CN210166638U - 一种基于CANopen协议的磁性编码器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于CANopen协议的磁性编码器，包括MCU和CANopen接口芯片且二者双向连接，为实现基于CANopen协议通信提供了硬件基础；同时还包括用于测量角度的磁性位置传感器，所述磁性位置传感器中集成了磁阻传感器、磁鼓和模拟前端芯片，为通过更高的旋转速度和更高分辨率增量输出，以及采用动态角误差补充技术实现角度测量提供了硬件基础；同时，本实用新型采用了集成芯片，相比起现有技术而言，固件的体积大大减少，使得编码器的体积大幅减少，所组成的编码器能够应用于更小体积的机器人中，实现了小体积高精度的角度测量；同时，在电源模块和CANopen接口芯片中各设置一对接口实现对外连接，简化了编码器的接口。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子产品领域，特别涉及一种基于CANopen协议的磁性编码器。
背景技术
随着工业化生产的不断集成化和自动化，机器人正在应用到各行各业中，而编码器能够准确地实现角度测量，是对机器人进行精准控制的关键部件。现有的编码器大多采用光电式、磁电式和触点电刷式，这些编码器虽然能实现角度的测量从而对机器人进行控制，但是测量组件体积较大且接线复杂，仅能在大型机器人中使用，而在对生产空间要求越来越小的现今，现有的编码器安装难度较大，甚至在一些体积较小的机器人中无法适用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于CANopen协议的磁性编码器，能够通过集成芯片实现角度测量，减小编码器的体积。
根据本实用新型的第一方面，提供一种基于CANopen协议的磁性编码器，包括：MCU和用于通过CANopen协议进行信号收发的CANopen接口芯片，所述CANopen接口芯片与所述MCU双向连接；
还包括用于测量角度的磁性位置传感器，所述MCU与所述磁性位置传感器相连接，所述磁性位置传感器中集成有磁阻传感器、磁鼓和用于对信号进行处理的模拟前端芯片。
进一步，还包括电源模块，所述电源模块包括输入电源端和降压处理模块，所述输入电源端与所述降压处理模块相连接。
进一步，所述输入电源端与所述CANopen接口芯片相连接，所述降压处理模块与所述MCU相连接，所述降压处理模块与所述磁性位置传感器相连接。
进一步，所述电源模块还包括一对用于对外连接的电源接口。
进一步，所述磁性位置传感器与所述MCU之间双向连接。
进一步，所述CANopen接口芯片为型号为TJA1050的高速CAN收发器。
进一步，所述CANopen接口芯片还包括用于与外部设备相连接的外置接口。
本实用新型所提供的技术方案至少具有以下有益效果：本实用新型提供的一种基于CANopen协议的磁性编码器，包括MCU和CANopen接口芯片且二者双向连接，为实现基于CANopen协议通信提供了硬件基础；同时还包括用于测量角度的磁性位置传感器，所述磁性位置传感器中集成了磁阻传感器、磁鼓和模拟前端芯片，为通过更高的旋转速度和更高分辨率增量输出，以及采用动态角误差补充技术实现角度测量提供了硬件基础；同时，本实用新型采用了集成芯片，相比起现有技术而言，固件的体积大大减少，使得编码器的体积大幅减少，所组成的编码器能够应用于更小体积的机器人中，实现了小体积高精度的角度测量；同时，在电源模块和CANopen接口芯片中各设置一对接口实现对外连接，简化了编码器的接口。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；
图1为本实用新型实施例一种基于CANopen协议的磁性编码器的模块结构图；
图2为本实用新型实施例一种基于CANopen协议的磁性编码器的MCU的电路图；
图3为本实用新型实施例一种基于CANopen协议的磁性编码器的磁性位置传感器的电路图；
图4为本实用新型实施例一种基于CANopen协议的磁性编码器的CANopen接口芯片的芯片电路图；
图5为本实用新型实施例一种基于CANopen协议的磁性编码器的CANopen接口芯片的接口电路图；
图6为本实用新型实施例一种基于CANopen协议的磁性编码器的电源模块的电路图；
图7为本实用新型实施例一种基于CANopen协议的磁性编码器的电源模块的电源接口的输入接口电路图；
图8为本实用新型实施例一种基于CANopen协议的磁性编码器的电源模块的电源接口的输出接口电路图。
具体实施方式
本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
参照图1至图3，根据本实用新型的实施例提供了一种基于CANopen协议的磁性编码器，包括：MCU和用于通过CANopen协议进行信号收发的CANopen接口芯片，所述CANopen接口芯片与所述MCU双向连接；还包括用于测量角度的磁性位置传感器，所述MCU与所述磁性位置传感器相连接，所述磁性位置传感器中集成有磁阻传感器、磁鼓和用于对信号进行处理的模拟前端芯片。
其中，可以理解的是，MCU可以是任意类型的芯片，本实施例优选为单片机。需要说明的是，本实施例中优选MCU的型号为STM32F103T8U6，其连接电路如图2所示，也可以采用其他能实现相似功能的型号，具体型号根据实际需求调整即可。需要说明的是，如图3所示的电路仅为本实施例磁性位置传感器的优选电路，还可以是其他连接方式，能够实现与MCU相连接即可。可以理解的是，磁性位置传感器中可以集成任意类型的组件，本实施例优选集成磁阻传感器、磁鼓和模拟前端芯片，能够使得磁性位置传感器能够拥有更高的旋转速度和更高分辨率的增量输出，为在磁性位置传感器中应用动态角误差补偿技术提供了硬件基础，能够在较高的旋转速度下实现精准的角度测量，动态角误差补偿技术为现有技术，并非本实施例所作出的改进，在此不再赘述。需要说明的是，本实施例优选采用信号为AS5047D的芯片作为磁性位置传感器，也可采用其他型号的传感器，能够为应用动态角误差补偿技术测量角度提供硬件基础即可。
