一种机器人和机器人的检测方法、双编码器及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人的双编码器，包括：电路板、与减速机输出轴相连接的磁环、以及与减速机输入轴相连接的电感式静盘，作业时，通过滤波器对电感式静盘产生的谐振磁场进行感应，反馈减速机的转速，并通过若干个磁传感器对磁环位置进行记录，反馈减速机的绝对位置。本发明专利技术的机器人双编码器及其系统能够在确定电机轴细分后各个部分在各自所在的电角度周期内的具体位置后，再次确定其所在电角度周期的编码，无需电机轴旋转经过零点，即可在全量程内确定电机轴的绝对机械位置数据。量程内确定电机轴的绝对机械位置数据。量程内确定电机轴的绝对机械位置数据。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人和机器人的检测方法、双编码器及其系统


[0001]本专利技术涉及协作机器人
，具体为一种机器人和机器人的检测方法、双编码器及其系统。

技术介绍

[0002]科技的快速发展，机器人的应用也愈加广泛，特别是最近几年很有上升趋势的协作机器人，现在已经普遍应用于各行各业中。而新的应用领域也为协作机器人提出了更高的要求指标，专业性需要比传统的工业机器人更强，且操作性要更低，对协作机器人安全性提出了更高要求。
[0003]编码器是机器人伺服电机端检测电机转速的重要部件，编码器反馈给系统伺服电机的旋转规律和相应数据，是为系统提供控制电机的必要部件。编码器的分类，从技术路线来进行分类，可分为：光电式编码器、磁感应式编码器、电容式编码器、电感式编码器、旋变式编码器等。
[0004]现有技术中，协作机器人双编码器主要还是采用两个编码器，分别安装于伺服电机端和谐波减速机端，分别用支架固定编码器，此结构对于协作机器人安装存在位置装配困难，一体化程度低、集成化程度低等情况。
[0005]因此，有必要设计一种模块化程度高、利于装配及售后维护的双编码器，可用于协作机器人或其他适用的工业机器人中。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术设计了一种机器人的双编码器及其系统，将用于协作机器人的两个编码器进行了融合，提高一体化程度，对双编码器进行了创新。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种机器人的双编码器，包括：电路板、与减速机输出轴相连接的磁环、以及与减速机输入轴相连接的电感式静盘；电路板上设置有安装磁环的圆形空间、以及处理芯片、滤波器和若干个磁传感器，若干个磁传感器沿圆形空间周向均匀设置，处理芯片中设置有模数转换模块；磁环套设磁环架外，磁环架固定于磁环固定轴上，磁环设置有磁性编码器轨道；电路板靠近磁环固定轴一侧设置有电感式静盘，电感式静盘通过电感式静盘法兰与减速机的输入轴相连接，电感式静盘上设置有产生谐振磁场的增量式激励线圈；作业时，通过滤波器对电感式静盘产生的谐振磁场进行感应，反馈减速机的转速，并通过若干个磁传感器对磁环位置进行记录，反馈减速机的绝对位置。
[0009]进一步地技术方案是：若干个所述磁传感器为四个。
[0010]进一步地技术方案是：所述电路板固定于电路板支架上。
[0011]另外，还提供如下技术方案：
[0012]一种机器人，运用上述的一种机器人的双编码器制作而成。
[0013]另外，还提供如下技术方案：
[0014]一种机器人的检测方法，运用上述的一种机器人的双编码器，所述方法包括：
[0015]步骤S001.电机轴控制电感式静盘法兰转动，带动电感式静盘转动，电感式静盘上的增量式激励线圈产生谐振磁场；
[0016]步骤S002.滤波器接收到谐振磁场输出的谐振感应电动势，并将谐振感应电动势转换成相应数字量的正弦信号和余弦信号，得到减速机的转速；
[0017]步骤S003.同时，磁环旋转变化，磁性编码器轨道中的N
‑
S发生转动，若干个磁传感器将磁性编码器轨道中的N
‑
S极磁场的变化转化为电信号输出；
[0018]步骤S004.通过若干个磁传感器和处理芯片中间设置的运算放大电路，正弦差分信号和余弦差分信号输出致处理芯片，处理芯片中的模数转换模块将正弦差分信号和余弦差分信号进行模数转换，得到减速机旋转的位置，从而获得机器人的绝对位置。
[0019]进一步地，还提供如下技术方案：
[0020]一种机器人的双编码器系统，具有：
[0021]增量编码模块，包括增量式激励线圈、滤波器、模数转换模块和细分模块，用于在电机轴每旋转预设角度时输出一个电角度周期的角度位置数据，且电机轴每旋转一周时输出的角度位置数据的电角度周期数与增量式激励线圈的极对数相等；
[0022]以及绝对编码模块，包括磁环和若干个磁传感器，用于在电机轴通过减速机后每旋转预设角度时输出与增量编码模块输出的角度位置数据的电角度周期对应的数字信号；
[0023]电机轴每旋转一周时绝对编码模块输出的数字信号与增量编码模块输出的角度位置数据的电角度周期通过减速比换算后相对应。
