DE69219498T2

DE69219498T2 - Lagedetektierungsgerät und -verfahren

Info

Publication number: DE69219498T2
Application number: DE69219498T
Authority: DE
Inventors: Noboru Kobayashi; Sunao Sugimoto
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1991-02-18
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: EP0499876B1; EP0499876A3; DE69219498D1; EP0499876A2; JPH04348406A; JPH0781808B2; US5221896A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Positionserfassung, welche vorzugsweise zum Beispiel bei einem Roboter zum Positionieren eines Gegenstands verwendet werden.

Beschreibung der verwandten Technik

Um Wasser aus dem Erdboden einem an einem Zug angebrachten Wassertank zuzuführen, wurden die folgenden Techniken vorgeschlagen. Ein Roboter wird bewegbar in der Nähe einer vorgegebenen Zughaltestelle aufgestellt, und eine am Arbeitsanschluß dieses Roboters befestigte Rohrkupplung zur Wasserversorgung wird automatisch mit der Rohrkupplung. des am Zug angebrachten Wassertanks verbunden, um dem Wassertank Wasser zuzuführen. Nachfolgend wird ein Beispiel eines Verfahrens zur Positionserfassung beschrieben, welches eine derartige Technik anwendet. Einer der Arbeitsanschlüsse des Zugs und des Roboters ist mit einer Punktlichtquelle zum Emittieren von Licht daraus ausgestattet. Der andere ist mit einer Halbleiter-PSD (PSD: Positionsaufnahmevorrichtung), wie sie von Hamamatsu Photonics Limited, Hamamatsu, Shizuoka, Japan, angeboten wird, ausgestattet, wobei diese eine planare Lichtaufnahmefläche zum Erfassen der zweidimensionalen Position des von der Punktlichtquelle emittierten Lichts aufweist. So lassen sich die beiden Rohrkupplungen derart verbinden, daß sie in Beziehung zueinander genau positioniert sind. Dieses Verfahren weist jedoch die folgenden Unzulänglichkeiten auf.
(1) Da die Position optisch erfaßt wird, kann in einer schwierigen Umgebung ein Erfassungsfehler auftreten oder eine Erfassung unmöglich sein.
(2) Leistungsquellen sind sowohl für den Lichtpunkt als auch für die Vorrichtung zur Positionserfassung erforderlich. Dies ist sehr nachteilig, da eine kleinere Anzahl von Leistungsquellen vorzuziehen ist.
Ferner ist aus EP-A-0 393 683 eine Vorrichtung zur Positionserfassung bekannt, bei der ein Drehmoment einer Antriebswelle aus der Änderung der Induktivität einer Aufnehmerspule abgeleitet ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Positionserfassung mit einer verbesserten Beständigkeit gegenüber einer Umgebung und einer vereinfachten Struktur sowie ein mit einer derartigen Vorrichtung arbeitendes Verfahren zur Positionserfassung zu schaffen.
Diese Aufgabe ist durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 5 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Positionserfassung umfaßt eine Zielschaltung, welche aus einer Zielspule und einer mit dieser verbundenen Impedanzvorrichtung besteht, eine Erregungsschaltung, welche aus einer in Relativpositions-Beziehung zur Zielspule verschiebbaren Leistungsspule und einer damit verbundenen Wechselstrom-Leistungsquelle zum Betreiben der Leistungsspule besteht, eine derart mit der Leistungsspule integrierte Aufnehmerspule, daß die Magnetfluß-Mittelachse der Leistungsspule senkrecht zu der der Aufnehmerspule steht, und eine Einrichtung zum Erfassen des Pegels des Ausgangssignals der Aufnehmerspule mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zu einer Wechselstrom-Leistungsquelle.
Die Vorrichtung zur Positionserfassung kann dadurch gekennzeichnet sein, daß das Impedanzelement ein Kondensator ist und die Resonanzfrequenz der Zielschaltung mit der Ausgangsfrequenz der Wechselstrom-Leistungsquelle übereinstimmt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Positionserfassung kann ferner dadurch gekennzeichnet sein, daß ein Paar von Aufnehmerspulen vorgesehen ist, deren Magnetfluß-Mittelachsen senkrecht zueinander stehen, und die Aufnehmereinrichtung jeweils für jede Aufnehmerspule vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Positionserfassung kann dadurch gekennzeichnet sein, daß der Ausgangspegel der Aufnehmerspule mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zum Ausgangssignal der Wechselstrom-Leistungsquelle innerhalb eines Bereichs erfaßt wird, in welchem Maximalwerte mit entgegengesetzten Polaritäten erhalten werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Positionserfassung zum Erfassen einer Relativpositions-Beziehung zwischen einem ersten Gegenstand und einem zweiten Gegenstand geschaffen, welches mit einer Vorrichtung zur Positionserfassung arbeitet, die eine am ersten Gegenstand angebrachte, aus einer Zielspule und einem damit verbundenen Impedanzelement bestehende Zielschaltung, eine am zweiten Gegenstand angebrachte, aus einer in Relativpositions-Beziehung zur Zielspule verschiebbaren Leistungsspule und einer mit dieser verbundenen Wechselstrom-Leistungsquelle zum Betreiben der Leistungsspule bestehende Erregungsschaltung, eine mit der Leistungsspule derart integrierte Aufnehmerspule, daß die Erregungs-Mittelachse der Leistungsspule zu der der Aufnehmerspule senkrecht ist, und eine Einrichtung zum Erfassen des Pegeis des Ausgangssignals der Aufnebmerspule mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zur Wechselstrom-Leistungsquelle innerhalb eines Bereiches, in welchem die Maximalpegel davon mit entgegengesetzten Polaritäten erhaltbar sind, umfaßt, wobei das Verfahren den ersten Gegenstand und den zweiten Gegenstand so verschiebt, daß sie sich im genannten Bereich befinden, und den ersten Gegenstand und den zweiten Gegenstand so verschiebt, daß der Ausgangspegel der Aufnehmerspule mit der vorbestimmten Phasenverschiebung zum Ausgangssignal der Wechselstrom-Leistungsquelle, basierend auf dem Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung, null wird.
