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霍尔开关在舵机中的位置检测应用

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-10-16 08:28:04【
舵机是机器人、机电系统和航模系统的重要执行器,随着自动化,信息化的发展,舵机在智能控制领域中的应用日益广泛,由于现有的舵机采用电位器作为舵机转角和转动方向的检测元件,随着工作时间的积累,电位器自身易磨损的缺陷使现有舵机在使用中因接触不良而产生跳舵现象,不能实现舵机的精确检测和控制,使用寿命缩短。特别是在机器人、电动车等智能控制领域,对舵机的性能要求更高,舵机的性能和使用寿命直接决定了整个智能控制系统的性能和寿命,舵机必须能长时间稳定、精确地动作。


为了克服以电位器作为检测元件的舵机易磨损霍跳舵的不足问题,将霍尔开关电路应用到舵机中,其结构包括:,包括电子控制板、伺服马达、变速齿轮组、三轴霍尔开关;其中三轴霍尔开关固定于磁性齿轮的正下方,PWM控制信号及三轴霍尔开关的输出电压输入到电子控制板,电子控制板产生的纠偏脉冲驱动伺服马达正反转,伺服马达的转动带动变速齿轮组转动,三轴霍尔开关输出电压通过变速齿轮组的转动产生变化。

所述电子控制板包括信号分析处理电路和伺服马达驱动电路;其中PWM控制信号及三轴霍尔开关的输出电压输入至信号分析处理电路,信号分析处理电路产生的信号输出到伺服马达驱动电路。


使用时,由外部电路产生的PWM控制信号输入到电子控制板进行解调,获得一个直流偏置电压;同时电子控制板对霍尔的输出电压及电压的变化特性进行处理,得到一个转角电压,再与该直流偏置电压相比较,产生的纠偏脉冲驱动伺服马达正反转,转角电压和直流偏置电压共同决定伺服马达转动的角度。当转角电压与直流偏置电压相等时,伺服马达停止转动,这样就达到精确控制伺服马达转角的目的。


伺服马达的转动会带动变速齿轮组转动,磁性齿轮也会随之转动。磁性齿轮正对着三轴霍尔的S极和N极的面积也会随着磁性齿轮的转动而变化,对于正特性的霍尔,其输出电压与S极正对芯片的面积成正比,与N极正对芯片的面积成反比;对于负特性的霍尔,其输出电压与S极正对芯片的面积成反比,与N极正对芯片的面积成正比。当S极和N面积发生变化时,霍尔的输出电压就会发生变化,而且其输出的电压值与磁性齿轮的转角值一一对应。