專利名稱：用于確定裝置的取向的系統(tǒng)以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)的領(lǐng)域一般涉及相對(duì)方位傳感器(relative bearing sensor)，以及更特別地，涉及用于確定相對(duì)方位傳感器的取向的系統(tǒng)以及方法。
背景技術(shù)：
測(cè)井工具被用于提供由鉆孔穿透的地質(zhì)層組的詳細(xì)的記錄。為了獲取物理測(cè)量， 傳統(tǒng)的測(cè)井工具利用位于測(cè)井工具的周長(zhǎng)的多個(gè)傳感器。然而，在包含不同密度的流體的井中，較低密度的流體(如，氣體)傾向于沿著井鉆孔的頂端的部分流動(dòng)。因此，為了提供所獲得的測(cè)量的準(zhǔn)確記錄，例如，在井內(nèi)的流體的位置，知道測(cè)井工具自身的取向非常重要。傳統(tǒng)地，保證測(cè)井工具的取向是困難的。用于確定測(cè)井工具的取向的當(dāng)前解決方案部分由于用于確定測(cè)井工具的取向必需的取向裝置的尺寸以及重量而嚴(yán)重遭受承壓靜摩擦(bearing stiction)。更進(jìn)一步，用于確定測(cè)井工具的取向的當(dāng)前裝置難以制造、要求耗時(shí)的調(diào)節(jié)、是不準(zhǔn)確且昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，提供了用于確定裝置的取向的相對(duì)方位傳感器。該相對(duì)方位傳感器包括鐵磁殼體，并且其中該鐵磁殼體包括配置成關(guān)于鐵磁殼體的取向而滾動(dòng)的鐵磁球、磁通量傳感器、配置成發(fā)射穿過(guò)磁通量角傳感器的多個(gè)磁通量線的永久磁體(多個(gè)磁通量線由鐵磁球的位置所操縱)、以及編程的處理器。該處理器被編程以確定多個(gè)磁通量線的通量角，將確定的通量角與預(yù)定義的通量角比較，并且基于該比較確定相對(duì)方位傳感器的取向。在另一方面，提供了確定裝置的取向的方法。該方法包括探測(cè)多個(gè)磁通量線，確定多個(gè)磁通量線的通量角，將確定的通量角與預(yù)定義的通量角比較，并且基于該比較確定裝置的取向。在又另一方面，提供了一個(gè)或者多個(gè)具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行部件的計(jì)算機(jī)可讀媒介。 這些部件包括通量角測(cè)量部件(其當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)促使該至少一個(gè)處理器計(jì)算從在與裝置耦合的相對(duì)方位傳感器中的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的通量角)、存儲(chǔ)器部件(其當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)促使該至少一個(gè)處理器訪問(wèn)預(yù)定義的通量角)、以及取向部件(其當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)促使該至少一個(gè)處理器通過(guò)將確定的多個(gè)磁通量線的通量角與預(yù)定義的通量角比較來(lái)確定裝置的取向。


本公開(kāi)參照附上的附圖在下面詳細(xì)地描述。圖1是在測(cè)井工具內(nèi)的相對(duì)方位傳感器的框圖。圖2是相對(duì)方位傳感器的橫截面。圖3是存儲(chǔ)在用于確定測(cè)井工具的取向的相對(duì)方位傳感器的存儲(chǔ)器區(qū)域中的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行部件的示例性的框圖。
圖4是圖示從在相對(duì)方位傳感器之內(nèi)的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的路徑的框圖。圖5是圖示從在相對(duì)方位傳感器之內(nèi)的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的路徑的相對(duì)方位傳感器的橫截面。圖6是圖示從在相對(duì)方位傳感器之內(nèi)的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的路徑的框圖。圖7是圖示從在相對(duì)方位傳感器之內(nèi)的永久磁體發(fā)射的多個(gè)磁通量線的路徑的相對(duì)方位傳感器的橫截面。圖8是用于確定測(cè)井工具的取向的示例性方法的流程圖。
