一种省线式单圈绝对值磁编码器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种省线式单圈绝对值磁编码器，所述磁编码器包括主控芯片及磁感应角度芯片；磁感应角度芯片用于在电机校准阶段获取电机转子在一固定位置的角度，还用于在运行阶段，在启动的T时间内获取电机转子的实时角度并发送至主控芯片，还用于在运行阶段，在T时间后获取电机转子的实时角度并通过A、B两路信号发送至驱动板；主控芯片用于在电机校准阶段存储电机转子的初始角度，还用于在运行阶段，在启动的T时间内用电机转子的实时角度与初始角度比较计算得到电机转子的初始单圈绝对位置，并通过A、B两路信号发送至驱动板。本实用新型专利技术使得磁编码器既省线，又能在上电时就能获取电机转子的初始单圈绝对值位置。获取电机转子的初始单圈绝对值位置。获取电机转子的初始单圈绝对值位置。

【技术实现步骤摘要】
一种省线式单圈绝对值磁编码器


[0001]本技术涉及编码器
，尤其涉及一种应用于电机闭环控制的省线式单圈绝对值磁编码器。

技术介绍

[0002]将角位移或者直线位移进行转换的设备叫做编码器，按照读出信号方式可以分为接触式编码器和非接触式编码器，按照类型来分，可以分为光电编码器、磁编码器，根据刻度方法，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
[0003]磁编码器近年来逐渐开始发展起来，磁编码器一般都是输出绝对位置，而输出绝对位置需要获得电机启动时的初始位置及电机运行过程中的实时位置。为了满足初始位置和实时位置获取功能，目前市场上的用于步进电机、伺服电机控制的磁编码器绝大多数都是具有A、B、Z、U、V、W六路信号及电源VCC线、GND线，且大多采用RS485通信方式传输,其中A、B、Z、U、V、W六路信号分别引出A+、A
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、B+、B
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、Z+、Z
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、U+、U
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、V+、V
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、W+、W
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，12根线接入驱动板，与电源VCC线、GND线一共导致现有的磁编码器有14根线。A、B两路信号线用于电机运行过程中的实时位置确定，U、V、W三路信号线即霍尔信号线用于在电机启动时初始位置的粗略确定，Z路信号线用于电机每转一圈对电机位置清0，减小电机运行过程中的累计误差。
[0004]国内外关于绝对值编码器的研究比较多。申请号为CN201710678148.4的技术专利申请公开了一种多圈绝对值编码器，通过采用1个单圈绝对值编码器用于正常供电时的位置检测并由正常供电时的1块单片机记录数据位置数据，1个普通编码器用于掉电时的位置检测，并在掉电后由另外1块单片机继续记录位置数据，该专利虽然能够获取电机初始位置的绝对值，但是结构复杂，且成本太高。申请号为CN201810694360.4的技术专利申请公开了一种利用单圈绝对值编码器实现断点位置，该专利使用了一个主控器、一个单圈绝对值编码器和一个备用电源，虽然实现了断点储存绝对位置的功能，但是还是没有实现既能省线又能让驱动板在上电时就能获取电机的绝对位置。
[0005]因此，现有技术还有待发展。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提出一种省线式绝对值磁编码器，旨在使得磁编码器既省线，又能在上电时就能获取电机转子的初始单圈绝对值位置。
[0007]为实现上述目的，本技术采取了以下技术方案：
[0008]一种省线式单圈绝对值磁编码器，其中，包括主控芯片及与主控芯片连接的磁感应角度芯片，所述磁编码器设置有A、B两路信号输出用于与驱动板连接；
[0009]所述磁感应角度芯片用于在电机校准阶段获取电机转子固定在一个位置的角度并发送至主控芯片，还用于在电机运行阶段，在启动的T时间内获取电机转子的实时角度并发送至主控芯片，还用于在电机运行阶段，在所述T时间后获取电机转子的实时角度并通过
A、B两路信号发送至驱动板；
[0010]所述主控芯片用于在电机校准阶段存储磁感应角度芯片发送的电机转子固定在一个位置的角度作为电机转子的初始角度，还用于在电机运行阶段，在启动的T时间内用电机转子的实时角度与初始角度比较计算得到电机转子的初始单圈绝对位置，并通过A、B两路信号发送至驱动板。
[0011]其中，还包括差分通信芯片；
[0012]所述差分通信芯片的输入端连接所述A、B两路信号，所述差分通信芯片的输出端设置有A+，A
