accelerometer, inrattad kir detektering av aktuellt vinkellage vid rotation av namnda roterande komponenter da de är anordnade med i huvudsak horisontell orientering, samt att gyrot är inrattad for detektering av aktuellt vinkellage 10 vid rotation av namnda roterande komponenter da de är anordnade med i huvudsak vertikal orientering. Pa sá vis kan uppfinningen pa ett flexibelt satt anvandas for uppmatning av arrangemang med roterande komponenter med saval horisontell som vertikal orientering.

Enligt en utforingsform är uppfinningen anordnad sa att namnda accelerometer är inrattad for detektering av huruvida namnda roterande komponenter är anordnade med horisontell eller vertikal orientering. Med information om vilken orientering som foreligger for de roterande komponenterna vid ett givet tillfalle kan systemet t.ex. anpassa en grafisk information som presenteras pa en displayenhet och som 20 anvands under uppmatningen.

Vidare kan uppfinningen inrattas sä att atminstone en av namnda matenheter innefattar bade ett gyro och en accelerometer vilka är inrattade for detektering av aktuellt vinkellage vid rotation av namnda roterande komponenter dä de är anordnade med i huvudsak horisontell orientering. Genom att utnyttja information fran saval en accelerometer och fran ett gyro, vid matning med de roterande komponenterna arrangerade horisontellt, ges ett system med hog noggrannhet vid matningarna.

Vidare beskrivs enligt uppfinningen en metod for uppmatning av de relativa positionerna hos en forsta komponent och en andra komponent i forhallande till varandra, dar metoden innefattar stegen: rotation av namnda roterande komponenter for installning av namnda roterande komponenter i ett flertal vinkellagen; samt detektering av aktuellt vinkellage hos namnda matenhet, vid rotation av namnda roterande komponenter, medelst ett forsta gyro anordnat pa namnda forsta matenhet och ett andra gyro anordnat pa namnda andra matenhet.

Enligt en utforingsform innefattar uppfinningen detektering av aktuellt vinkellage hos 5 namnda fOrsta matenhet respektive andra matenhet, vid rotation av namnda roterande komponenter dá de är anordnade med i huvudsak horisontell orientering, medelst en accelerometer anordnad i atminstone en av namnda matenheter; samt detektering av aktuellt vinkellage hos namnda forsta matenhet respektive andra matenhet, vid rotation av namnda roterande komponenter da de är anordnade med i huvudsak vertikal orientering, medelst namnda forsta och andra gyro.

Vidare kan uppfinningen enligt en utforingsform innefatta detektering av huruvida namnda roterande komponenter är anordnade med horisontell eller vertikal orientering, medelst en accelerometer i atminstone en av namnda matenheter.

En fordel med uppfinningen är att den medger en flexibel inriktning som i synnerhet är oberoende av om de roterande komponenterna är arrangerade langs en horisontell eller vertikal rotationsaxel. En ytterligare fordel med uppfinningen är att ovannamnda displayenhet kan inrattas sá att den visar en grafisk framstallning av de 20 roterande komponenterna som anpassas i beroende av om komponenterna är horisontellt eller vertikallage fOreligger. Detta medfor ocksa fordelar i form av okad anvandarvanlighet och enkelhet vid ett inriktningsforfarande.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER: Foreliggande uppfinning kommer nu beskrivas i detalj med hanvisning till de bifogade figurerna, varvid: figur 1visar en uppstallning av fysiska komponenter anslutna till matenheter och displayenheten enligt foreliggande uppfinning; figur 2visar en uppstallning som i princip motsvarar figur 1 men i vilken komponenterna är inrattade huvudsakligen vertikalt; och 6 figur 3a-3b visar en uppstallning av fysiska komponenter vid olika orientering, horisontell respektive vertikal.