部件列表
101測(cè)井工具102方位傳感器104鐵磁殼體106印刷電路板(PCB)108永久磁體110磁通量傳感器112鐵磁球116磁性第一端118非磁性第二端120磁通量線122第一表面124第二表面128通量角202存儲(chǔ)器區(qū)域204感測(cè)部件206通量角測(cè)量部件208存儲(chǔ)器部件210取向部件212通量角數(shù)據(jù)214處理器328通量角428通量角502探測(cè)多個(gè)磁通量線504確定多個(gè)磁通量線的通量角506將確定的通量角與預(yù)定義通508基于比較來(lái)確定裝置的取向
量角比較
具體實(shí)施例方式本公開(kāi)的實(shí)施例使傾角計(jì)(如，相對(duì)方位傳感器102)能夠確定例如在偏斜(非垂直)的井中的油井測(cè)井工具的取向。然而，盡管本公開(kāi)的實(shí)施例參照測(cè)井工具，以及特別參照用于確定測(cè)井工具的取向的相對(duì)方位傳感器102來(lái)在本文中被圖示且描述，本公開(kāi)的方面以任何實(shí)施本文所圖示與所述的功能性的裝置，或其等同物是可操作的。本文所述的方法以及系統(tǒng)的示例性的技術(shù)效果包括以下至少一個(gè)(a)探測(cè)多個(gè)磁通量線；(b)確定多個(gè)磁通量線的通量角；(c)將所確定的通量角與預(yù)定義的通量角比較；以及(d)基于該比較確定裝置的取向?，F(xiàn)參照?qǐng)D1，提供了示例性的相對(duì)方位傳感器102的框圖，相對(duì)方位傳感器102例如與測(cè)井工具101物理上耦合或者在測(cè)井工具101內(nèi)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將理解圖1的圖表僅僅圖示能結(jié)合本公開(kāi)的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例使用的示例性的相對(duì)方位傳感器，并且未規(guī)定以任何方式限制。更進(jìn)一步，關(guān)于測(cè)井工具101與相對(duì)方位傳感器102的取向，相對(duì)方位傳感器102的取向與測(cè)井工具101的取向有關(guān)。因而，如果測(cè)井工具101的取向改變，相對(duì)方位傳感器102的取向也改變。因此，測(cè)井工具101的取向可從相對(duì)方位傳感器102的取向來(lái)確定。在實(shí)施例中，相對(duì)方位傳感器102包括圓柱形鐵磁殼體104，其包括磁性第一端 116以及與磁性第一端116相反的非磁性第二端118。鐵磁殼體104進(jìn)一步包括印刷電路板(PCB) 106，其基本與磁性第一端116平行。在PCB 106與磁性第一端116之間，鐵磁殼體104包括磁通量傳感器110，其在永久磁體108與PCB 106的第一表面122之間耦合。磁通量傳感器110實(shí)現(xiàn)了對(duì)從永久磁鐵108發(fā)射的多個(gè)磁通量線120的探測(cè)。在實(shí)施例中， 磁通量線120由鐵磁球112的位置操縱，鐵磁球112關(guān)于PCB 106的第二表面IM可移動(dòng)地定位。例如，測(cè)井工具101的取向改變時(shí)，相對(duì)方位傳感器102的取向也改變并且鐵磁球 112被配置成由于置于鐵磁球112上的重力而關(guān)于相對(duì)方位傳感器102的取向的改變而滾動(dòng)。例如，如圖1所示，測(cè)井工具101的取向促使在相對(duì)方位傳感器102內(nèi)的鐵磁球112滾動(dòng)至鐵磁殼體104的最低部分。(還見(jiàn)圖2，其是其中鐵磁球112在鐵磁殼體104的最低部分的相對(duì)方位傳感器102的橫截面)。在實(shí)施例中，鐵磁球112足夠大以克服摩擦力，其使得重力能夠使鐵磁球112關(guān)于測(cè)井工具101的取向而移動(dòng)?，F(xiàn)參考圖3，磁通量傳感器110包括存儲(chǔ)器區(qū)域202以及至少一個(gè)處理器214。圖 3的圖表僅僅圖示能與本公開(kāi)的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例結(jié)合使用的示例性的磁通量傳感器 110，并且未規(guī)定以任何方式限制。例如，盡管處理器214與存儲(chǔ)器區(qū)域202分離而示出，本公開(kāi)的實(shí)施例預(yù)期存儲(chǔ)器區(qū)域202可在處理器214中(比如在某些嵌入式系統(tǒng)中)。