[发明专利]一种具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器及采集方法

权利要求书

1.一种具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器，多圈绝对值磁编码器的旋转轴的末端设置有永磁体，多圈绝对值磁编码器的线路板上对应永磁体的位置处设置有检测永磁体转动角度的磁感应元件，其特征在于：所述磁感应元件的周围设置有断电后检测永磁体转动角度的角感应传感器组，角感应传感器组、磁感应元件分别连接在位于线路板上的读取并存储旋转轴旋转圈数的处理器上，所述线路板上设置有内部供电单元，内部供电单元分别连接处理器和角感应传感器组并为二者供电。

2.根据权利要求1所述的具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器，其特征在于：所述磁感应元件为磁编码器芯片(1)，所述角感应传感器组包括四个霍耳传感器(2)，四个霍耳传感器(2)呈十字形排列在磁编码器芯片(1)的周围。

3.根据权利要求2所述的具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器，其特征在于：所述处理器为微控制器单元(3)，所述内部供电单元包括相互连接的内部电池(4)和电源管理电路(5)，内部电池(4)在所述线路板(6)的内部分别与微控制器单元(3)、霍耳传感器(2)相连接，电源管理电路(5)在所述线路板(6)的内部分别与微控制器单元(3)、磁编码器芯片(1)相连接，电源管理电路(5)在所述线路板(6)的外部连接有外部电源(7)，微控制器单元(3)在所述线路板(6)的内部连接有通信接口电路(8)，通信接口电路(8)在所述线路板(6)的外部连接有主控采集控制器单元(9)，主控采集控制器单元(9)与外部电源(7)相连接。

4.根据权利要求3所述的具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器，其特征在于：所述多圈绝对值磁编码器包括底座(10)，底座(10)的中间孔内嵌置有轴承(11)，轴承(11)内穿设有旋转轴(12)，旋转轴(12)的上端突出于底座(10)的上表面并向上连接有径向磁铁(13)；底座(10)上方连接有磁编码器外壳(14)，线路板(6)设置在磁编码器外壳(14)的内部，线路板(6)位于所述径向磁铁(13)的上方，所述霍耳传感器(2)设置在线路板(6)上靠近径向磁铁(13)一侧，所述微控制器单元(3)、内部电池(4)、电源管理电路(5)以及通信接口电路(8)设置在线路板(6)上远离径向磁铁(13)一侧。

5.根据权利要求4所述的具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器，其特征在于：所述旋转轴(12)的上端连接有磁铁套筒(15)，径向磁铁(13)设置在磁铁套筒(15)内。

6.根据权利要求5所述的具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器，其特征在于：所述底座(10)上设置有至少两个用于固定线路板(6)的螺钉(16)，线路板(6)连接在螺钉(16)的上端。

7.一种具有断电记忆功能的多圈绝对值磁编码器的采集方法，其特征在于：

①外部电源供电状态下：

磁编码器芯片通过电源管理电路连接外部电源保持持续上电状态，时刻记录磁编码器的旋转轴的转动角度或测量的位移数，此状态为正常工作状态；

②外部电源断电状态下：

磁编码器的旋转轴不转动情况下，内部电池为霍耳传感器供电，霍耳传感器以极低功耗待命，微控制器单元处于停机状态；

磁编码器的旋转轴存在90°内的旋转时，内部电池为霍耳传感器供电，霍耳传感器仍以极低功耗待命，旋转轴转动角度不到90°，微控制器单元不唤醒，微控制器单元仍处于停机状态；当切换到外部电源供电状态下，微控制器单元唤醒后随即读出当前的单圈绝对值数与微控制器单元上寄存器的圈数值，此圈数值为零，表示在单圈范围内；

磁编码器的旋转轴的旋转超过90°时，霍耳传感器唤醒微控制器单元，微控制器单元读取并存储当前单圈绝对值，并记录累计旋转角度数值，若干时间后再次进入停机状态；磁编码器的旋转轴的旋转360°时，控制器单元将该圈数存储在寄存器中，每增加一圈，则寄存器数值增加一，磁编码器的旋转轴反向旋转一圈，寄存器数据减少一；再次当切换到外部电源供电状态下，微控制器单元唤醒后随即读出当前的单圈绝对值数与寄存器的圈数值，并通过通信接口电路发送至主控采集控制器单元；

③外部电源断电后再加外电：

根据上述①、②数据读取与存储机制，无论何时重新加上外电，均读出编码器的单圈绝对值角度与圈数值，获得多圈的绝对值数；

④使用前初始化：

使用前或出厂前，需进行一次初始化，把当前的角度置零，在此基础上，自动记录绝对值的变化。