BESKRIVNING AV UTFORINGSEXEMPEL: Figur 1 visar en uppstallning 100 av en farsta komponent 1 och en andra komponent 2 varvid den forsta komponenten 1 är en drivenhet sasom exempelvis en motor och den andra komponenten 2 är driven av den farsta komponenten 1 och är till exempel en pump eller en generator. Uppfinningen är inte begransad for att anvandas med en motor och en pump, utan kan anvandas for andra typer av matningar av relativa positioner mellan en forsta roterande komponent 1 och en andra roterande komponent 2 under olika drifttillstand.

Den forsta komponentens 1 utmatade effekt overfors till den andra komponenten 2 via en utgaende axel 3 hos forsta komponenten 1, en koppling 4, och en ingaende 15 axel 5 hos den andra komponenten 2. Den utgaende axeln 3 och den ingaende axeln 5 är vardera forsedda med matenheter 6 och 7 for uppmatning och inriktning av motorns 1 utgaende axel 3 i relation till pumpens 2 ingaende axel 5. I synnerhet kan inriktningen utvarderas genom att bestamma de eventuellt forekommande vinkelfelen och offsetvardena hos de tva axlarna 3, 5. Matenheterna 6, 7 är monterade pa den 20 forsta komponenten 1 respektive den andra komponenten 2 med hjalp av en forsta monteringsanordning 8 respektive en andra monteringsanordning 9.

I en foredragen utforingsform, visad i figur 1, innefattar den forsta matenheten 6 en farsta ljuskalla 10, vilken faretradesvis är en laserljuskalla som är anordnad far att tillhandahalla en forsta laserstrale 11 riktad mot den andra matenheten 7. Av detta skal innefattar den andra matenheten 7 en ljusdetektor 12 anordnad for att detektera infallande ljus Iran den forsta ljuskallan 10. Vidare kan den andra matenheten 7 innefatta en andra laserljuskalla 13 for att frambringa ytterligare en laserstrale 14 avsedd att riktas mot den forsta matenheten 6, i synnerhet mot en ytterligare ljusdetektor 15 anordnad i namnda forsta matenhet 6 och anordnad att detektera positionen vid vilken laserstralen 14 infaller mot ljusdetektorn 15. Namnda matenheter 6,7 behover dock inte innehalla bade ljuskalla och ljusdetektor. Fordelen med tva laserstralar är mer noggranna matningar. 7 I en ytterligare utforingsform innefattar den forsta matenheten 6 en ljuskalla 10 medan den andra matenheten 7 innefattar en reflektor for ljus fran namnda ljuskalla 10 och den forsta matenheten 6 innefattar en detektor 15 for ljus som reflekteras via namnda reflektor. Enligt en ytterligare utforingsform kan den enda matenheten vara farsedd med en ljuskalla, t.ex. en laserljuskallan, som är inrattad att generera ljus som infaller mot den andra matenheten, som Ida är forsedd med en detektorenhet som i sin tur är uppbyggd som tva detektorelement som är farskjutna i langsled. Med andra ord är den andra matenheten forsedd med en detektorenhet som kan anvandas for att dela upp den inkommande ljusstralen och samtidigt detektera positionen i vilken ljusstralen infaller pa respektive detektorelement. Detta kan anvandas for en samtidigt bestamning av position och infallsvinkel for ljusstralen am de tva detektorelementen är axiellt forskjutna, dvs. langs samma riktning som ljusstralens riktning. Uppfinningen omfattar alltsa flera olika varianter av matenheter med ingaende ljuskallor och detektorer.

Enligt en ytterligare utforingsform kan uppfinningen innefatta en detektor i form av en bildsensor, t.ex. i den form som kan tillhandahallas i en kamera. Denna bildsensor är de anordnad pa en matenhet och är inrattad att avkanna positionen has en grafisk bild, ett monster eller annan grafisk information, som dá är avbildad pa den motsatta matenheten.

