用于机器人的绝对零位检测装置及连接有该装置的机器人制造方法及图纸

本申请公开了一种用于机器人的绝对零位检测装置。该装置包括：电路板、霍尔传感器和单片机，所述电路板设置在所述电机减速器上；所述电路板的每个预设角度上设置有霍尔传感器，用于检测所述磁钢的运动状态数据；所述机器人的关节部位包括：电机驱动板、电机减速器和电机，所述电机驱动板用于控制所述电机转动，所述电机减速器用于控制所述电机减速；所述关节部位还包括：磁钢和关节输出轴，所述磁钢设置于所述关节输出轴上，所述关节输出轴与所述电机减速器相连。本申请解决了增量式编码器电机不能记忆初始位置的技术问题。

Absolute zero detection device for robot and robot connected with the device

The present invention discloses an absolute zero detection device for robots. The device comprises a circuit board, a Hall sensor and a single chip computer, the circuit board is arranged on the motor reducer, a Hall sensor is arranged on each preset angle of the circuit board for detecting the motion state data of the magnetic steel, and the joint parts of the robot include a motor driving board and a motor reducer. The motor drive plate is used to control the rotation of the motor, and the motor reducer is used to control the motor deceleration. The joint position also includes a magnetic steel and a joint output shaft, the magnetic steel is arranged on the joint output shaft, and the joint output shaft is connected with the motor decelerator. This application solves the technical problem that the incremental encoder motor can not memorise the initial position.

