[實(shí)用新型]一種IO磁導(dǎo)航傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020637761.5
• 申請(qǐng)日: 2010-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN201983796U
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹智荀;魏星;崔蒼龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/34
• 分類號(hào): G01C21/34
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)導(dǎo)引車使用的導(dǎo)航傳感器，具體地說是一種IO磁導(dǎo)航傳感器。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的磁導(dǎo)航方式的自動(dòng)導(dǎo)引車控制系統(tǒng)中，磁導(dǎo)航傳感器通常采用IO量表示當(dāng)前磁場(chǎng)偏移的信息，也是目前使用最為廣泛的一種導(dǎo)航方式。當(dāng)磁導(dǎo)航傳感器距離磁條高度在四公分左右時(shí)，磁條上方所對(duì)應(yīng)有四至五個(gè)點(diǎn)傳感器檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的IO信號(hào)，這里所用的磁條五公分寬表面磁場(chǎng)在200高斯。引導(dǎo)車根據(jù)輸出IO量的不斷變化來判斷當(dāng)前磁條相對(duì)于傳感器的位置，此前一直采用國(guó)外進(jìn)口的磁導(dǎo)航傳感器，價(jià)格昂貴，并且它內(nèi)部的信號(hào)采集電路與供電電路和輸出電路都是非隔離的，很容易受到外界的干擾存在隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中IO磁導(dǎo)航傳感器存在的輸出信號(hào)容易受到外界干擾等不足之處，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種本低廉、信號(hào)穩(wěn)定、使用靈活的IO磁導(dǎo)航傳感器。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型IO磁導(dǎo)航傳感器具有數(shù)字磁信號(hào)采集電路、微控制器以及IO隔離電路，其中，數(shù)字磁信號(hào)采集電路將采集到的當(dāng)前空間磁場(chǎng)數(shù)字信號(hào)送至微控制器的磁信號(hào)輸入端，微控制器的輸出端經(jīng)IO隔離電路以IO方式形成IO磁導(dǎo)航傳感器的輸出端。

所述數(shù)字磁信號(hào)采集電路包括磁傳感器及數(shù)字磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊，其中，磁傳感器接收數(shù)字磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將采集到的當(dāng)前空間磁場(chǎng)模擬信號(hào)輸入數(shù)字磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊，數(shù)字磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊輸出數(shù)字信號(hào)以SPI總線上傳至微控制器(U1)。

所述IO隔離電路包括IO驅(qū)動(dòng)鎖存器及光耦，其中IO驅(qū)動(dòng)鎖存器的數(shù)據(jù)鎖存端通過數(shù)據(jù)總線及控制線與微控制器相連，IO驅(qū)動(dòng)鎖存器的輸出端與光耦輸入端相連；光耦的輸出端接有反向保護(hù)二極管。

還具有隔離開關(guān)電源，IO磁導(dǎo)航傳感器通過該隔離開關(guān)電源接至外部供電電源，在該隔離開關(guān)電源的輸入端接有順變管。

本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型的磁場(chǎng)信號(hào)的檢測(cè)與微控制器的控制電路與外部電源供電電路和輸出電路完全隔離，避免了外界的干擾。

2.本實(shí)用新型的信號(hào)輸出端采用電流倒置保護(hù)功能，避免當(dāng)外界電流?反向時(shí)對(duì)傳感器的損害。

3.本實(shí)用新型采用數(shù)字磁傳感器操作方便價(jià)格低廉，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為IO磁導(dǎo)航傳感器電氣結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為微處理器電氣原理圖；

圖3A～3C為磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊電氣原理圖(一)～(三)；

圖4為IO隔離電路中IO驅(qū)動(dòng)鎖存器電氣原理圖；

圖5A、5B為IO隔離電路中光耦的電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型IO磁導(dǎo)航傳感器具有數(shù)字磁信號(hào)采集電路、微控制器U1、IO隔離電路、隔離電源及其保護(hù)電路，其中，數(shù)字磁信號(hào)采集電路將采集到的當(dāng)前空間磁場(chǎng)數(shù)字信號(hào)送至微控制器U1的磁信號(hào)輸入端，微控制器U1的輸出端經(jīng)IO隔離電路以IO方式形成IO磁導(dǎo)航傳感器的輸出端。

所述數(shù)字磁信號(hào)采集電路包括磁傳感器及數(shù)字磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊，其中，磁傳感器在數(shù)字磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)控制下，采集當(dāng)前空間磁場(chǎng)模擬信號(hào)輸入數(shù)字磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊，數(shù)字磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊輸出數(shù)字信號(hào)以SPI總線上傳至微控制器U1；所述IO隔離電路包括IO驅(qū)動(dòng)鎖存器及光耦，其中IO驅(qū)動(dòng)鎖存器的數(shù)據(jù)鎖存端通過數(shù)據(jù)總線及控制線與微控制器U1相連，IO驅(qū)動(dòng)鎖存器的輸出端與光耦輸入端相連。

本實(shí)施例以15路數(shù)字磁信號(hào)采集電路為例。如圖1所示，導(dǎo)航傳感器由15個(gè)磁傳感器組成，成水平排列，每三個(gè)磁傳感器由一個(gè)磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)航傳感器共有16位IO輸出點(diǎn)，前15位與15個(gè)磁傳感器一一對(duì)應(yīng)，最后一位代表當(dāng)前磁場(chǎng)的極性，當(dāng)檢測(cè)到磁場(chǎng)為S極時(shí)第16位不輸出，當(dāng)檢測(cè)到的磁場(chǎng)為N極時(shí)，第16位IO點(diǎn)輸出信號(hào)。如圖2所示，所述微處理器U1通過輸入輸出端MOSI、MISO、SCLK、RESET與每個(gè)磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊相連，SSNOTA、SSNOTB、SSNOTC、SSNOTD、SSNOTE分別對(duì)應(yīng)每個(gè)磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊的片選引腳；DRDYA、DRDYB、DRDYC、DRDYD、DRDYE分別對(duì)應(yīng)磁傳感器驅(qū)動(dòng)模塊的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備信號(hào)。