存儲(chǔ)器區(qū)域202或者其他計(jì)算機(jī)可讀媒介存儲(chǔ)通量角數(shù)據(jù)212以及用于確定裝置 (比如測(cè)井工具101)的取向的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行部件。示例性的部件包括，但不限于，感測(cè)部件204、通量角測(cè)量部件206、存儲(chǔ)器部件208、以及取向部件210。盡管這些部件以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器區(qū)域202中而被示出，這些部件可從遠(yuǎn)程于磁通量傳感器110的存儲(chǔ)器區(qū)域來(lái)存儲(chǔ)以及執(zhí)行。這樣的實(shí)施例減少在磁通量傳感器110上的計(jì)算與存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。處理器214執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)的方面的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。在某些實(shí)施例中， 處理器214通過(guò)執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或者通過(guò)另外方式來(lái)編程而變換成專用目的的微處理器。例如，處理器214可執(zhí)行感測(cè)部件204、通量角測(cè)量部件206、存儲(chǔ)器部件208、以及取向部件210。感測(cè)部件204，當(dāng)由處理器214執(zhí)行時(shí)，促使處理器214探測(cè)磁通量線120的存在。因而，如圖1中所示，當(dāng)磁通量線120從永久磁體108發(fā)射時(shí)，感測(cè)部件204當(dāng)磁通量線120穿過(guò)感測(cè)部件104時(shí)探測(cè)到磁通量線120。通量角測(cè)量部件206，當(dāng)由處理器214 執(zhí)行時(shí)，促使處理器214計(jì)算當(dāng)磁通量線120穿過(guò)感測(cè)部件204時(shí)從永久磁體108發(fā)射的磁通量線120的通量角(見(jiàn)圖1中所示的通量角128)。如上面提到的，磁通量線120由鐵磁球112的位置所操縱。因此，隨著鐵磁球112 移動(dòng)，磁通量線120被操縱朝向鐵磁球112的位置。例如，如圖4與5中所示，由于測(cè)井工具101的第一取向，在相對(duì)方位傳感器102內(nèi)的鐵磁球112移動(dòng)至鐵磁殼體104的“頂部”。 因而，因?yàn)榇磐烤€120被鐵磁球112吸引，磁通量線120被操縱至鐵磁殼體104的頂部。
現(xiàn)參照?qǐng)D6與圖7，由于測(cè)井工具101的第二取向，在相對(duì)方位傳感器102內(nèi)的鐵磁球112移動(dòng)至鐵磁殼體104的“底部”。因而，因?yàn)榇磐烤€120被鐵磁球112吸引，磁通量線120被操縱至鐵磁殼體104的底部。因此，隨著測(cè)井工具101的取向改變，在相對(duì)方位傳感器102內(nèi)的鐵磁球112的位置改變，并且更特別地，在鐵磁殼體104內(nèi)的鐵磁球112的位置改變。另外，因?yàn)榇磐烤€120被操縱在鐵磁球112的方向，磁通量線120關(guān)于垂直于永久磁體108的平面行進(jìn)的路徑的角(如，當(dāng)磁通量線120穿過(guò)PCB 106時(shí)磁通量線120的角)隨著鐵磁球112的位置改變而改變(如，見(jiàn)圖1中的通量角128、圖4中的通量角328、 以及圖6中的通量角428)。因此，理解了磁通量線120行進(jìn)的路徑的角關(guān)于相對(duì)方位傳感器102的取向而改變，因此測(cè)井工具101的取向能從磁通量線120的路徑的角來(lái)確定(如以下詳細(xì)所述)。在實(shí)施例中，通量角測(cè)量部件206，當(dāng)由處理器214執(zhí)行時(shí)，促使處理器214計(jì)算從永久磁體108發(fā)射的磁通量線120的通量角。存儲(chǔ)器部件208，當(dāng)由處理器214執(zhí)行時(shí)，促使處理器214訪問(wèn)來(lái)自通量角數(shù)據(jù)212的通量角表格(未示出)。在實(shí)施例中，通量角表格中的每個(gè)通量角對(duì)應(yīng)測(cè)井工具101的一個(gè)取向。