Erfindungsgemäß ist, um Relativpositionen eines ersten und zweiten Gegenstands zu erfassen, eine Zielschaltung an dem ersten Gegenstand, einer Erregungsspule und einer Aufnehmerspule angebracht, und am zweiten Gegenstand ist eine Erfassungseinrichtung angebracht. Die Zielspule der Zielschaltung wird durch das Magnetfeld von der durch die Wechselstrom-Leistungsquelle für die Erregungsspule betriebenen Leistungsspule erregt. Die Zielspule ist mit dem Impedanzelement, wie einem Kondensator oder Widerstand, derart verbunden, daß die Zielsehaltung bei der gleichen Frequenz wie die Ausgangsfrequenz der Wechselstrom-Leistungsquelle in Resonanz kommen kann. Das Magnetfeld, welches durch die Zielspule infolge eines Kreuzens ihres Magnetflusses von der Leistungsspule erzeugt wird, wird durch die Aufnehmerspule erfaßt. Die Erfassungseinrichtung erfaßt den Ausgangspegel von der Aufnehmerspule mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zum Ausgangssignal der Wechselstrom- Leistungsquelle zum Betreiben der Leistungsspule. So laßt sich die Relativpositions-Beziehung zwischen der Aufnehmerspule und der Zielspule entsprechend dem Ausgangspegel der Aufnehmerspule erfassen.
Da die Magnetfluß-Mittelachse der Leistungsspule zu der der Aufnehmerspule senkrecht ist, ist es möglich zu verhindern, daß die Aufnehmerspule durch das Magnetfeld der Leistungsspule beeinflußt wird. Ferner läßt sich aufgrund der Tatsache, daß die Zielschaltung keine Leistungsquelle benötigt, die Struktur der Vorrichtung zur Positionserfassung vereinfachen. Ferner weist die Vorrichtung zur Positionserfassung aufgrund der Tatsache, daß die Positionserfassung unter Verwendung der magnetischen Kopplungen zwischen der Leistungsspule und der Zielspule und zwischen der Zielspule und der Aufnehmerspule durchgeführt wird, eine verbesserte Beständigkeit gegenüber einer schwierigen Umgebung auf als deroptische Aufbau gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik. Wird ein Paar von Aufnehmerspulen verwendet, so laßt sich die Position der Zielspule zweidimensional erfassen.
Ferner ändert sich bei der vorliegenden Erfindung der Ausgangspegel der Aulnehmerspule mit der vorgegebenen Phasenverschiebung zum Ausgangssignal der Wechselstrom-Leistungsquelle linear mit der Anderung der Positionsbeziehung zwischen der Zielspule und der Aufnehmerspule innerhalb eines Bereichs, in welchem die Maximalwerte mit entgegengesetzten Potaritäten erhalten werden, so daß sich die Positionserfassung genau durchführen laßt.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Positionserfassung werden zuerst der erste Gegenstand und der zweite Gegenstand derart verschoben, daß sich der Pegel des Ausgangssignals der Aufnehmerspule mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zu einer Wechselstrom-Leistungsquelle innerhalb eines Bereichs zwischen den Maximalpegeln mit entgegengesetzten Polaritäten befindet, und anschließend werden diese Gegenstände derart verschoben, daß der Ausgangspegel der Aufnehmerspule, basierend auf dem Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung, null wird. So werden die Zielspule und die Aufnehmerspule derart positioniert, daß sich der erste und der zweite Gegenstand genau positionieren lassen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Prinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionserfassung;
Fig. 2 ist eine Frontansicht einer Zielspule 1, von Aufnehmerspulen 5 und 6 und einer Leistungsspule 7 auf der X-Y-Ebene;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der konkreten Strukturen der Zielspule 1, der Aufnehmerspulen 5 und 6 und der Leistungsspule 7;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des elektrischen Aufbaus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A ist eine Ansicht zum Erläutern der Betätigung bezüglich der Aufnehmerspule 5;
Fig. 5B ist ein Wellenform-Diagramm der Ausgangsspamiung der Aufnehmerspule 5 bei einer vorbestimmten Phasenverschiebung, wenn die Aufnehmerspule 6 in X-Achsen-Richtung in Fig. 5A verschoben wird;
Fig. 6 ist ein Wellenform-Diagramm zum Erläutern der Wirkungsweise des elektrischen Aufbaus von Fig. 4;
Fig. 7 ist eine Ansicht zum Erläutern des Biot-Savartschen Gesetzes;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern der Stärke des Magnetfelds an einem Punkt P, wenn ein Strom 1 durch eine Spule 29 fließt;
Fig. 9 ist eine Draufsicht, welche die Projektion auf die X-Y-Ebene in Fig. 8 darstellt;
Fig. 10 ist eine Draufsicht, welche die Positionen der Zielspule 1 und der Leistungsspule 7 auf die X-Z-Ebene mit den Koordinatenachsen projiziert darstellt;
Fig. 11 ist eine Draufsicht, welche die Positionen der Zielspule 1 und der Aufnehmerspule 5 auf die X-Z-Ebene mit den Koordinatenachsen projiziert darstellt;
Fig. 12 ist ein Graph, welcher ein Beispiel des experimentellen Ergebnisses des Ausgangssignals von der Zielspule bei der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 13 ist eine Ansicht, welche den exemplarischen, in einem Speicher 24 gespeicherten Inhalt darstellt, der in bezug auf die Zielspule 1 vorbestimmt ist;