Figur 1 visar vidare en mobil displayenhet 16 enligt foreliggande uppf inning. Displayenheten 16 är foretradesvis ansluten till minst en matenhet 6, 7 via en tradlos anslutning sä som IEEE 802.11-typ eller Bluetooth. En tradlOs anslutning gOr displayenheten 16 enkel att forflytta runt uppstallningen 100. Anslutningen kan ocksa vara en fysisk anslutning sä som en EIA-485 koppling eller en EIA-422 koppling till minst en matenhet 6, 7. Displayenheten är foretradesvis av sadan storleken att en anvandare (visas ej i figuren) av displayenheten 16 kan halla denna i handen.

Displayenheten 16 har en display 17 sá som en LCD-skarm med full VGA- upplosning. Displayen 17 visar grafisk information som symboliskt aterger uppstallningen av de fysiska komponenterna 1, 2 i relation till varandra. Den grafiska informationen är lampligen i form av tredimensionella vyer av uppstallningen 100 med avbildningar av dess ingaende huvudsakliga delar, betraktat fran en viss given 8 betraktelsevinkel. Displayen 17 kan ocksa vara inrattad att visa numerisk eller annan information avseende t.ex. dimensionerna hos komponenterna 1, 2 eller andra matt som är relevanta for inriktningen av komponenterna 1, 2 i forhallande till varandra.

Displayenheten 16 har en styrenhet 16a som är inrattad att att ta emot data avseende komponenternas 1, 2 positioner, data avseende dimensioner hos komponenterna 1, 2 och axlarna 3, 5 och andra ingaende delar i uppstallningen 100, samt relevanta inbordes avstand mellan olika delar i uppstallningen 100. Styrenheten 16a är en lamplig processor. Styrenheten 16a anger bland annat hur inriktningsfel ska beraknas och vilken grafisk information som ska visas.

Matenheterna 6, 7 innefattar en tradlos eller fysisk anslutning till styrenheten i displayenheten 17. Matenheterna 6, 7 innefattar vidare minst en rorelsegivare. Rorelsegivaren kan vara en accelerometer eller ett gyro. En accelerometer är en typ av rorelsegivare vilken ger ifran sig en elektrisk signal som är proportionell mot den hastighetsforandring, acceleration, givaren utsatts for. Den kan aven kanna av gravitationen, vilket gOr att den kan anvandas som lagesgivare. I utforingsformen anvands accelerometern som lagesgivare, dvs den kanner av i vilken riktning matenheterna befinner sig i forhallande till gravitationens riktning. Med hjalp av 20 denna matning med accelerometern kan man erhalla ett varde pa vinkellaget hos matenheten nar uppstallningen är i horisontellt lage. Man far dá funktionen hos en inklinometer som ger ett absolutvarde pa vinkellaget hos respektive matenhet 6, 7 vid dess rotation kring respektive axel 3, 5. Accelerometern sander denna anvandarinformation till displayenheten 16 fOr grafisk presentation.

I figur 1 visas schematiskt ett forsta gyro 18a och en forsta accelerometer 19a i den forsta matenheten 6, samt ett andra gyro 18b och en andra accelerometer 19b i den andra matenheten 7. Saledes kan dá konstateras att den horisontellt orienterade uppstallningen 100 i figur 1 utnyttjar den forsta accelerometern 19a i den forsta matenheten 6 for en vinkelmatning, dvs. for detektering av ett absolut varde for rotationsvinkeln hos den fOrsta matenheten 6. Bestamningen av rotationsvinkeln repeteras i ett flertal, t.ex. tre, olika vinkelpositioner och anvands tillsammans med positionsinformationen fran matenheterna 6, 7 for berakning av eventuellt forekommande vinkel- och offsetfel hos axlarna 3, 5. 9 I det fall accelerometern 19a utgors av en s.k. tvaaxlig accelerometer kan denna anvandas for att detektera huruvida hela uppstallningen, inklusive enheterna 1, 2 lutar i forhallande till horisontalplanet. Detta innebar att uppfinningen enligt en sadan utfaringsform kan anvandas far att avgara vilken orientering som fbreligger hos matuppstallningen, dvs. om den är horisontellt eller vertikalt orienterad, eller om den är orienterad med flagon annan — i princip godtycklig — lutningsvinkel i farhallande till horisontalplanet. 10 Matenheterna 6, 7 kan aven innefatta bade en gyroenhet och en accelerometer som mater rorelseriktning och orientering hos matenheterna 6, 7 da de forflyttas genom vridning.

