一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器，涉及建筑机器人施工技术领域，所述旋转轴的端部嵌设固定有永磁铁，所述永磁铁的另一侧设置有芯片，且芯片和永磁铁之间存在安装间隙AG，且芯片安装于PCB板表面，通过芯片感知永磁铁随旋转轴旋转带来的磁场变化。本产品中，角度传感器主要由感应模块与旋转模块组成，其中感应模块是个检测磁场强度的芯片,旋转模块是一个永磁铁，永磁铁固定在旋转轴上，然后芯片通过检测永磁铁旋转过程中产生的磁场变化，最后把磁场的变化转化为模拟信号输出，当磁铁旋转0

【技术实现步骤摘要】
一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器


[0001]本技术涉及建筑机器人施工
，尤其涉及一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器。

技术介绍

[0002]随着建筑行业的智能化，涌现出多种建筑施工机器人，施工机器人替代人工，可以实现安全、高效地施工。其中的内墙处理部分，包括对水泥墙面的打磨，去除水泥面的毛刺、在水泥墙面抹刮腻子、腻子层，来使得墙面整体更加平整。对腻子层墙面的打磨以及去除腻子层的接缝等，使得腻子层更加平整；在腻子层上进行喷漆或刷漆。
[0003]室内施工机器人集智能控制、信息处理、检测与转换等专业技术于一体，跨计算机、自动控制、电子等诸多学科，成为当前智能机器人研究的重点之一。对室内施工机器人主体的自身协调控制的稳定性和精确性性的要求越来越高。
[0004]机器人在作业时需要根据施工情况，调整“四肢”角度，来调整施工方向。施工时，需要对“四肢”角度进行精确控制，来保持“四肢”平衡，避免不平衡影响施工效果。
[0005]现有的施工机器人“四肢”通常采用限位信号控制调整角度，并没有将角度信号作为调整参数，导致角度张开或者回转不精确，使得整个机器人不平衡，出现晃动，影响施工效果，在施工强度较大时，还会导致整个机器人存在倾倒的风险。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器，该角度传感器用于墙面处理机器人关节处的角度调节，该墙面处理机器人的关节处可分为上段和下段，二者通过旋转轴转动连接，所述旋转轴的端部嵌设固定有永磁铁，所述永磁铁的另一侧设置有芯片，且芯片和永磁铁之间存在安装间隙AG，且芯片安装于PCB板表面，通过芯片感知永磁铁随旋转轴旋转带来的磁场变化。
[0008]优选的，该角度传感器呈圆形薄板，在对角处开设有半圆弧，用于与墙面处理机器人的关节处进行固定，可通过半圆弧将该角度传感器固定于关节处。
[0009]优选的，该角度传感器的外壳整体采用UL94
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V1阻燃型的玻璃纤维布基CCL环氧树脂FR
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4制成。实际设计中，结构整体为一个直径10mm的圆形，厚0.5mm，具有体积小巧、高耐热、散热性好的特性。
[0010]优选的，所述芯片和永磁铁之间存在的安装间隙AG不大于3mm。永磁铁的中心需对准芯片的磁感应中心位置，磁铁距离芯片的距离也要尽可能的小，以期获得最佳的性能，较大的安装间隙AG会减弱磁场，而磁铁和芯片的安装偏心(DISP)则会影响引入非线性，恶化INL的性能，因此，AG不宜超过3mm。
[0011]优选的，该角度传感器包括感应模块和旋转模块，感应模块为芯片，用于检测永磁
铁在旋转中的磁场变换，再转化为模拟信号输出，旋转模块即为永磁铁和旋转轴的组成，永磁铁旋转0
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360
°
，角度传感器就会输出0
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VCC之间的电压。
[0012]优选的，所述芯片的VDD管脚接入VCC电压，并通过电容C1并联，芯片的CSN/T0、SWO/T1、SCK、VSS、SDAT/T2管脚均接地，输出管脚通过并联一个电容C2接地后输出，即为对应0
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360
°
的模拟量，再输出给单片机的ADC采集。
[0013]优选的，ADC采集的分辨率为12位，ADC的参考电压为V，ADC采集的值为X1，ADC实际采集的电压为Va，ADC端采集到的电压Va为：Va＝(X1/4096)*V，若旋转轴当前的角度为X，传感器检测到磁铁转动0
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360
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对应的电压输出范围是0
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Vsout，360
°
时输出的最大电压为Vmax,电路中存在部分电阻分压，若传感器实际输出得电压与ADC采集的电压比为K，那么传感器实际输出的电压为Vsout＝Va*K，则由比例关系，得Vsout/Vmax＝X/360，X＝(360*Vsout)/Vmax，