Fig. 14 ist eine vereinfachte Draufsicht zum Erläutern der Wirkungsweise bei fteier Bewegung der Zielspule;
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht eines auf einen Wasserversorgungsroboter 27 bezogenen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 ist eine vereinfachte Schnittansicht des Wasserversorgungsroboters mit der Zielspule 1;
Fig. 17 ist eine Seitenansicht einer Anordnung mit Rohrkupplungen 36 und 37, Spulen 1, 5, 6 und 7 und einem Grenzschalter 45;
Fig. 18 ist eine Ansicht, welche die Positionsbeziehung unter den Rohrkupplungen 36 und 37 und den Spulen 1, 5, 6 und 7 darstellt;
Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, welches den auf den Wasserversorgungsroboter bezogenen elektrischen Aufbau darstellt; und
Fig. 20 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Wirkungsweise des Aufbaus von Fig. 19 darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht, welche das Prinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionserfassung darstellt. Der erste Gegenstand, zum Beispiel ein in Fig. 15 dargestelltes Fahrzeug 34, dessen zweidimensionale Position zu erfassen ist, ist mit einer Zielschaltung 3 ausgestattet, welche aus einer Zielspule 1 und einem mit dieser parallel geschalteten Kondensator 2 (Impedanzelement) besteht. Der Arbeitsanschluß 38 eines zweiten Gegenstands, zum Beispiel eines in Fig. 15 dargestellten Roboters 27, ist mit einer Erregungsschaltung 4 und einem Paar von Aufnehmerspulen 5 und 6 ausgestattet. Zu Fig. 1 sei bemerkt, daß die Zielspule 1 eine in einer Kreisform in einer X-Y-Ebene gewickelte Spulenlitze aufweist und deren Magnetfluß-Mittelachse mit einer Z-Achse zusammenfällt.
Bei Betrieb erzeugt die Erregungsspule 4 einen Induktionsstrom in der Zielspule 1. Die Änderung des Magnetflusses infolge dieses Induktionsstroms wird durch das Paar von Aufnehmerspulen 5 und 6 aufgenommen bzw. erfaßt. Die Relativpösitionen des ersten und des zweiten Gegenstands werden auf der Grundlage der Ausgangssignale von den Aufnehmerspulen 5 und 6 aufgenommen.
Die Erregungsschaltung 4 besteht aus einer Leistungsspule 7 und einer Wechselstrom- Leistungsquelle 8 zum Betreiben der Leistungsspule, welche miteinander verbunden sind. Die Ausgangsfrequenz der Wechselstrom-Leistungsquelle 8 kann zum Beispiel 30 kHz betragen. Die Leistungsspule 7 weist eine in einem Kreis gewickelte Spulenlitze auf, und deren Magnetfluß-Mittelachse ist durch eine gerade Linie 9 dargestellt. Die Aufnehmerspule 5 bzw. 6 längs der X-Achse bzw. der Y-Achse ist in Integration mit der Leistungsspule 7 angeordnet. Die Aufnehmerspulen 5 und 6 weisen in einem Kreis in einer zueinander senkrechten Ebene gewikkelte Spulenlitzen auf. Die Linie 9 ist eine zur X-Y-Ebene senkrechte Linie. Die Magnetfluß- Mittelachse der Aufnehmerspule 5 ist eine zur X-Achse parallel verlaufende, gerade Linie, und die der Aufnehmerspule 6 ist eine parallel zur Y-Achse verlaufende, gerade Linie. Die Aufnehmerspulen 5 und 6 weisen im wesentlichen die gleiche Struktur auf In einem Zustand, in welchem die Linie 9 senkrecht zur X-Y-Ebene und somit parallel zur Z-Achse verläuft, läßt sich die Verschiebungsgröße ΔX in X-Richtung, wie nachfolgend beschrieben, auf der Grundlage des Ausgangssignals von der Aufnehmerspule 5 aufnehmen bzw. erfassen, und die Verschiebungsgröße ΔY laßt sich auf der Grundlage des Ausgangssignals von der Aufnehmerspule 6 aufnehmen bzw. erfassen.
Fig. 2 ist eine vereinfachte Vorderansicht, welche den Zustand darstellt, in welchem die Linie 9 mit der Z-Achse zusammenfällt. Alle Radien der Zielspule 1, der Aufnehmerspulen 5 und 6 und der Leistungsspule 7 können gleich sein. Da die Magnetfluß-Mittelachse 9 der Leistungsspule 7 senkrecht zur Magnetfluß-Mittelachse 10 der Aufnehmerspule 5 ist, nimmt die Aufnehmerspule 5 das durch die Leistungsspule 7 erzeugte Magnetfeld nicht auf Ebenso nimmt die Aufnehmerspule das durch die Leistungsspule 7 erzeugte Magnetfeld nicht auf, da die Line 9 senkrecht zur Magnetfluß-Mittelachse 11 der Aufnehmerspule 6 ist.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Teil der Anordnung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Positionserfassung darstellt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind das Paar von Aufnehmerspulen 5 und 6 sowie die Leistungsspule 7 auf einen Spulenkörper 12 gewickelt. Dieser Spulenkörper 12 ist aus einem nichtmagnetischen Material, wie Kunstharz, hergestellt. Andererseits ist die Zielspule 1 auf einen Spulenkörper 13 gewickelt, welcher aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches die elektrische Anordnung bezüglich der Aufnehmerspulen 5 und 6 und der Leistungsspule 7 darstellt. Bei Betrieb wird das Ausgangssignal von der Wechselstrom-Leistungsquelle 8 zum Betreiben einer Leistungsspule 7 einer Nulldurchgangs-Erfassungsschaltung 14 zugeführt. Die Ausgangsspannungs-Wellenform der Wechselstrom-Leistungsquelle 8 ist in einem Graphen (1) von Fig. 6 dargestellt, und deren Nulldurchgangspunkte sind durch Zeitpunkte t1, t2 und t3 angezeigt. Die Ausgangssignale von den Aufnehmerspulen 5 und 6 werden an Abtast-Halte-Schaltungen 15 und 16 gesendet.
Fig. 5A ist eine Draufsicht der Zielspule 1, Leistungsspule 7 und Aufnehmerspule 5, betrachtet senkrecht zur X-Z-Ebene. Die Ausgangssignal-Wellenform von der Aufnehmerspule 5 variiert an durch Bezugszeichen 5a bis Se bezeichneten Positionen. Die Bezugszeichen 5a bis 5e werden ferner dazu verwendet, die Aufnehmerspule selbst an den jeweiligen Positionen zu bezeichnen. Die Aufnehmerspule 5c stellt denjenigen Zustand dar, in welchem sie sich auf der Z-Achse befindet, die die Magnetfluß-Mittelachse der Zielspule list. Die Leistungsspule 7 ist lediglich für denjenigen Fall dargestellt, bei welchem sich die Aufnehmerspule 5 an der Position 5a befindet.