Matenheten 6, 7 är inrattade att anta ett flertal olika rotationspositioner pa den forsta rotationsaxeln 3 respektive andra rotationsaxeln 5 under matningar for att erhalla matvarden relaterade till positionerna hos den forsta rotationsaxel 3 och den andra rotationsaxel 5.

I figur 2 visas en uppstallning 100' som i princip motsvarar vad som visas i figur 1, men som ar anordnad huvudsakligen vertikalt, dvs med de roterande axlarna 3, inrattade huvudsakligen langs ett vertikalplan. De komponenter i figur 2 som motsvaras av likadana komponenter enligt figur 1 har samma hanvisningssiffror.

I uppstallningen enligt figur 2 kan inte en accelerometer 19a i den farsta matenheten 6 anvandas for detektering av specifika vinkelvarden for den forsta matenhetens 6 rotation, eftersom den sistnamnda roterar enbart i horisontalplanet. lstallet kan dä respektive gyro 18a, 18b utnyttjas for att generera information om vinkellaget hos respektive matenhet. Narmare bestamt kommer dá respektive gyro 18a, 18b att anyandas for att detektera den relativa vinkel i forhallande till ett referensvarde (som anvandaren kan valja och stalla in). Sammanfattningsvis kan gyrot 18a, 18b anvandas for att detektera en riktningsforandring, dvs vinkeln i detta fallet, vid rotation av matenheten kring respektive axels 3, 4 rotationsaxel. Ett varde pa vinkellaget has respektive matenhet i ett antal rotationspositioner kan dá matas till styrenheten 16 for att medge berakning av eventuellt forekommande vinkel- och offsetfel.

Kommersiellt tillgangliga accelerometrar och gyron finns som en-, tva- och treaxliga modeller. De varianter som anvands enligt uppfinningen är faretradesvis av treaxlig typ, vilket t.ex. innebar att en uppstallning med saval gyro som accelerometer (av treaxlig typ) kan anvandas far avkanning av vinkellage hos respektive matenhet vid saval horisontell som vertikal orientering av respektive uppstallning 100, 100'.

Vidare kan anvandandet av en accelerometer ge en signal till displayenheten 16 som anger huruvida uppstallningen 100, 100' är orienterad vertikalt eller horisontellt. Dessutom kan uppstallningen ocksa vara orienterad med annan vinkel an helt vertikalt (som visas i figur 2), dvs dar hela uppstallningen 100' (jfr. figur 2) kan sagas vara orienterad langs en linje som uppvisar en viss vinkel i forhallande till horisontalplanet. Detta medfor i sin tur en fordel med uppfinningen, eftersom den grafik som visas pa displayenheten 16 dá kan anpassas sa att de grafiska avbildningar av respektive uppstallning som presenteras pa respektive display 17 motsvarar hur de ser ut i verkligheten.

Det skall ocksa papekas att principerna for uppfinningen kan implementeras om endast en av matenheterna innefattar accelerometer och gyro. Detta forutsatter att den koppling 4 (jfr. figur 1 och 2) som sammanbinder de tva roterande axlarna 3, 5 inte uppvisar nagot patagligt glapp el dyl, utan att den utgor en fast forbindelse dar axlarna 3, 5 inte rar sig i farhallande till varandra under uppmatningen.

Displayenheten innefattar en orienteringsanordning for att avgara orienteringen av systemet for vidare grafisk presentation.