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，B+，B
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四根输出线用于与驱动板连接；
[0013]所述差分通信芯片在电机运行阶段，在启动的T时间内将主控芯片计算得到的电机转子的初始单圈绝对位置经过转换后以脉冲的方式通过A+，A
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，B+，B
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四根输出线传输至驱动板；
[0014]在电机运行阶段，在所述T时间后将磁感应角度芯片获取的电机转子的实时角度经过转换后以脉冲的方式通过A+，A
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，B+，B
‑
四根输出线传输至驱动板。
[0015]其中，所述主控芯片型号为STM32031F4P6。
[0016]其中，所述磁感应角度芯片为AK7451。
[0017]其中，所述差分通信芯片型号为YD3082E。
[0018]本技术的省线式单圈绝对值磁编码器，通过设置主控芯片及磁感应角度芯片,将电机校准后的电机转子初始角度预先存储在主控芯片的Flash中,运行时，在启动的T时间内，获取电机转子的实时角度与预先存储的初始角度比较计算得到电机转子的初始单圈绝对位置并通过A、B两路信号发送至驱动板，在启动T时间后，将获取的取电机转子的实时角度直接通过A、B两路信号发送至驱动板，这样，本技术的省线式单圈绝对值磁编码器不再需要设置U、V、W三路信号线来获取电机启动时的转子初始位置，而是在磁编码器上电T时间内，驱动板直接接收磁编码器上发送来的电机转子的初始单圈绝对位置，这样可以省掉与U、V、W三路信号相关的U+、U
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、V+、V
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、W+、W
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连接线。并且Z路信号也可以用软件方式实现，从而省掉Z+、Z
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连接线，这样相对于现有技术中的14根接线的磁编码器，本技术的磁编码器可以省掉8根线。同时，由于本技术的磁编码器直接存储有电机转子的初始角度，故上电启动后可快速得到电机转子的初始单圈绝对值位置，无需先获取U、V、W信号，再经过转换计算后才得到初始角度，提高了定位效率。同时该初始角度掉电后也不会丢失，无需重新校准获取。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0020]图1为本技术省线式单圈绝对值磁编码器第一实施例的电路原理示意图；
[0021]图2为本技术省线式单圈绝对值磁编码器第二实施例的电路原理示意图；
[0022]图3为本技术磁编码器中主控芯片的电路连接示意图；
[0023]图4为本技术磁编码器中磁感应角度芯片的电路连接示意图；
[0024]图5为本技术磁编码器中差分通信芯片的电路连接示意图；
[0025]图6为本技术磁编码器中低压差稳压电路连接示意图；
[0026]图7为本技术电机转子绝对位置获取方法第一实施例的流程示意图；
[0027]图8为本技术电机校准的流程示意图；
[0028]图9为本技术电机运行时磁编码器上电后处理流程示意图。
[0029]附图标记说明
[0030]100
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种省线式单圈绝对值磁编码器，其特征在于，包括主控芯片及与主控芯片连接的磁感应角度芯片，所述磁编码器设置有A、B两路信号输出用于与驱动板连接；所述磁感应角度芯片用于在电机校准阶段获取电机转子固定在一个位置的角度并发送至主控芯片，还用于在电机运行阶段，在启动的T时间内获取电机转子的实时角度并发送至主控芯片，还用于在电机运行阶段，在所述T时间后获取电机转子的实时角度并通过A、B两路信号发送至驱动板；所述主控芯片用于在电机校准阶段存储磁感应角度芯片发送的电机转子固定在一个位置的角度作为电机转子的初始角度，还用于在电机运行阶段，在启动的T时间内用电机转子的实时角度与初始角度比较计算得到电机转子的初始单圈绝对位置，并通过A、B两路信号发送至驱动板。2.根据权利要求1所述的省线式单圈绝对值磁编码器，其特征在于，还包括差分通信芯片；所述差分通信芯片的输入端连接所述A、B两路信号，所述差分通信芯片的输出端设置有A+，A

【专利技术属性】
技术研发人员：喻立陶，
申请(专利权)人：喻立陶，
类型：新型
国别省市：