输出端编码器、关节模组、机器人及旋转角度的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种输出端编码器、关节模组、机器人及旋转角度的确定方法。该输出端编码器设置于关节模组的输出端，包括非导电贴片、导电凸起、电容屏、驱动板以及至少两个接收电极；所述非导电贴片贴附于所述输出端表面，所述导电凸起嵌入在非导电贴片中；所述电容屏与所述输出端的外壳固定连接，所述驱动板与所述电容屏固定连接，所述至少两个接收电极与所述电容屏固定连接。使用本发明专利技术的输出端编码器，可以实现灵活应用于具有严格空间尺寸重量限制的关节模组。限制的关节模组。限制的关节模组。

【技术实现步骤摘要】
输出端编码器、关节模组、机器人及旋转角度的确定方法


[0001]本专利技术实施例涉及机器人
，尤其涉及一种输出端编码器、关节模组、机器人及旋转角度的确定方法。

技术介绍

[0002]随着工业化的不断演进，工业机器人和服务机器人不断发展，对机器人关节模组的要求也越来越高，需要整个关节模组体积小，质量低。同时，由于机器人的关节模组中存在减速器，在关节模组断电重启后，关节模组输出端的位置相对于关节模组电机端的位置无法确定，因此需要确定关节模组输出端的旋转角度。
[0003]现有的确定关节模组输出端旋转角度的方式为，在输出端设置编码器，例如在输出端安装偏置式磁编码器，由磁编码器检测输出端旋转角度，但这种编码器需要配套安装一对极或多对极磁环。又如在输出端安装绝对值式光电编码器，由光电编码器检测输出端旋转角度，但这种编码器需要配套安装相应的绝对值式光电码盘。现有技术中的输出端编码器，无法满足关节模组具有严格尺寸和质量限制的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种输出端编码器、关节模组、机器人及旋转角度的确定方法，以实现灵活应用于具有严格空间尺寸重量限制的关节模组。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种输出端编码器，该输出端编码器设置于关节模组的输出端，包括非导电贴片、导电凸起、电容屏、驱动板以及至少两个接收电极；
[0006]所述非导电贴片贴附于所述输出端表面，所述导电凸起嵌入在非导电贴片中；
[0007]所述电容屏与所述输出端的外壳固定连接，所述驱动板与所述电容屏固定连接，所述至少两个接收电极与所述电容屏固定连接。
[0008]可选的，所述输出端编码器还包括处理器；
[0009]所述驱动板，用于向所述电容屏施加驱动信号；
[0010]所述至少两个接收电极，用于测量接收到的电荷大小，并将测量到的电荷发送给所述处理器；
[0011]所述处理器，用于根据接收到的至少两个电荷大小，确定所述输出端的旋转角度。
[0012]可选的，所述输出端为空心轴或者实心轴；
[0013]当所述输出端为空心轴时，所述电容屏为环形；
[0014]当所述输出端为实心轴时，所述电容屏为圆形。
[0015]可选的，所述驱动板，具体用于向所述电容屏施加周期性驱动电流。
[0016]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种关节模组，包括电机、电机端编码器、减速器、驱动器、输出端以及输出端编码器，所述输出端编码器为本专利技术实施例中任一所述的输出端编码器。
[0017]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种机器人，包括本专利技术实施例中任一所述的
输出端编码器，或者本专利技术实施例中任一所述的关节模组。
[0018]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种旋转角度的确定方法，所述方法由输出端编码器执行，包括：
[0019]获取与电容屏相连的至少两个接收电极测量得到的电荷数值；所述至少两个接收电极测量得到的电荷数值与设置在输出端表面的导电凸起的位置相匹配；
[0020]根据至少两个电荷数值，确定导电凸起的位置，并根据所述导电凸起的位置，确定输出端的旋转角度。
[0021]可选的，在获取与电容屏相连的至少两个接收电极测量得到的电荷数值之前，还包括：
[0022]向驱动板发送指令，以指示所述驱动板在电容屏上施加驱动信号。
[0023]可选的，根据至少两个电荷数值，确定导电凸起的位置，包括：
[0024]根据至少两个电荷数值，以及预设的电荷数值与导电凸起位置的映射关系，确定导电凸起的位置。
[0025]可选的，根据所述导电凸起的位置，确定输出端的旋转角度，包括：
