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龙图腾网获悉钛虎机器人科技(上海)有限公司申请的专利一种多圈记忆光磁编码器混合系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121067932B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511623153.6，技术领域涉及：G01D5/56；该发明授权一种多圈记忆光磁编码器混合系统是由易港;李鸣设计研发完成，并于2025-11-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多圈记忆光磁编码器混合系统在说明书摘要公布了：本发明公开一种多圈记忆光磁编码器混合系统，属于位置与角度测量的编码器技术领域，旨在解决现有光磁混合编码器信号处理复杂、轴向长度长、精度稳定性不足及圈数与位置易丢失的问题。该系统包括光编码器、砷化镓磁信号采集传感器、多对极不均等磁环、处理器、硬件电路、超低功耗电路，及信号采集、处理等模块，集成自研磁角度解析与圈数记忆校正等算法，采用双冗余设计与智能信号模式切换。其简化信号处理流程，缩短轴向长度，提升测量精度与稳定性，增强环境适应性及容错能力，延长续航，适用于高精度及恶劣环境下的位置角度测量。

本发明授权一种多圈记忆光磁编码器混合系统在权利要求书中公布了：1.一种多圈记忆光磁编码器混合系统，其特征在于，包括光编码器、磁信号采集传感器、处理器、硬件电路、超低功耗电路，以及集成于系统内的信号采集模块、信号处理模块、容错校正模块、低功耗模块和角度解析模块； 处理器分别与硬件电路、超低功耗电路、磁信号采集传感器及光编码器电连接，角度解析模块集成有磁角度解析算法，用于将磁信号采集传感器感应的磁场变化所输出的电信号解析为位置绝对值；信号处理模块包含圈数记忆与校正算法，用于实现圈数记忆值的存储、读取及自动校正；信号采集模块用于同步采集光编码器输出的光信号和磁信号采集传感器输出的磁信号，并将采集到的信号传输至信号处理模块；容错校正模块用于对采集的信号及解算的位置信息进行校验与纠错，低功耗模块用于控制系统功耗； 还包括多对极不均等磁环，多对极不均等磁环与磁信号采集传感器配合设置，用于提供粗位置检测基准；信号处理模块内设有粗位置解码模块，该粗位置解码模块基于磁信号采集传感器采集的多对极不均等磁环的磁信号，通过二进制编码器识别多个位置区域并输出n位粗位置代码； 角度解析模块的磁角度解析算法包含自适应补偿算法，自适应补偿算法包括温度补偿算法和误差自校准算法，用于对解析得到的位置绝对值进行温度误差补偿及实时误差校准； 容错校正模块采用双冗余设计，包括双传感器冗余和双存储冗余；双传感器冗余为光编码器与磁信号采集传感器相互备份，当双传感器中其中一个传感器故障时，另一个传感器继续输出信号；双存储冗余为对系统内的重要参数进行双备份存储，避免参数丢失； 信号处理模块具有信号模式切换功能，包括光电信号主导模式、磁信号备份模式，以及基于信号质量评估的智能动态权重调整算法；在清洁环境下，系统切换至光电信号主导模式，优先采用光编码器输出的信号进行位置解算；在污染环境下，系统切换至磁信号备份模式，采用磁信号采集传感器输出的信号进行位置解算；智能动态权重调整算法根据光信号与磁信号的质量评估结果，动态调整两种信号在位置解算中的权重； 信号处理模块的圈数记忆与校正算法包含位置匹配算法，位置匹配算法包括绝对位置与圈数记忆值的匹配方法，以及参考位置的动态更新算法；绝对位置与圈数记忆值的匹配方法用于将角度解析模块得到的位置绝对值与圈数记忆值进行关联匹配，参考位置的动态更新算法用于根据实时解算结果更新参考位置，提高位置匹配精度； 