例如，在通量角表格中列出的90°角可指示測(cè)井工具101處于垂直位置，然而在通量角表格中列出的45°角可指示測(cè)井工具101 從垂直位置旋轉(zhuǎn)了四分之一圈。取向部件208，當(dāng)由處理器214執(zhí)行時(shí)，促使處理器214通過(guò)將確定的磁通量線120的通量角(如，見(jiàn)圖1中的通量角128、圖4中的通量角328、以及圖6中的通量角428)與一個(gè)或者多個(gè)在通量角表格中預(yù)定義的通量角比較來(lái)確定測(cè)井工具101的取向。例如，參照?qǐng)D4，如果確定磁通量線120的通量角3 是75°，則取向部件 208促使處理器214在通量角表格中搜索通量角表格中的預(yù)定義的75°的通量角。一旦找到預(yù)定義的75°的通量角，從通量角表格獲得對(duì)應(yīng)預(yù)定義的75°的通量角的取向，并且確定測(cè)井工具101的取向。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，取向部件208可通過(guò)計(jì)算在可例如對(duì)應(yīng)測(cè)井工具101處于垂直位置的標(biāo)準(zhǔn)通量角與磁通量線120的當(dāng)前通量角之間的差值來(lái)確定測(cè)井工具101的取向?；谠诖磐烤€120的標(biāo)準(zhǔn)通量角(如，90° )與磁通量線120的當(dāng)前通量角之間的差值，可確定測(cè)井工具101的取向。因而，在實(shí)施例中，通量角測(cè)量部件208可促使處理器 214探測(cè)磁通量線120的通量角的改變并且計(jì)算磁通量線120的通量角的改變以基于從例如標(biāo)準(zhǔn)通量角或者先前確定的通量角(在某些實(shí)施例中)的通量角的改變來(lái)確定測(cè)井工具 101的取向。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將理解，多個(gè)相對(duì)方位傳感器可用于確定例如測(cè)井工具的取向。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)井工具101可利用三個(gè)分離的相對(duì)方位傳感器，其中三個(gè)相對(duì)方位傳感器的每一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)平面，例如，X、y、或者Z平面。因而，利用多個(gè)相對(duì)方位傳感器使能夠通過(guò)確定每個(gè)相對(duì)方位傳感器的通量角并且基于確定的每個(gè)相對(duì)方位傳感器的通量角確定測(cè)井工具101的取向，從而關(guān)于每個(gè)χ、y以及ζ平面確定裝置(比如測(cè)井工具)的取向。下面參考圖5，提供了用于確定測(cè)井工具101的取向的示例性的方法的流程圖。 在502，經(jīng)由例如磁通量傳感器(如，磁通量傳感器110)探測(cè)到從永久磁體(如，永久磁體 108)發(fā)射的多個(gè)磁通量線(如，磁通量線120)。在504，通過(guò)將確定的磁通量線120的通量角與預(yù)定義的通量角比較(在506)確定磁通量線120的通量角。在508，基于將確定的磁通量線120的通量角與預(yù)定義的通量角比較確定裝置(比如測(cè)井工具101)的取向。如上面提到的，為了確定磁通量線120的通量角，可訪問(wèn)通量角表格。在實(shí)施例中，該通量角表格包括對(duì)應(yīng)測(cè)井工具101的取向的多個(gè)通量角。例如，在通量角表格中列出的90°角可指示測(cè)井工具101處于垂直位置，然而在通量角表格中列出的45°角可指示測(cè)井工具101從垂直位置旋轉(zhuǎn)了四分之一圈。因而，通過(guò)將磁通量線120的通量角與在通量角表格中的一個(gè)或者多個(gè)預(yù)定義的通量角比較可計(jì)算/確定測(cè)井工具101的取向。測(cè)井工具101的取向還可通過(guò)計(jì)算在可對(duì)應(yīng)測(cè)井工具101處于垂直位置的標(biāo)準(zhǔn)通量角與磁通量線120的當(dāng)前通量角之間的差值來(lái)確定?；诖磐烤€120的標(biāo)準(zhǔn)通量角與磁通量線120的當(dāng)前通量角之間的差值，可確定測(cè)井工具101的取向。因而，當(dāng)探測(cè)到磁通量線120的通量角的改變，計(jì)算磁通量線120的通量角的該改變以確定測(cè)井工具101的取向。