【技术实现步骤摘要】
用于机器人的绝对零位检测装置及连接有该装置的机器人
本申请涉及机器人领域，具体而言，涉及用于机器人的绝对零位检测装置及连接有该装置的机器人。
技术介绍
对于大多数机器人断电再次上电后，想要正常工作的话必须要有一个初始位置，也就是零位，尤其是对于关节式、双足机器人来说，零位至关重要。而对于电机的选择，绝对值编码器电机能够满足再次上电后检测零位的要求，但是其成本很高，量程范围小，可靠性较差，并且需要外置电池，接线较为麻烦；相对而言，增量式编码器电机成本低，抗干扰性、数据可靠性很高，所以选用增量式编码器电机会更加合适。专利技术人发现增量式编码器电机的缺点是不能记忆初始位置。针对相关技术中增量式编码器电机不能记忆初始位置的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种用于机器人的绝对零位检测装置及连接有该装置的机器人，以解决增量式编码器电机的缺点是不能记忆初始位置的问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种用于机器人的绝对零位检测装置。根据本申请的用于机器人的绝对零位检测装置，所述机器人的关节部位包括：电机驱动板、电机减速器和电机，所述电机驱动板用于控制所述电机转动，所述电机减速器用于控制所述电机减速；所述关节部位还包括：磁钢和关节输出轴，所述磁钢设置于所述关节输出轴上，所述关节输出轴与所述电机减速器相连，所述装置包括：电路板、霍尔传感器和单片机，所述电路板设置在所述电机减速器上，所述电路板的每个预设角度上设置有霍尔传感器，用于检测所述磁钢的运动状态数据；所述单片机与所述霍尔传感器通过IO接口连接，用于接收所述磁钢的运动状态数据；所述单片机与所述电机驱动板通过SPI接口连接，用于将接收到的所述磁钢的运动状态数据发送至所述电机驱动板。进一步的，所述机器人关节部位还包括：增量编码器，所述增量编码器与所述电机连接，用于确定所述电机旋转的相对位置。进一步的，所述单片机通过IO接口检测所述霍尔传感器的电平状态。进一步的，所述单片机通过IO引脚捕捉所述霍尔传感器的电平状态后将所述霍尔传感器的电平状态通过SPI接口发送至机器人关节的电机驱动板。进一步的，所述磁钢通过设置于所述关节输出轴的支架固定。进一步的，所述电路板的形状为与所述电机减速器外形相匹配的封闭圆环或开放圆环。进一步的，所述电路板上设置有多个固定孔，用于将所述电路板固定在所述电机减速器上。进一步的，所述预设角度可以为15°。进一步的，所述电机驱动板与所述机器人的系统总线连接。为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种机器人。根据本申请的机器人包括：上述用于机器人的绝对零位检测装置在本申请实施例中，采用霍尔传感器，通过检测磁钢的位置，达到了检测关节位置的目的，再将检测到的位置信息发送给相应关节的电机驱动器，从而实现了关节绝对零位检测的技术效果，进而解决了增量式编码器电机的缺点是不能记忆初始位置的技术问题。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请实施例的装置示意图；图2是根据本申请实施例的装置与机器人连接示意图；图3是根据本申请实施例的检测磁钢信号示意图；图4是根据本申请实施例的装置电路示意图；图5是根据本申请实施例的STM8S103FU6单片机通信电路示意图；图6是根据本申请实施例的一种开放式圆环电路板示意图；图7是根据本申请实施例的另一种开放式圆环电路板示意图；图8是根据本申请实施例的另一种封闭圆环电路板示意图；以及图9是根据本申请实施例的预设角度示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。如图1所示，本申请涉及一种用于机器人的绝对零位检测装置，所述机器人的关节部位包括：电机驱动板4、电机减速器5和电机6，所述电机驱动板4用于控制所述电机6转动，所述电机减速器5用于控制所述电机6减速；所述关节部位还包括：磁钢7和关节输出轴8，所述磁钢7设置于所述关节输出轴8上，所述关节输出轴8与所述电机减速器5相连，所述装置包括：电路板1、霍尔传感器2和单片机3，所述电路板1设置在所述电机减速器5上，所述电路板1的每个预设角度上设置有霍尔传感器2，用于检测所述磁钢7的运动状态数据；所述单片机3与所述霍尔传感器2通过IO接口连接，用于接收所述磁钢7的运动状态数据；所述单片机3与所述电机驱动板4通过SPI接口连接，用于将接收到的所述磁钢7的运动状态数据发送至所述电机驱动板4。优选的，该装置主要采用霍尔传感器2和单片机3来完成绝对零位检测的功能，由于采用的是霍尔传感器2，故属于非接触式的检测装置。其中，电路板1作为霍尔传感器2的载体，使得电路的接线变得简单整洁。其中，单片机3对霍尔传感器2的信号进行捕捉、处理，并将处理后的位置信息通过通信接口发送给对应机器人关节的电机驱动板4进行电机控制。单片机3可以根据其IO资源和对应的设计要求选择资源利用最合理的品牌与型号。优选的，霍尔传感器2的选用也是根据电路尺寸、传感器分布间距等要求选择尺寸和灵敏度符合设计要求的型号即可。其中，通信有SPI、SCI、CAN等多种通信方式可以选择，简单可靠即可。优选的，单片机、霍尔传感器、接口等器件的选用都不是唯一的，能实现功能、性能稳定即可。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于机器人的绝对零位检测装置，其特征在于，所述机器人的关节部位包括：电机驱动板、电机减速器和电机，所述电机驱动板用于控制所述电机转动，所述电机减速器用于控制所述电机减速；所述关节部位还包括：磁钢和关节输出轴，所述磁钢设置于所述关节输出轴上，所述关节输出轴与所述电机减速器相连，所述装置包括：电路板、霍尔传感器和单片机，所述电路板设置在所述电机减速器上，所述电路板的每个预设角度上设置有霍尔传感器，用于检测所述磁钢的运动状态数据；所述单片机与所述霍尔传感器通过IO接口连接，用于接收所述磁钢的运动状态数据；所述单片机与所述电机驱动板通过SPI接口连接，用于将接收到的所述磁钢的运动状态数据发送至所述电机驱动板。

【技术特征摘要】
1.用于机器人的绝对零位检测装置，其特征在于，所述机器人的关节部位包括：电机驱动板、电机减速器和电机，所述电机驱动板用于控制所述电机转动，所述电机减速器用于控制所述电机减速；所述关节部位还包括：磁钢和关节输出轴，所述磁钢设置于所述关节输出轴上，所述关节输出轴与所述电机减速器相连，所述装置包括：电路板、霍尔传感器和单片机，所述电路板设置在所述电机减速器上，所述电路板的每个预设角度上设置有霍尔传感器，用于检测所述磁钢的运动状态数据；所述单片机与所述霍尔传感器通过IO接口连接，用于接收所述磁钢的运动状态数据；所述单片机与所述电机驱动板通过SPI接口连接，用于将接收到的所述磁钢的运动状态数据发送至所述电机驱动板。2.根据权利要求1所述的绝对零位检测装置，其特征在于，所述机器人关节部位还包括：增量编码器，所述增量编码器与所述电机连接，用于确定所述电机旋转的相对位置。3.根据权利要求1所述的绝对零位检测装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟民，李江涛，
申请(专利权)人：北京钢铁侠科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11