低功耗模块的功能包括将处理器配置为低功耗模式，以及智能电源管理功能；智能电源管理功能根据系统的工作状态调整供电功率，延长系统在无外部供电时的运行时长； 多圈记忆光磁编码器混合系统还包括内置的金属屏蔽层，金属屏蔽层采用坡莫合金材质，设置于磁信号采集传感器的外侧，用于隔离外部环境中的磁场干扰，确保磁信号采集传感器采集信号的准确性； 硬件电路包括核心控制硬件、信号采集硬件、信号处理硬件及容错与抗干扰硬件；核心控制硬件为集成磁角度解析算法专用运算单元的微控制单元，该微控制单元通过SPI接口与光编码器、磁信号采集传感器连接，通过I2C接口与超低功耗电路连接；信号采集硬件包括含砷化镓传感器与信号调理电路的磁信号采集电路，以及含光电转换电路、运算单端输出电路、比较器电路、差分运算电路的光信号采集电路；信号处理硬件包括非易失性存储器构成的双存储电路与粗位置解码硬件模块；容错与抗干扰硬件包括坡莫合金材质的金属屏蔽层、浪涌抑制电路及电磁兼容滤波电路； 该多圈记忆光磁编码器混合系统的工作流程如下： 步骤1.信号采集阶段：光编码器通过内部光电转换电路将光信号转为初始电信号，经运算单端输出电路放大、比较器电路阈值判别消噪、差分运算电路转为抗干扰差分信号后，传输至信号采集模块；磁信号采集传感器采集与多对极不均等磁环配合产生的磁场信号，将其转为电信号后也传输至信号采集模块，信号采集模块同步接收两路信号并传递至信号处理模块； 步骤2.信号处理与位置解算阶段：信号处理模块内的粗位置解码模块基于磁信号，通过二进制编码器识别位置区域并输出n位粗位置代码，快速确定位置范围；角度解析模块依托集成的磁角度解析算法，将磁信号对应的电信号解析为位置绝对值，且算法中的自适应补偿算法会对位置绝对值进行温度误差抵消与实时偏差修正；同时，信号处理模块的圈数记忆与校正算法实现圈数记忆值的存储、读取，其包含的位置匹配算法将角度解析模块输出的位置绝对值与圈数记忆值关联匹配，并通过参考位置动态更新算法根据实时解算结果修正参考位置，最终完成精准位置解算； 步骤3.容错与功耗控制阶段：容错校正模块通过双冗余设计保障系统稳定，双传感器冗余使光编码器与磁信号采集传感器相互备份，任一传感器故障时另一传感器能够继续输出信号；双存储冗余对系统重要参数进行双备份存储，避免参数丢失；硬件电路中的浪涌抑制电路、电磁兼容滤波电路及磁信号采集传感器外侧的坡莫合金金属屏蔽层，进一步减少外部电磁与磁场干扰；低功耗模块通过将处理器配置为低功耗模式、智能电源管理功能根据工作状态调整供电功率实现功耗控制；超低功耗电路的电源管理单元、休眠唤醒电路、动态功耗调节电路，进一步优化功耗控制； 步骤4.环境适配阶段：信号处理模块的信号模式切换功能根据环境状态动态调整工作模式——清洁环境下切换至光电信号主导模式，优先采用高精度光电信号解算位置；污染环境下切换至磁信号备份模式，依托磁信号的抗污染特性保障信号可靠；基于信号质量评估的智能动态权重调整算法，会根据光、磁信号质量动态调整两者在位置解算中的权重，确保不同环境下位置解算的精度与可靠性； 自研磁角度解析算法包括自适应补偿算法，自适应补偿算法包括自适应补偿算法以及误差自校准算法，其中： 温度补偿算法：实时采集系统内温度传感器反馈的环境温度数据，建立温度与磁信号解析误差的关联模型；当环境温度变化时，算法根据模型自动调取预设补偿参数，对磁信号采集传感器输出电信号对应的位置绝对值进行偏差修正，抵消温度变化导致的磁信号感应偏差，确保不同温度下位置解析精度稳定； 误差自校准算法：以光编码器输出的高分辨率信号为基准，定期将磁信号解析的位置绝对值与光信号解算结果比对；若两者偏差超出预设阈值，算法自动计算偏差量并生成校准系数，更新磁角度解析参数，实时修正磁信号解析过程中的累积误差，无需人工干预即可维持解析精度。

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