[实用新型]一种磁编码器及机器人关节

说明书

本实用新型提供了一种一种磁编码器及机器人关节，所述磁编码器的设计方案中，将磁编码器设计为包括第一径向磁环和第二径向磁环，第一径向磁环包括一对磁极，第二径向磁环包括至少两对磁极，第二径向磁环与第一径向磁环共轴；在磁环固定部件相对磁场传感器固定部件旋转时，带动第一径向磁环和第二径向磁环相对第一磁场传感器和第二磁场传感器的旋转，第一磁场传感器和第二磁场传感器分别感测第一径向磁环和第二径向磁环的磁场数据。由于第二径向磁环具有至少两对磁极，使得第二径向磁环可产生与磁极对数个周期信号，从而提高第二磁场传感器的读数的分辨率，进而实现对磁编码器的分辨率提高。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种一种磁编码器及机器人关节。

背景技术

机器人及自动化装备有着广阔的应用市场，以机器人为例，机器人技术作为先进制造技术的典型代表，是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。其中，机器人一般都具有旋转底座，旋转底座的作用是带动机器人的机械手进行轴向圆周运动。其中，旋转底座外一般连接有导线，而当旋转底座进行轴向圆周运动时容易因为缠绕导线而影响机械手进行轴向圆周运动，那么就需要设置旋转编码器来控制轴向圆周运动只能够在一定旋转角度范围内转动，从而实现防缠线。

现有的旋转编码器主要分为光电式编码器、电容式编码器以及磁编码器等。其中，磁编码器由于其体积小、工作稳定等优点，在对体积要求较高的机器人等行业应用越来越广泛。然而磁编码器由于其工作原理限制，其分辨率通常只有单圈14-15位，难以满足高精度的需求。

针对现有技术中磁编码器存在的不足，本领域技术人员一直在寻找解决的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一种磁编码器及机器人关节，以解决使用现有技术中磁编码器分辨率不高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种磁编码器，所述磁编码器包括：磁环固定部件、固定于所述磁环固定部件上的第一径向磁环和第二径向磁环、磁场传感器固定部件、以及固定于所述磁场传感器固定部件上的第一磁场传感器和第二磁场传感器；其中，所述第一径向磁环包括一对磁极，所述第二径向磁环包括至少两对磁极，所述第二径向磁环与所述第一径向磁环共轴；所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器分别对应朝向所述第一径向磁环和所述第二径向磁环；所述磁环固定部件相对所述磁场传感器固定部件旋转时，所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器分别感测所述第一径向磁环和所述第二径向磁环的磁场数据。

可选的，在所述的磁编码器中，所述第一径向磁环相对所述第一磁场传感器转动一个周期，所述第一磁场传感器的读数变化范围是0～(2¹⁵-1)。

可选的，在所述的磁编码器中，所述第二径向磁环相对所述第二磁场传感器转动一个周期，所述第二磁场传感器的读数变化范围是0～(2^15+N-1-1)，其中，N为所述第二径向磁环中的磁极对数，N≥2。

可选的，在所述的磁编码器中，还包括：单片机，所述单片机分别与所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器连接，以读取所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器读取的数据，并存储磁编码器的标定数值。

可选的，在所述的磁编码器中，所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器均包括两个由巨磁电阻组成的全桥电路，且两个全桥电路互相垂直。

可选的，在所述的磁编码器中，所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器均采用英飞凌TLE5012芯片。

本实用新型还提供一种机器人关节，所述机器人关节包括如上所述的磁编码器、以及与所述磁编码器连接的电机编码器。