I en grundlaggande form baseras uppfinningen pa att atminstone en av matenheterna 6, 7 innefattar ett gyro som kan utnyttjas for en vinkelbestamning, narmare bestamt en detektering av det aktuella vinkellaget hos matenheten vid rotation av de tva axlarna 3, 5. Enligt en utforingsform kan dessutom en accelerometer utnyttjas sa att gyrot kan anvandas vid vinkelbestamning cla axlarna är 11 vertikalt orienterade och accelerometern kan anvandas vid vinkelbestamning dá axlarna är horisontellt orienterade.

Figur 3a visar en uppstallning av en forsta komponent 1 och en matenhet 6 i horisontell orientering i ett koordinatsystem, dvs den fOrsta komponenten liksom den andra komponenten (visas ej) är i detta fall uppstallda langs en huvudsakligen horisontell axel, vilken i figur 3a svarar mot x-axeln. Namnda farsta komponent 1 representerar nollvardet pa x-axeln. Accelerometern 18a (jfr. figur 1) kan da vara inrattad att registrera data avseende acceleration i y-axelns riktning (vilket svarar mot en viss rotation kring x-axeln) och att skicka dessa data till styrenheten.

Enligt utforingsformen innefattar den forsta matenheten 6 ocksa ett gyro 18a. Ett gyro är en typ av sensor som kanner av en forandring i rotationslage. Det gyro 18a som finns i den forsta matenheten 6 kan dá — tillsammans med accelerometern 19a i den forsta matenheten 6 — utnyttjas for en bestamning av aktuellt vinkellage for den forsta matenheten 6 i rotationsled som är mer noggrann an am enbart accelerometern 19a anvandes. Detta är alltsa en fordel med att anvanda en forsta matenhet 6 som innefattar bade en accelerometer 19a och ett gyro 18a, eftersom de dá kan inrattas for noggrann detektering av aktuellt vinkellage vid rotation av de roterande axlarna 3, da dessa äí anordnade med i huvudsak horisontell orientering sasom visas i figur 1. Aven den andra matenheten 7 kan innefatta en accelerometer 19b och ett gyro 19b for noggrann detektering av den andra matenhetens 7 position i rotationsled.

Uppstallningens 100 langdriktning är i figur 3a visad i ett koordinatsystem i form av x- axelns langdriktning. Matenhetens 6 langdriktning är saledes vinkelrat med x-axeln, vilket är matenhetens geometriska positionsdata, for dess startposition.

Vid fortsatt uppmatning kommer matenheten 6 att vridas i axelns 3 rotationsriktning. Exempelvis kommer matenheten 6 i ett andra lage att anta ett rotationslage med viss vinkel al i forhallande till y-axeln. Detta lage kan avkannas med hjalp av den i matenheten 6 ingaende accelerometern 19a, som ants& i detta fallet anvands som en lutningsgivare. Eventuella ytterligare rotationslagen has den forsta matenheten 6 kan ocksa detekteras och registreras med hjalp av accelerometern 19a. Information am uppmatta rotationslagen overfors vidare till styrenheten 16a. Saledes utnyttjas 12 accelerometern 19a for att generera absolutvarden for vinkellaget hos respektive matenhet.

Figur 3b visar uppstallningen av en f6rsta komponent 1 och en matenhet 6 i vertikal orientering ett koordinatsystem. Gyrot kan vara inrattat att registrera rotation kring y- axeln och att skicka dessa data till styrenheten.

Gyrot ges en startposition, varifran det registrerar vinkelforandringar. Anvandaren anger via anvandarinformation till displayenheten 13 nar matenheten 6 är i startpositionen. Denna anvandarinformation omvandlas till grafisk information i displayenheten, vilken aterges som en tredimensionell bild av uppstallningen fran en vy och ett perspektiv som svarar mot hur en anvandare (som hailer i displayenheten) faktiskt betraktar uppstallningen.