[0026]根据所述导电凸起的位置，以及预设的零点位置，计算输出端的旋转角度。
[0027]本专利技术实施例通过在输出端表面贴附非导电贴片，并在非导电贴片中设置一个导电凸起，将电容屏与输出端的外壳固定连接，电容屏连接驱动板，以及至少两个接收电极。解决了现有技术中的输出端编码器，无法满足关节模组具有严格尺寸和质量限制要求的问题，可以灵活应用于具有严格空间尺寸重量限制的关节模组。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例一中的一种输出端编码器的结构示意图；
[0029]图2a是本专利技术实施例二中的一种输出端编码器的结构示意图；
[0030]图2b是本专利技术具体适用场景一中的一种输出端编码器的结构示意图；
[0031]图2c是本专利技术具体适用场景一中的一种非导电贴片的结构示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例三中的一种关节模组的结构示意图；
[0033]图4是本专利技术实施例四中的一种旋转角度的确定方法的流程图；
[0034]图5是本专利技术实施例五中的一种旋转角度的确定方法的流程图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0036]实施例一
[0037]图1是本专利技术实施例一提供的一种输出端编码器的结构示意图，本实施例可适用于关节模组对输出端编码器有严格的尺寸和重量要求的情况。该输出端编码器10设置于关节模组的输出端110，包括非导电贴片120、导电凸起130、电容屏140、驱动板150以及至少两个接收电极160；
[0038]所述非导电贴片120贴附于所述输出端110表面，所述导电凸起130嵌入在非导电
贴片120中；
[0039]所述电容屏140与所述输出端110的外壳170固定连接，所述驱动板150与所述电容屏140固定连接，所述至少两个接收电极160与所述电容屏140固定连接。
[0040]其中，输出端110可以是输出轴或者输出法兰，非导电贴片120可以是高介电常数贴片，例如可以是塑料贴片，介电常数指束缚电荷的能力，介电常数越高，束缚电荷的能力越强，材料的绝缘性能越好，导电凸起130可以是金属凸起。电容屏140与输出端110的外壳170固定连接，电容屏的位置相对于输出端外壳固定不变，输出端110旋转时，非导电贴片120和导电凸起130随输出端110一起旋转，电容屏140和外壳170不随输出端110旋转。驱动板150和电容屏140相连，接收电极160和电容屏140相连，接收电极160至少设置两个，但本实施例对接收电极160的数量和排布方式不进行限制。
[0041]在本专利技术实施例中，非导电贴片120、导电凸起130、电容屏140、驱动板150以及两个接收电极160尺寸都较小，结构简单，易于实现，并且可以灵活配置为中空轴或实心轴，可以满足严格空间尺寸重量限制的要求。并且本专利技术实施例的输出端编码器采用非接触式的方式，不存在机械磨损，使用寿命长，受外界温度变化和电磁环境的影响较小。
[0042]本实施例的技术方案，通过在输出端表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输出端编码器，其特征在于，设置于关节模组的输出端，包括非导电贴片、导电凸起、电容屏、驱动板以及至少两个接收电极；所述非导电贴片贴附于所述输出端表面，所述导电凸起嵌入在非导电贴片中；所述电容屏与所述输出端的外壳固定连接，所述驱动板与所述电容屏固定连接，所述至少两个接收电极与所述电容屏固定连接。2.根据权利要求1所述的输出端编码器，其特征在于，所述输出端编码器还包括处理器；所述驱动板，用于向所述电容屏施加驱动信号；所述至少两个接收电极，用于测量接收到的电荷大小，并将测量到的电荷发送给所述处理器；所述处理器，用于根据接收到的至少两个电荷大小，确定所述输出端的旋转角度。3.根据权利要求1所述的输出端编码器，其特征在于，所述输出端为空心轴或者实心轴；当所述输出端为空心轴时，所述电容屏为环形；当所述输出端为实心轴时，所述电容屏为圆形。4.根据权利要求1所述的输出端编码器，其特征在于，所述驱动板，具体用于向所述电容屏施加周期性驱动电流。5.一种关节模组，其特征在于，包括电机、电机端编码器、减速器、驱动器、输出端以及输出端编码器，所述输出端编码器为如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐彬，甘泉，谌振宇，
申请(专利权)人：北京哈崎机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：