霍尔开关在机器人360度关节防绕装置中的应用（上）
机器人工作时，控制器需要实时获取机器人各关节的角度信息，进行轨迹规划、规划和运动控制，机器人各关节的角度需要相对于机器人运动前确定的位置进行比较确定。这个位置是机器人各个关节的零位，相当于坐标系中的零点，机器人的所有运动都必须相对于这个零位。作为机器人运动的基准，零位的确定不仅是机器人正常工作的前提，而且对机器人运动的定位精度也有很大影响。
大多数机器人的主动关节都会配备电机、驱动器、霍尔盘甚至驱动器等电气模块，这些模块涉及到一定数量的信号线和电源线。合理的电气布线是保证机器人稳定运行的重要环节。电气布线一般遵循两个原则：一是不影响机器人关节的工作空间；二是布线要尽可能简洁有序，不要因为追求工作空间而过度冗余，以保证机器人外形美观，方便电气错误的查询。
机器人每次上电，首先需要进行零位定位，获取各个关节后面运动的角度信息，因此在完成零位定位之前无法判断角度位置。对于工作空间为360度的机器人关节，解决这个问题一般有两种方法：一种是用人眼判断此时关节处于什么状态。第二，无论此时关节处于什么状态，一旦收到零位定位指令，机器人关节顺时针(或逆时针)旋转，直到找到零位装置。该方法在一定程度上提高了机器人零定位的自动化程度。但由于机器人每次进行零位定位都是同向旋转，所以会有电线缠绕在机械关节上，可能会由于拉伸导致关节断开或卡死，使机器人无法正常工作。
查询零霍尔开关信号，接头所在位置有三种情况；a)磁钢位于零霍尔感应区的负端；b)磁钢位于零霍尔感应区；c)磁钢位于零霍尔开关感应区的正端；接头通电后，首先检测零霍尔输出的电平。如果是高水平，关节处于A或C状态；如果是低水平，关节处于B状态。然后，关节低速向前运动，连续检测零霍尔信号和极限霍尔信号。如果零霍尔信号先变为低电平，则为情况A，如果极限霍尔信号先变为低电平，则为情况c。
关节低速正转，限位霍尔开关信号从高电平跳到低电平时，磁钢进入限位霍尔的感应区。关节继续向前旋转，当极限霍尔信号从低电平跳到高电平时，关节低速反转。当零霍尔信号从高电平跳到低电平时，磁钢进入零霍尔的感应区。关节继续反转一定角度，然后向前转动。当零霍尔开关信号从低电平跳到高电平，之后捕获到第一个Z脉冲信号时，关节停止转动。该位置被确定为关节零位。
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