参考图6，进一步，在本实用新型的另一个实施例中，还包括电源模块，所述电源模块包括输入电源端和降压处理模块，所述输入电源端与所述降压处理模块相连接。
其中，需要说明的是，图6所示的电源模块电路仅为本实施例的优选，也可以采用其他连接方式的电路，能够提供输入电源端和降压处理模块即可。需要说明的是，如图6左侧电路图所示，本实施例的电源模块能够同时提供5V和3.3V的电源输出，其中输入电源端提供5V电压，降压处理模块将5V输入电压降成3.3V并输出，避免设置多个电源模块，简化系统的电路结构。可以理解的是，如图6中右侧所示电路，本实施例还优选在电源模块中增加LED灯，对是否通电能够起到提示作用，便于使用。
参考图6，进一步，在本实用新型的另一个实施例中，所述输入电源端与所述CANopen接口芯片相连接，所述降压处理模块与所述MCU相连接，所述降压处理模块与所述磁性位置传感器相连接。
其中，需要说明的是，本实施例中包括MCU、磁性位置传感器，和CANopen接口芯片，上述部件对输入电源的需求不同，因此本实施例根据每个部件具体对输入电源的需求进行连接。
参考图7和图8，进一步，所述电源模块还包括一对用于对外连接的电源接口。
其中，需要说明的是，电源接口包括输入接口和输出接口，输入接口优选电路如图7所示，输出接口的电路如图8所示。可以理解的是，图7和图8所示的电路连接方式仅为本实施例的优选，也可以采用其他连接方式，能够实现电源的输入和输出即可。
进一步，所述磁性位置传感器与所述MCU之间双向连接。
其中，需要说明的是，磁性位置传感器检测到角度信息后需要通过MCU进行处理和发送，同时也需要响应于MCU的信号开始测量，因此本实施例优选磁性位置传感器和MCU指尖双向连接，能够为信号收发提供必要的硬件基础。
参考图4，进一步，在本实用新型的另一个实施例中，所述CANopen接口芯片为型号为TJA1050的高速CAN收发器。
其中，需要说明的是，CANopen接口芯片可以采用任意型号的芯片，能够实现基于CANopen协议收发数据即可，本实施例优选型号为TJA1050的高速CAN收发器，其优选电路如图4所示。
参考图5，进一步，在本实用新型的另一个实施例中，所述CANopen接口芯片还包括用于与外部设备相连接的外置接口。
其中，需要说明的是，由于CAN通讯采用差分总线结构，具有非常强的抗电磁干扰能力，而且结构简单，安装方便，适应性良好，与磁性位置传感器搭配使用有较好的效果，因此本实施例优选设置一对外置接口，简化编码器的连接方式，其优选电路如图5所示。
上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种基于CANopen协议的磁性编码器，其特征在于，包括：MCU和用于通过CANopen协议进行信号收发的CANopen接口芯片，所述CANopen接口芯片与所述MCU双向连接；
还包括用于测量角度的磁性位置传感器，所述MCU与所述磁性位置传感器相连接，所述磁性位置传感器中集成有磁阻传感器、磁鼓和用于对信号进行处理的模拟前端芯片。
2.根据权利要求1所述的一种基于CANopen协议的磁性编码器，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块包括输入电源端和降压处理模块，所述输入电源端与所述降压处理模块相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于CANopen协议的磁性编码器，其特征在于：所述输入电源端与所述CANopen接口芯片相连接，所述降压处理模块与所述MCU相连接，所述降压处理模块与所述磁性位置传感器相连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于CANopen协议的磁性编码器，其特征在于：所述电源模块还包括一对用于对外连接的电源接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于CANopen协议的磁性编码器，其特征在于：所述磁性位置传感器与所述MCU之间双向连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于CANopen协议的磁性编码器，其特征在于：所述CANopen接口芯片为型号为TJA1050的高速CAN收发器。
7.根据权利要求6所述的一种基于CANopen协议的磁性编码器，其特征在于：所述CANopen接口芯片还包括用于与外部设备相连接的外置接口。
Priority Applications (1)
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| CN201921023687.5U CN210166638U (zh) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | 一种基于CANopen协议的磁性编码器 |
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Publications (1)
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Country Status (1)
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2019
- 2019-07-02 CN CN201921023687.5U patent/CN210166638U/zh active Active
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