Befindet sich die Aufnehmerspule 5 an den Positionen 5a und 5d, so erzeugt sie die durch 75 in Graph (2) von Fig. 6 angezeigte Wellenform. Befindet sich die Aufnehmerspule 5 an den Positionen 5b und 5e, so erzeugt sie die durch 76 im Graphen (2) angezeigte Wellenform. Hingegen ist dann, wenn sich die Aufnehmerspule 5 an der Position 5c befindet, das Ausgangssignal von der Aufnehmerspule 5 null, wie durch ein Bezugszeichen 74 im Graphen (2) angezeigt. Dies trifft ebenfalls beim Verschieben einer anderen Aufnehmerspule 6 in Y- Richtung zu.
Die Nulldurchgangs-Erfassungsschaltung 14 liefert über eine Leitung 18 ein im Graphen (3) von Fig. 6 dargesteiltes Nulldurchgangssignal an eine Verzögerungsschaltung 17. Die Verzögerungsschaltung 17 verzögert die ansteigende Flanke des über die Leitung 18 empfangenen Nulldurchgangssignals um eine Periode W1 und liefert ein im Graphen (4) von Fig. 6 dargestelltes Signal an die Impulsgeneratorschaltung 19. Die Impulsgeneratorschaltung 19 liefert an eine Leitung 20 einen in Graph (5) von Fig. 6 dargestellten Impuls mit einer Impulsbreite von beispielsweise 200 ns oder mehr, welcher zum Zeitpunkt t4, der um die Zeitspanne W1 hinter dem Zeitpunkt t2 liegt, beginnt und Abtast-Halte-Schaltungen 15 und 16 als Befehl zugeführt wird. Die Abtast-Halte-Schaltung 15 hält das Ausgangssignal von der Aufnehmerspule 5 nach dem Zeitpunkt t4, wie in Graph (8) von Fig. 6 dargestellt. In Reaktion auf den die Leitung 20 durchlaufenden Impuls wandelt ein A/D-Wandler 21 das durch die Abtast-Halte- Schaltung 13 gehaltene Ausgangssignal während einer bei einem Zeitpunkt t5 beginnenden Zeitspanne W2 (zum Beispiel kürzer als 9 µs) in einen digitalen Wert um. Das Ausgangssignal vom A/D-Wandler 21 wird während der Zeitspanne von Zeitpunkt t6 bis Zeitpunkt t7 einer Verarbeitungsschaltung 22 (welche durch einen Mikrocomputer realisiert sein kann) zugeführt. Ebenso ist die Abtast-Halte-Schaltung 16 für eine weitere Aufnehmerspule 16 vorgesehen. Das Ausgangssignal von der Abtast-Halte-Schaltung 16 wird durch einen AID-Wandler 23 in einen digitalen Wert umgewandelt. Das digitale Ausgangssignal vom A/D-Wandler 23 wird der Verarbeitungsschaltung 22 zugeführt. Die Verarbeitungsschaltung 22 ist mit einem Speicher 24 verbunden. Die Signale, welche die durch die Verarbeitungsschaltung 22 berechneten Verschiebungsgrößen ΔX und ΔY darstellen, werden, wie später beschrieben, von einer Kommunikationsschnittstelle 25 über eine Leitung 26 einer Wasserversorgungsroboter-Verarbeitungsschaltung 52 zugeführt. Eine Schaltung 32 zum Erzeugen eines Taktsignals liefert ein Taktsignal an die A/D-Wandler 21 und 23, um deren Betrieb zu steuern.
Fig. 5B stellt den Ausgangsspannungspegel der Auffiehmerspule 5 mit einer festen Phasenverschiebuyig zu der der Leistungsspule 7 zugeführten Ausgangsspannung der Wechselstrom-Leistungsquelle 8 bei Verschieben der Aufnehmerspule 5 in X-Richtung längs der Positionen 5a bis 5e in Fig. 5A dar. Die Phasenverschiebung beruht auf der Impedanz der Aufnehmerspule 5. Es ist erwünscht, daß das Ausgangssignal von der Aufnehmerspule 5 mit der festen Phasenverschiebung zur Wechselstrom-Leistungsquelle 8 seinen Maximalwert aufweist, so daß die Empfindlichkeit maximal sein kann, jedoch ist dies nicht unerläßlich. Befindet sich die Aufnehmerspule 5 auf der Z-Achse, so ist in Fig. 5B der Ausgangspegel der Aufnehmerspule 5, wie durch ein Bezugszeichen P0 angezeigt, null. Bei feststehender Z-Richtung ändert sich der Ausgangspegel im Bereich zwischen den Positionen P1 und P2 in X-Richtung linear. In einem derartigen Bereich von P1 bis P2 läßt sich die Positionsbeziehung zwischen der Zielspule 1 und der Aufnehmerspule 5 genau erfassen. Ferner können, um die Relativpositions-Beziehung zwischen der Zielspule 1 und der Aufnehmerspule 5 einzustellen, deren Positionen in einem Bereich zwischen P3 und P4 erfaßt werden. Die Rückkoppel-Regelung kann die Positionsbeziehung zwischen der Zielpule 1 und der Aufnehmerspule 5 auf der Grundlage des Vorzeichens der erfaßten Signale einstellen. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis Fig. 12 der Grund erläutert, weswegen sich bei einer Änderung der Relativpositionen der Zielspule und der Aufnehmerspule 5 der Ausgangspegel der Aufnehmerspule 5 mit einer festen Phasenverschiebung zum Ausgangssignal der Wechselstrom-Leistungsquelle 8 wie in Fig. 5B dargestellt ändert.
In bezug auf Fig. 7 läßt sich gemäß dem Biot-Savartschen Gesetz die Stärke ΔH des Magnetfeldes am Punkt P infolge des eine Leitung 28 durchfließenden Stromvektors I wie folgt ausdrücken:
ΔH stellt das winzige Magnetfeld am Punkt P dar, welches durch den Strom 1 an einem vom Punkt P um eine Distanz d entfernten winzigen Abschnitt ΔL der Leitung erzeugt wird, und stellt einen durch den winzigen Abschnitt ΔL und eine gerade Linie OP gebildeten Winkel dar. Die Richtung des Magnetfelds hängt von der Ampereschen Rechtsschraubenregel ab. Daher läßt sich unter der Voraussetzung, daß die Leitung 29, wie in Fig. 8 und in Fig. 9, welche eine Draufsicht von Fig. 8 ist, dargestellt, ein in der X-Y-Ebene liegender Kreis ist, die Stärke H des am Punkt P infolge des Stroms 1 entlang der gesamten Leitung 29 erzeugten Magnetfelds wie folgt ausdrücken:
wobei r ein Radius der Leitung 29, welche an einem Kontaktpunkt O1 mit einer Tangente 30 in Kontakt kommt, a eine Distanz zwischen der Mitte O des Kreises und dem Punkt P, b eine Distanz zwischen dem Punkt P und dem Kontaktpunkt O1, φ ein durch die die Mitte O mit dem Kontanktpunkt O1 verbindende Radiallinie und die X-Achse gebildeter Winkel und Ψ ein durch die den Kontaktpunkt mit dem Punkt P verbindende gerade Linie und die Tangente 30 gebildeter Winkel ist.
Daher läßt sich in Fig. 10 die Stärke des Magnetfelds infolge der Leistungsspule 7 in der Mitte Pt der Zielspule 1 wie folgt ausdrücken:
wobei n1 die Anzahl der Wicklungen der Leistungsspule 7, I1 der an die Leistungsspule 7 gelieferte Strom, r1 der Radius der Leistungsspule 7 und die Distanz von der Mitte Pt der Zielspule 1 zur Ebene der Leistungsspule 7 ist.
Ferner läßt sich in Fig. 11 die Stärke Hps des Magnetfelds infolge der Zielspule 1 in der Mitte Ps der Aufnehmerspule 5 wie folgt ausdrücken:
wobei n2 die Anzahl der Wicklungen, r2 der Radius der Zielspule 1 und zts die Distanz von der Mitte Ps der Aufnehmerspule 5 zur Ebene der Zielspule 1 ist.
Es ist schwierig, den durch die Zielspule 1 fließenden Strom zu berechnen. Gleichung (6) läßt sich unter Verwendung der Stärke Hpt des Magnetfelds in der diesem entsprechenden Gleichung (4) erhalten.
Unter der Voraussetzung, daß y = 0 und z = r gilt, wird Hps in demjenigen Bereich berechnet, in welchem x zwischen O und +3r liegt. Fig. 12 ist ein Graph, welcher den Vergleich zwischen den berechneten Werten und den tatsächlich gemessenen Werten darstellt. Fig. 12 liegt die Annahme zugrunde, daß die Positionsbeziehung der Spulen bezogen auf das Koordinatensystem den Figuren 7 bis 11 entspricht. Die tatsächlich gemessenen Werte sind durch eine Einheit ausgedrückt, so daß die in der Aufnehmerspule 5 erzeugte Spitzenspannung 1 beträgt, während die berechneten Werte durch das der Einheit entsprechende Profil dargestellt sind. Wie zu sehen ist, stimmen die berechneten Werte mit den tatsächlich gemessenen Werten zu einem beträchtlichen Grad überein. Der Graph von Fig. 12 entspricht der rechts vom Punkt P0 in Fig. 5B befindlichen Figur, und die links vom Punkt P0 befindliche Figur ist bezüglich des Usprungspunkts 0 zu dieser punksymmetrisch. So wird die Kennlinie von Fig. SB durch Erfassen des Ausgangspegels (zum Beispiel des Spitzenwerts) der Aulnehmerspule 5 mit einer vorgegebenen Phasenverschiebung (zum Beispiel 180º) zum Ausgangssignal der Wechselstrom- Leistungsquelle 8 infolge der Impedanz der Spule erhalten. Daher läßt sich die Verschiebungs größe ΔX, wenn die Distanz in Z-Richtung bekannt ist, auf der Grundlage des Ausgangssignals der Aufnehmerspule 5 berechnen. Eine derartige Kennlinie wie in Fig. 5 dargestellt wird zuvor im Speicher 24 in Fig. 4 gespeichert. Die Verarbeitungsschaltung 22 berechnet die Verschiebungsgröße ΔX aus dem Ausgangssignal der Aufnehmerspule 5 auf der Grundlage der im Speicher 24 gespeicherten Kennlinie. Obwohl sich die obige Erläuterung auf die Aufnehmerspule 5 bezog, läßt sich in der gleichen Weise die Verschiebungsgröße ΔY aus dem Ausgangs- Signal der Aufnehmerspule 6 berechnen. Sind ΔX und ΔY feststehend, so läßt sich ΔZ in ähnlicher Weise berechnen.
Nachfolgend wird die technische Idee der vorliegenden Erfindung in beiden Fällen, in welchen (1) die Zielspule stationär ist und (2) sie sich frei bewegt, erläutert.
Im Falle von (1), bei welchem die Beziehung zwischen der Spannung von der Aufnehmerspule 5 bzw. 6 und der Bewegungsdistanz der Aufnehmerspulen zuvor als Tabelle im Speicher 24 gespeichert wurde, werden die Werte der Tabelle mit den Meßwerten von der Aufnehmerspule 5 bzw. 6 verglichen, und anschließend lassen sich die Distanzen ΔX, ΔY und ΔZ zur Zielspule 1 bestimmen. In Fig. 13 lassen sich beispielsweise ΔX, ΔY und ΔZ, wenn die Spannung während einer Verschiebung der Position der Aufnehmerspule 5 bwz. 6 in der Reihenfolge Q1 T Q2 T Q3 mit den Werten einer im Speicher 24 gespeicherten Tabelle verglichen wird, wie oben beschrieben erhalten.
Im Falle von (2), das heißt, daß sich die Zielspule 1 frei bewegt, läßt sich die Technik von Fall (1) nicht anwenden. Im Falle von (2) werden die Auffiehmerspulen 5 und 6 und die Leistungsspule 7 beispielsweise durch einen Motor dazu gebracht, der Zielspule 1 in Richtung der Pfeile 64 und 65 zu folgen. So werden, wenn ΔX und ΔY in einen bestimmten zulässigen Bereich gelangen, die Aufnehmerspulen 5 und 6 in X-Richtung und Y-Richtung als auf der Mittelachse der Zielspule 1 befindlich angesehen, und anschließend wird die Mitte der Zielspule 1 gesucht, während sie sich, wie durch einen Pfeil 66 angezeigt, der Zielspule 1 in Z-Richtung nähern. Genauer bewegen sich, wenn entschieden wird, daß die Aufnehmerspulen 5 und 6 und die Leistungsspule 7 der Bewegung der Zielspule 1 folgen können, erstgenannte allmählich in Richtung des Pfeils 66. Der in Fig. 15 dargestellte Wasserversorgungsroboter 27 läßt sich durch die auf den Fall von (2) bezogene Technik realisieren, wobei die Auslenkung eines Fahrzeugs 34 berücksichtigt wird.