[0014]即X＝(360*Va*K)/Vmax，则每个轴的实际位置的公式为X＝(360*Va*K)/Vmax。
[0015]有益效果
[0016]现有的施工机器人“四肢”通常采用限位信号控制调整角度，并没有将角度信号作为调整参数，导致角度张开或者回转不精确，使得整个机器人不平衡，出现晃动，影响施工效果，在施工强度较大时，还会导致整个机器人存在倾倒的风险，因此，我们设计了一种角度传感器，角度传感器主要由感应模块与旋转模块组成，其中感应模块是个检测磁场强度的芯片,旋转模块是一个永磁铁，永磁铁固定在旋转轴上，然后芯片通过检测永磁铁旋转过程中产生的磁场变化，最后把磁场的变化转化为模拟信号输出，当磁铁旋转0
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360
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的时候，传感器就会输出0
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VCC之间的电压，最后我们去读取电压实时值，就可以通过公式计算出轴所在的位置。
附图说明
[0017]图1为本技术的电路图；
[0018]图2为本技术的PCB原理图；
[0019]图3为本技术中芯片和永磁铁安装方式的示意图；
[0020]图4为本技术中芯片和永磁铁安装方式的主视图。
[0021]图例说明：
[0022]1、旋转轴；2、永磁铁；3、芯片；4、PCB板。
具体实施方式
[0023]为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本技术，但下述实施例仅仅为本技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本技术的保护范围。
[0024]下面结合附图描述本技术的具体实施例。
[0025]具体实施例：
[0026]参照图1
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4，一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器，该角度传感器用于墙面处理机器人关节处的角度调节，该墙面处理机器人的关节处可分为上段和下段，二者通过
旋转轴1转动连接，旋转轴1的端部嵌设固定有永磁铁2，永磁铁2的另一侧设置有芯片3，且芯片3和永磁铁2之间存在安装间隙AG，且芯片3安装于PCB板4表面，通过芯片3感知永磁铁2随旋转轴1旋转带来的磁场变化。现有的施工机器人“四肢”通常采用限位信号控制调整角度，并没有将角度信号作为调整参数，导致角度张开或者回转不精确，使得整个机器人不平衡，出现晃动，影响施工效果，在施工强度较大时，还会导致整个机器人存在倾倒的风险，因此，我们设计了一种角度传感器，角度传感器主要由感应模块与旋转模块组成，其中感应模块是个检测磁场强度的芯片3,旋转模块是一个永磁铁2，永磁铁2固定在旋转轴1上，然后芯片3通过检测永磁铁2旋转过程中产生的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器，该角度传感器用于墙面处理机器人关节处的角度调节，该墙面处理机器人的关节处可分为上段和下段，二者通过旋转轴(1)转动连接，其特征在于：所述旋转轴(1)的端部嵌设固定有永磁铁(2)，所述永磁铁(2)的另一侧设置有芯片(3)，且芯片(3)和永磁铁(2)之间存在安装间隙AG，且芯片(3)安装于PCB板(4)表面，通过芯片(3)感知永磁铁(2)随旋转轴(1)旋转带来的磁场变化。2.根据权利要求1所述的一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器，其特征在于：该角度传感器呈圆形薄板，在对角处开设有半圆弧，用于与墙面处理机器人的关节处进行固定。3.根据权利要求2所述的一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器，其特征在于：该角度传感器的外壳整体采用UL94
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V1阻燃型的玻璃纤维布基CCL环氧树脂FR
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4制成。4.根据权利要求1所述的一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器，其特征在于：所述芯片(3)和永磁铁(2)之间存在的安装间隙AG不大于3mm。5.根据权利要求1所述的一种用于墙面处理机器人的关节角度传感器，其特征在于：该角度传感器包括感应模块和旋转模块，感应模块为芯片(3)，用于检测永磁铁(2)在旋转中的磁场变换，再转化为模拟信号输出，旋转模块即为永磁铁(2)和旋转轴(1)的组成，永磁铁(2)旋转0
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360
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓煜，严启凡，何彦杉，
申请(专利权)人：深圳大方智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：