[0024]进一步地技术方案是：所述双编码器系统还包括处理芯片，处理芯片基于数字信号对增量编码模块输出的角度位置数据的电角度周期进行编码，确定每个电角度周期的角度位置数据在电机轴上对应的位置。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术的双编码器，机器人电机端通过电感式静盘反馈转速，低速端通过磁环记住绝对位置，双编码器将不用再提供电池来进行编码器绝对位置的记录，简化机器人的结构；还避免了电池损耗造成机器人位置的丢失。
[0027]同时，双编码器系统能够在确定电机轴细分后各个部分在各自所在的电角度周期内的具体位置后，再次确定其所在电角度周期的编码，无需电机轴旋转经过零点，即可在全量程内确定电机轴的绝对机械位置数据。从而则增加机器人的一体化程度，适用性更强。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例一种机器人的双编码器的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例一种机器人的双编码器的剖视图；
[0030]图3为本专利技术实施例电感式静盘的增量式激励线圈示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例磁环的磁性编码器轨道示意图；
[0032]图5为本专利技术实施例一种机器人的双编码器系统的结构示意图。
[0033]附图标记：1
‑
处理芯片；2
‑
磁传感器；201
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磁传感器Ⅰ；202
‑
磁传感器Ⅱ；203
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磁传感器Ⅲ；204
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磁传感器Ⅳ；3
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滤波器；4
‑
磁环；5
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磁环架；6
‑
电路板；7
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电感式静盘；8
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电路板支架；9
‑
电感式静盘法兰；10
‑
磁环固定轴；11
‑
增量式激励线圈；12
‑
磁性编码器轨道。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例1
[0036]如图1
‑
4所示，本专利技术提供一种机器人的双编码器，包括处理芯片1、若干个磁传感器2、滤波器3、磁环4、磁环架5、电路板6、电感式静盘7、电路板支架8、电感式静盘法兰9和磁环固定轴10，
[0037]其中，处理芯片1、若干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的双编码器，其特征在于，包括：电路板、与减速机输出轴相连接的磁环、以及与减速机输入轴相连接的电感式静盘；电路板上设置有安装磁环的圆形空间、以及处理芯片、滤波器和若干个磁传感器，若干个磁传感器沿圆形空间周向均匀设置，处理芯片中设置有模数转换模块；磁环套设磁环架外，磁环架固定于磁环固定轴上，磁环设置有磁性编码器轨道；电路板靠近磁环固定轴一侧设置有电感式静盘，电感式静盘通过电感式静盘法兰与减速机的输入轴相连接，电感式静盘上设置有产生谐振磁场的增量式激励线圈；作业时，通过滤波器对电感式静盘产生的谐振磁场进行感应，反馈减速机的转速，并通过若干个磁传感器对磁环位置进行记录，反馈减速机的绝对位置。2.根据权利要求1所述的一种机器人的双编码器，其特征在于，若干个所述磁传感器为四个。3.根据权利要求1所述的一种机器人的双编码器，其特征在于，所述电路板固定于电路板支架上。4.一种机器人，其特征在于，运用如权利要求1
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3任一项所述的一种机器人的双编码器制作而成。5.一种机器人的检测方法，运用如权利要求1
‑
3任一项所述的一种机器人的双编码器，其特征在于，所述方法包括：步骤S001.电机轴控制电感式静盘法兰转动，带动电感式静盘转动，电感式静盘上的增量式激励线圈产生谐振磁场；步骤S002.滤波器接收到谐振磁场输出的谐振感应电动势，并将谐振感应电动势转换成相...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：成都卡诺普机器人技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：