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht des Wasserversorgungsroboters 27 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionseffassung, welche unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 12 erläutert ist. Ein Wassertank 35 ist an einem Wagenkasten 34 eines Zugs 33 angebracht, und die Rohrkupplung 36, welche eine mit dem Wassertank 35 verbundene Wasserzuführöffnung ist, ist am Wagenkasten 34 befestigt. Auch die Zielspule list am Wagenkasten 34 in der Nähe der Rohrkupplung 36 befestigt. Die Zielspule list mit dem Kondensator 2 in der gleichen Weise wie oben beschrieben verbunden. Zum Verbinden der Rohrkupplung 37 des Roboters 27 mit der Rohrkupplung 37, um automatisch Wasser zuzuführen, sind die Leistungsspule 7 und die Aufnehmerspulen 5 und 6 sowie die Rohrkupplung am Arbeitsanschluß 38 des Wasserversorgungsroboters 27 befestigt. Der Wasserversorgungsroboter 27 besteht aus einem Wagen 40, welcher auf einer auf dem Boden vorgesehenen Schiene 39 bewegbar ist, und mehreren Armen 41, welche am Wagen 40 angebracht sind. Die Schiene 39 ist in der Nähe derjenigen Stelle, an welcher der Zug 33 anhält, längs der Schiene 42 vorgesehen, auf welcher der Zug fährt.
Fig. 16 ist eine Seitenansicht des Wasserversorgungsroboters 27. Die Vielzahl von Armen 41 und der Arbeitsanschluß 38 werden verschoben, so daß die Relativpositionen der Zielspule 1 und der Aufnehmerspulen 5 und 6 auf der X-Y-Ebene erfaßt werden, und ihre Verschiebungsgröße in Z-Richtung wird durch einen Grenzschalter 45 erfaßt. So werden die Rohrkupplungen 36 und 37 miteinander verbunden.
Fig. 17 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Umgebung der Rohrkupplungen 36 und 37 sowie von Spulen 1, 5, 6 und 7. Die Rohrkupplung 37 ist mit einem flexiblen Rohr 43 verbunden, so daß durch einen Druck im Zustand, in welchem die Rohrkupplungen 36 und 37 miteinander verbunden sind, Wasser zugeführt wird. Der Zug-Wagenkasten ist mit einem zu erfassenden vorstehenden Element 44, der Arbeitsanschluß 38 mit dem als Erfassungseinrichtung dienenden Grenzschalter 45 ausgestattet. Kommt der Grenzschalter 45 mit dem vorstehenden Element 44 in dem Zustand, in welchem die Rohrkupplungen 36 und 37 miteinander verbunden sind, in Kontakt, so ändert sich die Schaltweise, so daß der Verbindungszustand der Rohrkupplungen 36 und 37 erfaßt wird. Die zweidimensionalen Positionen auf der X-Y-Ebene lassen sich mit Hilfe der Spulen 1, 5, 6 und 7 aufnehmen, und die Verschiebungsgröße in Z- Richtung ist mit Hilfe des vorstehenden Elements und des Grenzschalters 45 aufnehmbar.
Fig. 18 stellt die relativen Anordnungen der Rohrkupplungen 36 und 37 sowie der Spulen 1, 5, 6 und 7 in dem Zustand dar, in welchem die Rohrkupplungen 36 und 37 miteinander verbunden sind, wobei die Z-Achse (Fig. 1), welche die Magnetfluß-Mittelachse ist, mit der der Leistungsspule 7 zusammenfällt und die Mitte jeder der Aufnehmerspulen 5 und 6 auf dermagnetfluß-Mittelachse 9 liegt. So ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Distanz a zwischen der Achsenlinie der Rohrkupplung 36 und der Magnetfluß-Mittelachse der Zielspule 1 derart festgelegt, daß sie gleich der Distanz zwischen der Rohrkupplung 37 und der Magnetfluß-Mittelachse 9 der Leistungsspule 7 ist.
Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, welches die Anordnung bezüglich eines Wasserversorgungsroboters 27 darstellt. Der Zug 34 besteht aus einer Vielzahl von Fahrzeug-Wagenkästen 34a, 34b, 34c, ... Die entsprechenden Komponenten sind mit Suffixen a, b, ..., bezeichnet, und die allgemein ausgedrückten Komponenten sind ohne Suffixe bezeichnet.
Fig. 20 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der Wirkungsweise der in Fig. 19 dargestellten Anordnung. Zuerst betätigt ein Bediener, wenn der Zug die Stelle (zum Beispiel ein Bahnhof) erreicht, an welcher sich der Wasserversorgungsroboter 27 befindet (Schritt s1), die Starttaste 47 (Schritt s2). Anschließend empfängt die mit einem Verarbeitungsrechner 49 verbundene Datenempfangsschaltung 50 die Positionsinformation der Wasserzuführöffnung 36, welche zum Beispiel per Funk von einer Datensendeschaltung 48 gesendet wird, und speichert sie im Verarbeitungsrechner 49 (s3). Die Wasserversorgungsroboter. 27a und 27b sind mit Verarbeitungsschaltungen 52a und 52b ausgestattet, welche jeweils durch Computer zum Steuern der entsprechenden Roboter realisiert sein können. Wurde Wassertanks 35a und 35b Wasser zugeführt, bis sie bis zum Rand mit Wasser gefüllt sind, so wird dies durch eine Einrichtung 53a und 53b zur Wasser-Voll-Erfassung erfaßt. Die erfaßten Ausgangssignale werden den entsprechenden Verarbeitungsschaltungen 52a und 52b zugeführt.
In Schritt s4 liefert der Verarbeitungsrechner 49 die Positionsinformation der Rohrkupplungen 36a und 36b über eine Leitung 51 an die Verarbeitungsschaltungen 52a und 52b. So bewegen die Verarbeitungsschaltungen 52a und 52b die Wasserversorgungsroboter 27a und 27b längs der Schiene 39, so daß die Aufnehmerspulen 5a und 5b, welche jeweils an Arbeitsanschlüssen angebracht sind, in den in Fig. 5B dargestellten Bereich zwischen P1 und P2, ausgedrückt in bezug auf die Zielspulen 1a und 1b, eintreten. Die Wasserversorgungsroboter 27a und 27b können anstelle des Bereichs zwischen P1 und P2 in den Bereich P3 und P4 bewegt werden.
