[实用新型]一种多圈绝对值编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种多圈绝对值编码器。

背景技术

编码器是机器人上的重要零部件，其按编码形式可分为增量式和绝对值式，按记圈方式可分为单圈和多圈。其中多圈绝对值编码器技术难度最大。

目前，较为典型的多圈绝对值编码器，由单圈绝对值的光栅或磁栅加上一个齿轮的多圈记数机构组成，而齿轮机构结构复杂，设计加工难度大，成本高昂。还有通过复杂的电路实现记多圈功能的编码器，电路的结构比较复杂，要实现较高的稳定性和可靠性技术难度很大。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是一种结构简单、易于安装、可靠性高、成本低廉的多圈绝对值编码器及基于该多圈绝对值编码器的位置检测方法，能够在较低的成本下实现多圈转动的位置检测。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多圈绝对值编码器，包括单片机、永磁体和至少一个磁角传感器；

所述永磁体安装于待测对象并随所述待测对象转动；

所述至少一个磁角传感器设置于所述永磁体的周围，以检测待测对象的单圈绝对角度值；

标定单圈绝对角度值的零位，并储存在所述单片机内；

所述至少一个磁角传感器的输出端分别与所述单片机连接，以供所述单片机根据所述单圈绝对角度值和跨过单圈绝对角度值的零位的次数确定所述待测对象的多圈绝对角度值。

进一步地，多圈绝对值编码器还设有备用电池，在主电源断电时为所述磁角传感器和第二单片机供电。

进一步地，多圈绝对值编码器还设有用于选择所述主电源或所述备用电池向所述单片机和磁角传感器供电的电源选择电路。

优选地，所述永磁体为N极与S极对称设置的环状永磁体。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供地多圈绝对值编码器，包括单片机、永磁体和至少一个磁角传感器，其中，所述永磁体安装于待测对象并随所述待测对象转动，所述至少一个磁角传感器设置于所述永磁体的周围，以检测待测对象的单圈绝对角度值，标定单圈绝对角度值的零位，并储存在所述单片机内，所述至少一个磁角传感器的输出端分别与所述单片机连接，以供所述单片机根据所述单圈绝对角度值和跨过单圈绝对角度值的零位的次数确定所述待测对象的多圈绝对角度值。与现有的多圈绝对值编码器相对比，结构更简单，能够有效降低成本和设计难度，并且可靠性和稳定性较高，在较低的成本下实现多圈转动的位置检测。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种多圈绝对值编码器的结构框图；

图2是本实用新型实施例磁角传感器、单片机及永磁体布置结构示意图；

图3是本实用新型实施例中磁角传感器置于永磁体的端面的结构示意图。

图中：1：永磁体；2：磁角传感器；3：单片机；4：电源；100：待测对象；200：电路板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的多圈绝对值编码器包括永磁体1、单片机3和至少一个磁角传感器2、其中，永磁体1安装于待测对象100，并随待测对象100转动，且永磁体1的几何中心位于待测对象100的轴线上，磁角传感器2集成于电路板200上，并位于永磁体1的一侧，通过周期变化的磁场给出一圈内的单圈绝对角度值。在本实施例中，单片机3也集成在电路板200上，但单片机3与永磁体1相对位置并没有特定要求，在此不做限定。例如，磁角传感器2可以固定编码器电路板上，单片机3可以固定在驱动电路板上。

永磁体1安装在待测对象100上，安装时对永磁体的位置没有特殊要求，通过一个标定过程把绝对角度值的零位标记在单片机中，当单片机检测到单圈绝对角度值的零位时，即可判定待测对象100旋转跨圈，而磁角传感器2的输出端与单片机3连接，磁角传感器2将检测的信息传送给单片机3，单片机3根据检测到的单圈绝对角度值和跨过单圈绝对角度值的零位的次数确定待测对象100的多圈绝对角度值。

多圈绝对值编码器的对外数据接口是一个SPI接口，由单片机3提供，配置为SPI从模式。