Uppstallningens 100 langdriktning är i figur 3b visad i ett koordinatsystem i form av y- axelns langdriktning. Matenhetens 6 langdriktning är saledes vinkelrat med x-axeln, vilket är matenhetens geometriska positionsdata for dess startposition.

Vid fortsatt uppmatning kommer matenheten 6 att forflyttas i axelns 3 rotationsriktning. Exempelvis kommer matenheten 6 i ett andra lage att anta ett rotationslage med viss vinkel a2 i fOrhallande till y-axeln. Della lage kan avkannas med hjalp av den i matenheten 6 ingaende gyroenheten 19a, eftersom accelerometern 18a i matenheten 6 — vilken utnyttjas for avkanning av matenhetens 6 lutning i fOrhallande till horisontalplanet — inte kan utnyttjas fOr avkanning av namnda vinkellage a2. Gyroenheten 19a daremot kan i detta laget utnyttjas for detektering av vridriktningen has matenheten 6 kring y-axeln. Saledes kan vinkellaget a2 for detta f6rsta rotationslage och eventuella ytterligare rotationslagen hos den forsta matenheten 6 detekteras och registreras med hjalp av gyroenheten 19a. Information am uppmatta rotationslagen overfors vidare till styrenheten 16a.

Det skall noteras att information om aktuella rotationslagen aven has den andra matenheten 7 overfors till styrenheten 16a i samband med matningar, dvs med komponenterna 1, 2 orienterade i t.ex. horisontell eller vertikal riktning. Analogt med 13 vad som angivits ovan genereras denna information med hjalp av accelerometern 18b och gyroenheten 19b i den andra matenheten 7.

Enligt en utforingsform kan information avseende rotationslagen al, a2 genereras 5 och Overfaras fran respektive matenhet 6, 7 oberoende av am de aktuella komponenterna 1, 2 är orienterade i horisontell eller vertikal riktning. Uppfinningen kan ocksa utnyttjas far att detektera aktuell orientering av namnda farsta matenhet 6 respektive namnda andra matenhet 7. Uppfinningen kan ocksa principiellt utnyttjas om de aktuella komponenterna 1, 2 orienteras "lutande", dvs. langs i princip valfri vinkel i forhallande till horisontalplanet.

Uppfinningen är inte begransad till ovanstaende utforingsformer och exempel, utan begransas av omfattningen has de efterfoljande patentkraven. 15 Sam ovan namnts kan de grafiska framstallningar som visas pa displayenheten 16 anpassas till de matvarden som erhalls fran respektive accelerometer och gyro, dvs. de kan anpassas t.ex. till orienteringen has de roterande komponenter som skall inriktas. Pa sá vis kan en naturtrogen avbildning av de ingaende komponenterna visas pa displayenheten.

Vidare kan konstateras att displayenheten 16 som visas i figur 1 och 2 kan vara tradlas, eller alternativt tradbunden. Sam ett ytterligare alternativ kan displayenheten vara inbyggd i flagon av matenheterna 6, 7 eller i flagon annan komponent som hOr till respektive uppstallning 100 av roterande komponenter och matutrustning.

Vidare kan uppfinningens principer implementeras genom att anordna en accelerometer och ett gyro i en enda matenhet. For att uppna detta kravs att kopplingen är inrattad sá att de bada roterande axlarna 3, 5 är fast anordnade vid varandra och att de inte uppvisar nagot namnvart glapp. Vidare är namnda accelerometer och gyro av s.k. treaxlig typ, men uppfinningen är inte begransad till detta utan kan i princip implementeras aven med en- och tvaaxliga gyron och accelerometrar. 14

Claims (21)

PATENTKRAV: 1. Matsystem for uppmatning av de relativa positionerna has en forsta roterande komponent (3) och en andra roterande komponent (5) i forhallande till varandra, vilka komponenter (3, 5) är inrattade huvudsakligen langs en gemensam axel, innefattande:

1. en farsta matenhet (6) inrattad far montering pa den farsta roterande komponenten (3); och 2. en andra matenhet (7) inrattad for montering pa den andra roterande komponenten (5); 3. varvid atminstone en av namnda matenheter (6, 7) innefattar en ljuskalla (10) samt att atminstone en av namnda matenheter (6, 7) innefattar en detektorenhet far bestamning av positionerna has namnda roterande komponenter (3, 5); kannetecknat av att den forsta matenheten (6) innefattar ett forsta gyro (18a) och den andra matenheten (7) innefattar ett andra gyro (18b) for detektering av aktuellt vinkellage (a2) hos respektive matenhet (6, 7) vid rotation av nannnda roterande komponenter (3, 5).

2. Matsystem enligt patentkrav 1, kannetecknat av att atminstone en av namnda matenheter (6, 7) innefattar en accelerometer (19a, 19b), inrattad for detektering av aktuellt vinkellage (al) vid rotation av namnda roterande komponenter (3, 5) dá de är anordnade med i huvudsak horisontell orientering, samt att namnda farsta och andra gyro (18a, 18b) är inrattade for detektering av aktuellt vinkellage (a2) vid rotation av namnda roterande komponenter (3, 5) dá de är anordnade med i huvudsak vertikal orientering.

3. Matsystem enligt patentkrav 2, kannetecknat av att namnda accelerometer (19a, 19b) är inrattad for detektering av huruvida namnda roterande komponenter (3, 5) är anordnade med horisontell eller vertikal orientering.

4. Matsystem enligt patentkrav 1, kannetecknat av att atminstone en av namnda matenheter (6, 7) innefattar bade ett gyro (18a, 18b) och en accelerometer (19a, 19b) vilka är inrattade for detektering av aktuellt vinkellage (al) vid rotation av namnda roterande komponenter (3, 5) dä de är anordnade med i huvudsak horisontell orientering.

5. Matsystem enligt nagot av patentkrav 2-4, kannetecknat av, att namnda forsta matenhet (6) och andra matenhet (7) innefattar vardera ett gyro (18a, 18b) och en accelerometer (19a, 19b).

6. Matsystem enligt nagot av foregaende patentkrav, kannetecknat av att namnda forsta komponent (3) utgors av en del av en forsta maskin (1) och utgor en utgaende 10 axel, och namnda andra komponent (5) utgors av en del av en andra maskin (2) dar den utgor en ingaende axel.

7. Matsystem enligt nagot av foregaende patentkrav, kannetecknat av att den forsta matenheten (6) och den andra matenheten (7) är inrattade att under uppmatning anta ett flertal olika rotationspositioner pa namnda roterande komponenter (3, 5) for att erhalla matvarden relaterade till positionerna hos namnda roterande komponenter (3, 5).

8. Matsystem enligt nagot av foregaende patentkrav, kannetecknat av att den forsta matenheten (6) innefattar en ljuskalla (10), att den andra matenheten (7) innefattar en detektor (12) for ljus fran namnda ljuskalla (10), att den andra matenheten (7) innefattar en andra ljuskalla (13) samt att den forsta matenheten (6) innefattar en detektor (15) for ljus fran namnda andra ljuskalla (13).

9. Matsystem enligt nagot av patentkrav 1-7, kannetecknat av att den forsta matenheten innefattar en ljuskalla, att den andra matenheten innefattar en reflektor for ljus fran namnda ljuskalla och att den forsta matenheten innefattar en detektor for ljus som reflekteras via namnda reflektor.

10. Matsystem enligt nagot av patentkrav 1-7, kannetecknat av att den forsta matenheten innefattar en ljuskalla och att den andra matenheten innefattar en detektor med atminstone tva i langsled atskilda detektorelement, for samtidig detektering av position och infallsvinkel for ljus fran namnda ljuskalla. 16

11. Matsystem enligt nagot av patentkraven 8-10, kannetecknat av att namnda ljuskallor (10, 13) utgors av laserljuskallor.