Nachdem sich die Wasserversorgungsroboter 27a und 27b in den durch Schritt s4 bezeichneten Bereich bewegt haben, bewegen sich deren Arme 41a und 41b, so daß die Zielspule 1 auf der X-Y-Ebene durch die Aufnehmerspulen 5 und 6 aufgenommen wird, bis sich die Position PO in Fig. 5B in Schritt s5 befindet. So fallen die Magnetfluß-Mittelachse der Zielspulen 1a und 1b mit der Magnetfluß-Mittelachse 9 der Leistungsspule 7 zusammen, so daß sich die Mitten der Aufnehmerspulen 5 und 6 auf der obigen Magnetfiuß-Mittelachse 9 befinden. In Schritt s6 bewegen die Wasserversorgungsroboter 27a und 27b ferner ihre Arme 41a und 41b derart, daß sie die Rohrkupplungen 37a und 37b zur Wasserversorgung in die Rohrkupplungen 36a und 36b an den Wasserzuführöffnungen schieben. Der Verbindungszustand der Rohrkupplungen 36 und 37 wird durch den Grenzschalter 45 erfaßt. Nachdem die Rohrkupplungen 36 und 37 verbunden wurden, beginnt der Wasserversorgungsroboter 27 in Schritt s7 mit der Zuführung von Wasser.
In Schritt s8 wird der Wasser-Voll-Zustand durch die Wasser-Voll-Erfassungseinrichtung 53 der an den Fahrzeug-Wagenkästen 34a und 34b des Zugs 33 angebrachten Wassertanks 35 erfaßt, und diese Wasser-Voll-Information wird der Verarbeitungsschaltung 52 zugeführt. Genauer wird sie einer Datenübertragung von der Erfassungseinrichtung 53 über die Zielspule und die Leistungsspule7 unter Verwendung der Frequenzmodulationstechnik unterzogen.
In Schritt s9 wird die Wasserzuführung durch den Wasserversorgungsroboter 27 bei Erhalten der Wasser-Voll-Information gestoppt. Der Arm 41 bewegt sich derart, daß sich die Rohrkupplungen 36 und 37 voneinander trennen. Die Information bezüglich des Abschlusses der Wasserzuführung wird über die Verarbeitungsschaltung 52 dem Verarbeitungsrechner 49 zugeführt.
Wenn der Verarbeitungsrechner 49 erfaßt, daß die Wasserzuführung sämtlicher Wasserversorgungsroboter 27 abgeschlossen wurde, zeigt er in Schritt s10 den Abschluß der Wasserzuführung an einer Monitor-Anzeigeeinrichtung 54 an. Die Information bezüglich der Zuführung von Wasser wird ebenfalls an der Monitor-Anzeigeeinrichtung 54 angezeigt.
Schließlich erkennt der Bediener in Schritt s11 den Abschluß der Wasserzuführung gemäß dem angezeigten Inhalt der Monitor-Anzeigeeinrichtung 54. So sind sämtliche Abläufe zur Wasserzuführung abgeschlossen.
Die vorliegende Erfindung läßt sich nicht nur in Bezug auf den Wasserversorgungsroboter in die Praxis umsetzen, sondern ist ferner auf viele andere technische Bereiche, einschließlich Verbindungsarbeiten an Substraten einer elektronischen Schaltung, wie Verbinden von Schaltdrähten durch einen Roboter, automatische Kupplungen, welche das Verbinden von Fahrzeug-Wagenkästen auf einer Kurvenschiene ermöglichen, Erfassung von Arbeitspositionen durch einen Roboter, kontaktlose Grenzschalter und Rendezvouskopplungsvorrichtungen für Raumvorrichtungen, anwendbar.
Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß unter Verwendung einer Zielspule einer Zielschaltung, welche aus der Zielspule und einem mit dieser verbundenen Impedanzemelemt besteht, das infolge einer Leistungsspule einer Erregungsspule, welche aus der Leistungsspule und einer Wechselstrom-Leistungsquelle besteht, erzeugte Magnetfeld erfaßt, das Magnetfeld infolge der Zielspule wird durch eine Aufnehmerspule aufgenommen, der Ausgangspegel der Aufnehmerspule mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zur Ausgangs-Leistungsquelle wird durch eine Erfassungseinrichtung erfaßt, und so läßt sich die Relativpositions-Beziehung zwischen der Zielspule und der Aufnehmerspule entsprechend dem obigen Ausgangspegel der Aufnehmerspule erfassen. Daher hat die vorliegende Erfindung die Toleranz bezüglich einer schlechten Umbebung gegenüber der optischen Anordnung gemäß dem Stand der Technik verbessert, und bei der vorliegenden Erfindung muß nicht befürchtet werden, daß eine Erfassung unmöglich oder fehlerhaft ist. Ferner benötigt erfindungsgemäß die Zielschaltung keine Leistungsquelle, so daß sich die Anordnung vereinfachen läßt, und die vorliegende Erfindung ist auf eine große Vielfalt technischer Bereiche anwendbar.
Ferner läßt sich erfindungsgemäß, wenn ein Kondensator als mit der Zielspule der Zielschaltung verbundene Impedanz verwendet und bewirkt wird, daß die Resonanzfrequenz der Zielschaltung mit der Ausgangsfrequenz der Wechselstrom-Leistungsquelle übereinstimmt, die Erfassungsempfindlichkeit verbessern.
Erfindungsgemäß ist, wenn das Paar von Aufnehmerspulen derart angeordnet ist, daß die Magnetfluß-Mitten der Aufnehmerspulen zueinander senkrecht stehen, die zweidimensionale Position bezüglich der Zielspule erfaßbar.
Erfindungsgemäß entspricht ferner, wenn die Erfassungseinrichtung den Äusgangspegel der Aufnehmerspule mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zum Ausgangssignal der Wechselstrom-Leistungsquelle in einem Bereich zwischen seinen Maximalwerten mit entgegengesetzten Polaritäten erfaßt, die Relativpositions-Beziehung zwischen der Zielspule und der Aufnehmerspule dem Ausgangspegel der Aufnehmerspule linear, so daß sich die Positionserfassung genau durchführen läßt.
Ferner sind erfindungsgemaß unter der Voraussetzung, daß die Zielschaltung für einen ersten Gegenstand und die Erregungsschaltung vorgesehen sind, die Aufnehmerspule(n) und die Erfassungseinrichtung für einen zweiten Gegenstand vorgesehen, der erste Gegenstand und der zweite Gegenstand werden verschoben, um in den obigen Bereich einzutreten, und anschließend werden der erste Gegenstand und der zweite Gegenstand verschoben, so daß der Ausgangspegel der Aufnehmerspule mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung aufgrund des Ausgangssignals von der Erfassungseinrichtung null wird. So lassen sich die relativen Positionen der Zielspule und der Aufnehmerspule, das heißt die Positionen des ersten Gegenstands und des zweiten Gegenstands, genau erfassen.

