[实用新型]具有方向判断功能的步进电机实时位置检测系统

说明书

本实用新型公开了一种具有方向判断功能的步进电机实时位置检测系统，包括上位计算机、单片机、FPGA模块；上位计算机通过CAN通信方式与单片机通信连接，单片机通过自定义方式与所述FPGA模块通信连接；FPGA模块的数据信号输入接口连接有多路电平转换模块，每路所述电平转换模块的信号输入接口分别连接有一个编码器；电平转换模块用于将所述编码器输出的A相、B相信号的5V电平转换为3.3V输入给FPGA模块，编码器输出的A相和B相信号的相位差为90度。本实用新型优点在于具有方向判断功能，如果步进电机由于震动等原因往回运动了一些距离然后继续正向运动，FPGA模块会将这一反向运动消除掉，最终发给处理器的数据就是机械臂实际运动的位置。

技术领域

本实用新型涉及步进电机实时位置检测，尤其是涉及具有方向判断功能的步进电机实时位置检测系统。

背景技术

步进电机带动机械臂运动的工作模式广泛应用于医疗行业检测仪器中。为提高检测仪器的工作效率，达到检测更多样本目的，往往采取提高步进电机运动速度来实现。但是，步进电机带动机械臂运动过程中会出现丢步的现象；丢步现象包括少走、多走、往返运动等情况。但是，对于检测仪器关心的是机械臂是否运动到指定的位置，对于中间往返运动或抖动等情况并不关心。如果使用增量型编码器进行检测，则会出现严重的误报警，即电机往返运动了，增量型编码计数也会一直累加计数，因此不能反映机械臂的实际运动位置，导致增量型编码器内部的程序软件也就无法通过测量的结果来补偿或者消减步进电机的运动。如果使用绝对值编码器，需要每个步进电机都要配备每一个绝对值编码器，大大增加了测仪器的制造成本；同时，绝对值编码器体积较大，受到安装空间的制约限制。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种具有方向判断功能的步进电机实时位置检测系统。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

本实用新型所述具有方向判断功能的步进电机实时位置检测系统，包括上位计算机、单片机、FPGA模块；所述上位计算机通过CAN通信方式与所述单片机通信连接，单片机通过自定义方式与所述FPGA模块通信连接；FPGA模块的数据信号输入接口连接有多路电平转换模块，每路所述电平转换模块的信号输入接口分别连接有一个编码器；电平转换模块用于将所述编码器输出的A相、B相信号的5V电平转换为3.3V输入给FPGA模块，编码器输出的A相和B相信号的相位差为90度。

所述上位计算机通过CAN命令选择打开某一路的所述编码器，该路的所述FPGA模块通过检测该路编码器输出的所述A相和B相信号，得到该路步进电机所带机械臂的实际运动距离；并将该机械臂实际运动距离通过自定义协议发送给单片机，所述单片机通过CAN通信发送给上位计算机，得到该路步进电机所带机械臂的实际运动距离。

本实用新型优点在于具有方向判断功能，在步进电机快速运动过程中，如果步进电机由于震动等原因往回运动了一些距离然后继续正向运动，FPGA模块会将这一反向运动消除掉，最终发给处理器的数据就是机械臂实际运动的位置，处理器根据此数据对步进电机运动进行补偿或者消减，大大提高了步进电机所带机械臂实际运动位置的检测精度。

附图说明

图1是本实用新型所述检测系统的结构示意图。

图2是本实用新型所述编码器的输出信号波形图。

图3是本实用新型所述检测方法的流程图。

图4是本实用新型所述编码器输出差分信号的波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。