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將理解，該標(biāo)準(zhǔn)通量角可以是任何對(duì)應(yīng)測(cè)井工具101的預(yù)定義的位置的角度。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，磁通量傳感器110可編程以周期性地確定測(cè)井工具101的取向。因而，代替或者除了一旦探測(cè)到磁通量線120的通量角的改變時(shí)確定測(cè)井工具101 的取向之外，磁通量傳感器110可編程以經(jīng)由預(yù)定義的時(shí)間間隔周期性地確定測(cè)井工具的取向。在實(shí)施例中，磁通量傳感器Iio可編程以在自從已探測(cè)到/確定磁通量線120的通量角的改變之后預(yù)定義的時(shí)段過(guò)去之后確定測(cè)井工具101的取向。因而，代替或者除了一旦探測(cè)到磁通量線120的通量角的改變時(shí)確定測(cè)井工具101的取向，磁通量傳感器110可編程以自從已探測(cè)到/確定磁通量線120的通量角的改變之后在預(yù)定義的時(shí)段過(guò)去之后確定測(cè)井工具的取向。盡管本公開(kāi)的某些實(shí)施例預(yù)期通過(guò)相對(duì)方位傳感器102的圖8中所圖示的操作的執(zhí)行，在某些實(shí)施例中，與相對(duì)方位傳感器102分離的計(jì)算裝置可執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)這些操作。示例操作環(huán)境比如本文所述的相對(duì)方位傳感器或者計(jì)算裝置具有一個(gè)或者多個(gè)處理器或者處理單元、系統(tǒng)存儲(chǔ)器、以及計(jì)算機(jī)可讀媒介的某些形式。通過(guò)示例而非限制，計(jì)算機(jī)可讀媒介包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒介以及通信媒介。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒介包括易失性與非易失性、可移動(dòng)與不可移動(dòng)媒介，其以任何方法或者技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息(比如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或者其他數(shù)據(jù))的存儲(chǔ)。通信媒介典型地包含計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊、或者其他在調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)(比如載波或者其他傳送機(jī)構(gòu))中的數(shù)據(jù)，并且包括任何信息傳送媒介。以上的任何的組合也包括在計(jì)算機(jī)可讀媒介的范圍內(nèi)。控制器/計(jì)算機(jī)可使用與一個(gè)或者多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(比如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī))的邏輯連接而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運(yùn)行。盡管結(jié)合示例性的計(jì)算系統(tǒng)環(huán)境所描述，本公開(kāi)的實(shí)施例以數(shù)個(gè)其他一般目的或者專用目的的計(jì)算系統(tǒng)環(huán)境或者配置而具有操作性。該計(jì)算系統(tǒng)環(huán)境未規(guī)定為暗示了關(guān)于本公開(kāi)的任何方面的使用或功能性的任何限制。而且，該計(jì)算系統(tǒng)環(huán)境不應(yīng)被解釋為具有關(guān)于在示例性的操作環(huán)境中圖示的部件的任一個(gè)或者組合的任何依賴或者要求。眾所周知的可適合于以本公開(kāi)的方面使用的計(jì)算系統(tǒng)、環(huán)境、和/或配置的示例包括，但不限于，個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持或者膝上裝置、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、機(jī)頂盒、可編程消費(fèi)電子、移動(dòng)電話、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、分布式計(jì)算環(huán)境，其包括以上系統(tǒng)或者裝置的任何一個(gè)，以及類似物。