Claims

1. Positionsbestimmungsvorrichtung zum Ermitteln der relativen Positionen eines ersten Objekts und eines zweiten Objekts, mit einer am ersten Objekt angeordneten Zielschaltung (3) und einer am zweiten Objekt angeordneten Erfassungseinrichtung (4, 5, 6), dadurch gekennzeichnet,

daß die Zielschaltung (3) eine Zielspule (1) und ein Impedanz-Element (2) aufweist, die parallel zueinander geschaltet sind, und daß die Erfassungseinrichtung (4, 5, 6) eine physisch relativ zur Zielspule (1) verschiebbare Leistungsspule (7) zum Erzeugen eines induzierten Strom in der Zielspule (1);

eine mit der Leistungsspule (7) verbundene Wechselstromquelle (8) zum Liefern von Wechselstromleistung zum Antreiben der Leistungsspule (7);

wenigstens eine, an der Leistungsspule (7) befestigte Aufnehmerspule (5, 6), die so angeordnet ist, daß sie eine Magnetfluß-Mittelachse (10, 11) senkrecht zur Magnetfluß-Mittelachse (9) der Leistungsspule (7) aufweist, um eine Anderung des Magnetfeldes, das durch den induzierten durch die Zielspule (1) fließenden Strom hervorgerufen wird, festzustellen und ein der Änderung des Magnetfeldes entsprechendes Ausgangssignal zu liefern, und

ein mit der Aufnehmerspule verbundene Aufnehmereinrichtung zum Empfangen des Ausgangssignals von der Aufnehmerspule und zum Liefern eines Positionssignals aufweist.

2. Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Impedanz-Element (2) ein Kondensator ist, der eine Resonanzfrequenz der Zielschaltung (3) bewirkt, die mit der Ausgangsfrequenz der Wechselstromquelle (8) zusammenfallt.

3. Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Paar von Aufnehmerspulen (5, 6) mit zueinander senkrechten Magnetfluß-Mittelachsen (10, 11) vor gesehen ist.

4. Positionsbestimmungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Phase des Ausgangssignals der Aufnehmerspule (5, 6) eine vorbestimmte Phasendifferenz zu der Ausgabe der Wechselstromquelle (8) hat und das Ausgangssignals der Aufnehmerspule einen meßbaren Bereich hat, bei dem der Absolutwert im wesentlichen minimal ist, wenn die Aufnehmerspule sich auf der Magnetfluß-Mittelachse (9) der Zielspule (1) befindet, ansteigt, wenn die Aufnehmerspule von der Mittelachse entfernt ist, maximal ist, wenn die Aufnehmerspule um eine vorbestimmten Betrag von der Mittelachse entfernt ist, und abnimmt, wenn die Aufnehmerspule von der Mittelachse um einen den vorbestimmten Betrag überschreitenden Betrag, entfernt ist.

5. Positionsbestimmungsverfahren zum Ermitteln der relativen Positionen eines ersten Objekts und eines zweiten Objekts mit den Verfahrensschritten Erzeugen eines induzierten Stroms in einer an dem ersten Objekt angebrachten Zielspule (1) durch Verschieben einer an dem zweiten Objekt angebrachten Leistungsspule (7), die von einer Wechselstromquelle (8) betrieben wird, relative zur Zielspule (1),

Ermitteln einer Änderung bei einem Magnetfeld mittels wenigstens einer an der Leistungsspule (7) befestigten Aufnehmerspule (5, 6), die so angeordnet ist, daß sie eine Magnetfluß-Mittelachse (10, 11) senkrecht zur Magnetfluß-Mittelachse (9) der Leistungsspule (7) aufweist, wobei das Magnetfeld durch den induzierten durch die Zielspule (1) fließenden Strom hervorgerufen wird und

Herstellen eines Positionssignals aus dem Ausgangssignal der Aufnehmerspule (5, 6) entsprechend der Anderung des Magnetfeldes.

6. Positionsbestimmungsverfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Phase des Ausgangssiguals der Aufnehmerspule (5, 6) eine vorbestimmte Phasendifferenz zu der Ausgabe der Wechselstromquelle (8) hat, die mit der Leistungsspule (7) zum Liefern einer Wechselstromleistung zum Antreiben der Leistungsspule (7) verbunden ist, und das Ausgangssignal der Aufnehmerspule einen meßbaren Bereich hat, bei dem der Absolutwert im wesentlichen minimal ist, wenn die Aufnehmerspule sich auf der Magnetfluß-Mittelachse (9) der Zielspule (1) befindet, ansteigt, wenn die Aufnehmerspule von der Mittelachse entfernt ist, maximal ist, wenn die Aufnehmerspule um einen vorbestimmten Betrag von der Mittelachse entfernt ist, und abnimmt, wenn die Aufnehmerspule von der Mittelachse um einen den vorbestimmten Betrag überschreitenden Betrag entfernt ist, wobei das Verfahren die weiteren Schritte des

Grobverschiebens des ersten Objekts relativ zum zweiten Objekt, auf der Grundlage des Ausgangssignals der Aufnehmerspule, wobei das Ausgangssignal in dem meßbaren Bereich kommt, und

des Annäherns des ersten Objekts relativ zum zweiten Objekt, so daß der Absolutwert des Ausgangssignals der Aufnehmerspule ein Minimum erreicht aufweist.