[發明專利]一種機器人專用差分信號編碼器斷線快速檢測電路

在審

• 申請號: 201711064762.8
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107656168A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 戴安剛;敬淑義;王杰高
• 申請（專利權）人: 南京埃斯頓機器人工程有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R19/25;G01R1/30
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司32112
• 代理人: 涂春春

技術領域

本發明涉及一種機器人專用差分信號編碼器斷線快速檢測電路。

背景技術

編碼器是將旋轉的角度/位移轉變成數字信號的裝置，當前斷線檢測方式主要有如下幾種：1、對于增量式編碼器，計算脈沖序列來實現；2、對絕對值編碼器通過通信協議來判斷；3、通過復雜的模數轉換、邏輯轉換電路實現。

上述方法1和方法2都需要處理編碼器數據再進行判斷，存在一定的滯后，方案3不僅在時序上存在滯后，同時實現成本也比較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對背景技術中提及的方法1和方法2都需要處理編碼器數據再進行判斷，存在一定的滯后的技術問題；方案3不僅在時序上存在滯后，同時實現成本也比較高的技術問題。

本發明的設計思想是，針對上述技術問題而此設計的可適用于所有物理接口為差分信號的編碼器(包含TTL接口、HTL接口、RS485接口、RS422接口)，上電后不需要等待編碼器發出任何信號或等待建立通信機制便可直接判斷是否存在信號線斷線。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種機器人專用差分信號編碼器斷線快速檢測電路，包括編碼器輸出的兩路差分信號，分別為編碼器輸出信號+、編碼器輸出信號-，其特征在于，包括在編碼器輸出信號+和編碼器輸出信號-的差分信號線上并聯二極管整流電路D1，二極管整流電路D1的輸出直流V+信號和輸出直流V-信號同時接入電壓比較器U1的同相輸入端和反相輸入端，電壓比較器U1的輸出端輸出編碼器斷線信號；在二極管整流電路D1的輸出直流V+信號和輸出直流V-信號之間并聯接入分壓電阻RA2；

在二極管整流電路D1的輸出直流V+信號端與電壓比較器的同相輸入端之間串接分壓電阻RA1和RE1，在分壓電阻RA1和RE1之間并聯接入分壓電阻RB1和RC1并接地，在分壓電阻RE1與電壓比較器的同相輸入端之間并聯接入分壓電阻RF1并接地；分壓電阻RA1與分壓電阻RA2的阻值相同；

在二極管整流電路D1的輸出直流V-信號與電壓比較器的反相輸入端之間串接分壓電阻RE2，在電壓比較器的反相輸入端與分壓電阻RE2之間通過分壓電阻RF2接入電壓VCC；

同時在編碼器輸出信號+的差分信號線上串接分壓電阻RB2和RC2并接地，在分壓電阻RB2和RB3之間接出信號線編碼器輸出信號+接入差分收發接收器U2；在編碼器輸出信號-的差分信號線上串接分壓電阻RB3和RC3并接地，在分壓電阻RB2和RB3之間接出信號線編碼器輸出信號-接入差分收發接收器U2。

本檢測電路，適用于差分接口信號的斷線檢測，如RS422/RS485信號電平，不需要進行信號電平差分轉換，直接對差分線的模擬電壓進行檢測，對差分電壓進行整流比較判斷是否存在信號斷線。

對本發明技術方案的改進，電壓VCC為直流+5V電壓。+5V電壓VCC的設計，使得編碼器輸出信號+或編碼器輸出信號-信號線同時發生斷路時，由于RF2連接的VCC信號的存在，依然會保證V+電壓低于V-電壓進而輸出斷線信號。

對本發明技術方案的改進，電壓比較器U1的選用型號為LM2903。

對本發明技術方案的改進，差分收發接收器U2的選用型號為26C32。

本發明與現有技術相比，其有益效果是：

1、本發明的機器人專用差分信號編碼器斷線快速檢測電路，本電路簡單、檢測速度快，一上電即可檢測，不需要等待與編碼器握手通信。

2、本發明的機器人專用差分信號編碼器斷線快速檢測電路，直接從差分信號線取模擬電壓，不需要進行差分信號變單端信號，模擬電壓轉數字信息，解決了編碼器斷線檢測電路復雜和檢測時間長的問題(通過能否通信來判斷)。

附圖說明

圖1是機器人專用差分信號編碼器斷線快速檢測電路的電路圖。

具體實施方式

下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。

為使本發明的內容更加明顯易懂，以下結合附圖1和具體實施方式做進一步的描述。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例：