本公開(kāi)的實(shí)施例可以采用由一個(gè)或者多個(gè)計(jì)算機(jī)或者其他裝置執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(比如程序模塊)的一般上下文來(lái)描述。該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可被組織成一個(gè)或者多個(gè)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行部件或者模塊。一般地，程序模塊包括，但不限于，例行程序、程序、對(duì)象、部件、以及實(shí)施特定任務(wù)或者實(shí)現(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。本公開(kāi)的方面可以這樣的部件或者模塊的任何數(shù)量以及組織來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，本公開(kāi)的方面不限于具體的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或者在附圖中所圖示的以及本文中所述的具體的部件或者模塊。本公開(kāi)的其他實(shí)施例可包括不同的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或者部件，其具或多或少的本文所圖示或者所示的功能性。本公開(kāi)的方面還可以分布式計(jì)算環(huán)境來(lái)實(shí)踐，其中任務(wù)由通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理裝置來(lái)實(shí)施。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可位于本地以及遠(yuǎn)程的包括存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒介中。本文所圖示與所述的實(shí)施例以及未在本文特別所述但在本發(fā)明的方面的范圍內(nèi)的實(shí)施例組成用于計(jì)算測(cè)井工具的取向的示例性的手段。本文中所圖示與所述的本公開(kāi)的實(shí)施例中的操作的執(zhí)行或者實(shí)施順序不是必須的，除非另有指定。即是，這些操作可以任何順序來(lái)實(shí)施，除非另有指定，并且本公開(kāi)的實(shí)施例可包括另外的或者比本文公開(kāi)的這些還要少的操作。例如，預(yù)期的是，在另一操作之前、 與另一操作同步、或者在另一操作之后執(zhí)行或者實(shí)施特定操作在本公開(kāi)的方面的范圍內(nèi)。當(dāng)介紹本公開(kāi)或者其實(shí)施例的方面的元素時(shí)，冠詞“一”、“該”以及“所述”規(guī)定為意思是存在一個(gè)或者多個(gè)這樣的元素。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”以及“具有”規(guī)定為包括的并且意思是除了所列的元素之外還可存在另外的元素。已經(jīng)詳細(xì)描述了本公開(kāi)的方面，將清楚的是，修改以及變更是可能的且未脫離如附上的權(quán)利要求中所限定的本公開(kāi)的方面的范圍。因?yàn)樵谝陨蠘?gòu)造、產(chǎn)品、以及方法中可進(jìn)行各個(gè)改變且未脫離本公開(kāi)的方面的范圍，規(guī)定的是，所有包含在以上說(shuō)明中以及在附圖中所示的內(nèi)容應(yīng)被解釋為說(shuō)明性的并且無(wú)任何限制意義。該書(shū)面描述使用示例公開(kāi)所要求保護(hù)的主題(其中包括最佳模式)，并且還能使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員實(shí)踐所要求保護(hù)的主題，包括制作和使用任何裝置或者系統(tǒng)，以及實(shí)施任何包含的方法。本公開(kāi)的專利范圍由權(quán)利要求所限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。