12. Matsystem enligt nagot av patentkraven 1-7, kannetecknat av att namnda en farsta matenhet (6) innefattar en detektorenhet som utgOrs av en bildsensor inrattad att avkanna positionen hos en grafisk bild, ett monster eller annan grafisk information, som är avbildad pa den andra matenheten.

13. Matsystem enligt nagot av foregaende patentkrav, kannetecknat av, att det innefattar en displayenhet (16) for visning av grafisk information som aterger en uppstallning av den forsta komponenten (1) och den andra komponenten (2).

14. Matsystem enligt patentkrav 13, kannetecknat av att namnda displayenhet (16) är inrattad att anpassa namnda visning av namnda grafiska information beroende av matenheternas (6, 7) orientering.

15. Matsystem enligt nagot av patentkrav 13 eller 14, kannetecknat av att namnda displayenhet (16) är mobil och tradlost ansluten till namnda matenheter (6, 7).

16. Metod fOr uppmatning av de relativa positionerna hos en forsta komponent (3) och en andra komponent (5) i forhallande till varandra, vilka komponenter (3, 5) är inrattade huvudsakligen langs en gemensam axel, och dar metoden innefattar stegen: - montering av en farsta matenhet (6) pa en fOrsta roterande komponent (3); samt - montering av en andra matenhet (7) pa en andra roterande komponent (5), varvid atminstone en av namnda matenheter (6, 7) innefattar en ljuskalla (10) samt att atminstone en av namnda matenheter (6, 7) innefattar en detektorenhet for bestamning av positionerna has namnda roterande komponenter (3, 5), kannetecknad av att metoden innefattar stegen: - rotation av namnda roterande komponenter (3, 5) for installning av namnda roterande komponenter (3, 5) i ett flertal vinkellagen; samt - detektering av aktuellt vinkellage (a2) hos respektive matenhet (6, 7), vid rotation av namnda roterande komponenter (3, 5), medelst ett forsta gyro (18a) anordnat pa 17 namnda forsta matenhet (6) och ett andra gyro (18b) anordnat pa namnda andra matenhet (7).

17. Metod enligt patentkrav 16, kannetecknad av att den innefattar: - detektering av aktuellt vinkellage (al ) hos namnda fOrsta matenhet (6) respektive andra matenhet (7), vid rotation av namnda roterande komponenter (3, 5) da de är anordnade med i huvudsak horisontell orientering, medelst en accelerometer (19a, 19b) anordnad i atminstone en av namnda matenheter (6, 7); samt - detektering av aktuellt vinkellage (a2) hos namnda forsta matenhet (6) respektive andra matenhet (7), vid rotation av namnda roterande komponenter (3, 5) da de är anordnade med i huvudsak vertikal orientering, medelst namnda forsta och andra gyro (18a, 18b).

18. Metod enligt patentkrav 17, kannetecknad av, att den innefattar detektering av huruvida namnda roterande komponenter (3, 5) är anordnade med horisontell eller vertikal orientering, medelst en accelerometer (1 9a, 19b) i atminstone en av namnda matenheter (6, 7).

19. Metod enligt nagot av patentkraven 16-18, kannetecknad av, att den innefattar: - generering av ljus i atminstone en av namnda matenheter (6); samt - detektering av namnda ljus i den andra av namnda matenheter (7).

20. Metod enligt nagot av patentkraven 16-19, kannetecknad av, att den innefattar visning av grafisk information pa en displayenhet (16) som aterger en uppstallning av 25 den forsta komponenten (1) och den andra komponenten (2).

21. Metod enligt patentkrav 20, kannetecknad av, att det innefattar anpassning av namnda visning av grafisk information i beroende av matenheternas (6, 7) orientering. 18