這些其他的示例如果具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)不同的結(jié)構(gòu)單元，或者它們包括了與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)t被規(guī)定為在這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于確定裝置的取向的相對(duì)方位傳感器(102)，所述相對(duì)方位傳感器包括 鐵磁殼體(104)，所述鐵磁殼體包括鐵磁球(112)，其配置成關(guān)于所述鐵磁殼體的取向而滾動(dòng)； 磁通量傳感器(110)；永久磁體(108)，其配置成發(fā)射穿過(guò)所述磁通量傳感器的多個(gè)磁通量線(120)，所述多個(gè)磁通量線由所述鐵磁球的位置所操縱；以及處理器(214)，其編程為確定所述多個(gè)磁通量線的通量角(128、328、428)； 將所述確定的通量角與預(yù)定義的通量角比較，以及基于所述比較確定所述裝置的取向。
2.如權(quán)利要求1所述的相對(duì)方位傳感器(102)，其中所述鐵磁殼體(104)是圓柱形的。
3.如權(quán)利要求2所述的相對(duì)方位傳感器(102)，其中所述圓柱形鐵磁殼體(104)包括磁性第一端116以及與所述磁性第一端相反的非磁性第二端(118)。
4.如權(quán)利要求1所述的相對(duì)方位傳感器(102)，其中所述鐵磁殼體(104)進(jìn)一步包括印刷電路板(PCB) (106)，其包括第一表面(122)以及與所述第一表面相反的第二表面 (124)，并且其中所述磁通量傳感器(110)與所述PCB的所述第一表面耦合。
5.如權(quán)利要求4所述的相對(duì)方位傳感器(102)，其中所述鐵磁球(112)關(guān)于所述 PCB (106)的所述第二表面(124)能夠移動(dòng)地定位。
6.如權(quán)利要求5所述的相對(duì)方位傳感器(102)，其中所述鐵磁球(112)關(guān)于鐵磁殼體 (104)的非磁性端(118)部分能夠移動(dòng)地定位。
7.如權(quán)利要求1所述的相對(duì)方位傳感器(102)，其中，由于重力，所述鐵磁球(112)基于所述裝置的取向是能夠移動(dòng)的。
8.如權(quán)利要求1所述的相對(duì)方位傳感器(102)，其中所述預(yù)定義的通量角(128、328、 428)對(duì)應(yīng)所述裝置的特定取向。
9.如權(quán)利要求1所述的相對(duì)方位傳感器(102)，進(jìn)一步包括用于計(jì)算所述裝置的取向的裝置。
10.一個(gè)或者多個(gè)具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行部件的計(jì)算機(jī)可讀媒介，所述部件包括 通量角(128、328、428)測(cè)量部件，其當(dāng)被至少一個(gè)處理器(214)執(zhí)行時(shí)促使所述至少一個(gè)處理器計(jì)算從與裝置耦合的相對(duì)方位傳感器(102)中的永久磁體(108)發(fā)射的多個(gè)磁通量線(120)的通量角；存儲(chǔ)器部件(208)，其當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)促使所述至少一個(gè)處理器訪問(wèn)預(yù)定義的通量角；以及取向部件(210)，其當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)促使所述至少一個(gè)處理器通過(guò)將所述確定的所述多個(gè)磁通量線的通量角與所述預(yù)定義的通量角比較來(lái)確定所述裝置的取向。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于確定裝置的取向的系統(tǒng)以及方法。提供了用于確定裝置的取向的相對(duì)方位傳感器(102)。該相對(duì)方位傳感器包括鐵磁殼體(104)。該鐵磁殼體包括配置成關(guān)于鐵磁殼體的取向而滾動(dòng)的鐵磁球(112)、磁通量傳感器(110)、配置成發(fā)射穿過(guò)磁通量傳感器的多個(gè)磁通量線(120)的永久磁體(108)(多個(gè)磁通量線由鐵磁球的位置所操縱)、以及處理器(214)，其被編程以確定多個(gè)磁通量線的通量角(128、328、428)，將確定的通量角與預(yù)定義的通量角比較，并且基于該比較確定裝置的取向。
文檔編號(hào)E21B47/02GK102345455SQ20111021783
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者K·R·伍滕 申請(qǐng)人:通用電氣公司