小型機械臂控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械臂控制器，具體涉及一種小型機械臂控制器。
[0002]
【背景技術】
[0003]多自由度機械臂技術屬于新興技術，其移動軌跡雖然可以通過數學建模仿真得至IJ，但是受生產工藝的影響，在實際應用中，仍然有未仿真到的死區和干涉存在。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種小型度機械臂控制器，保證小型機械臂安全可靠運行。
[0005]為了達到上述的目的，本實用新型提供一種小型機械臂控制器，包括上位機、串口通信模塊和FPGA處理器，所述FPGA處理器包括電流A/D采樣單元；所述上位機通過所述串口通信模塊與所述FPGA處理器連接；所述FPGA處理器輸送驅動控制指令至外部驅動電路模塊，由外部驅動電路模塊驅動機械臂各關節電機轉動；所述電流A/D采樣單元采集機械臂各關節電機繞組電流。
[0006]上述小型機械臂控制器，其中，所述串口通信采用MAX3232芯片。
[0007]上述小型機械臂控制器，其中，所述FPGA處理器采用AMS090芯片。
[0008]與現有技術相比，本實用新型具有如下顯而易見的實質性特點和優點:工作模式分為自動控制和手動控制，可以適應多種工況；帶有過流檢測，可以有效避免運行中遇到死區和干涉時的電機損壞。
【附圖說明】
[0009]本實用新型的小型機械臂控制器由以下的實施例及附圖給出。
[0010]圖1是本實用新型的小型機械臂控制器的結構框圖。
【具體實施方式】
[0011]以下將結合圖1對本實用新型的小型機械臂控制器作進一步的詳細描述。
[0012]本實用新型一較佳實施例中，小型機械臂控制器驅動五自由度機械臂。
[0013]參見圖1，本實施例的小型機械臂控制器包括上位機1、串口通信模塊2和FPGA處理器3 ;
[0014]所述上位機I通過所述串口通信模塊2與所述FPGA處理器3連接；
[0015]所述FPGA處理器3輸送驅動控制指令至外部驅動電路模塊4，由外部驅動電路模塊4驅動機械臂各關節電機轉動；同時，機械臂各關節電機的電流傳輸至所述FPGA處理器3。
[0016]所述上位機I包括自動控制模塊11和手動控制模塊12，提供兩種工作模式，由操作人員進行自動控制模式與手動控制模式間的切換，選擇采用手動控制方式或自動控制方式控制機械臂各關節電機轉動。當選擇采用手動控制方式時，操作人員于上位機I進行操作，可操作對象為5臺電機，每次可操作一臺電機正轉或反轉，從而驅動機械臂對應關節的轉動，此工作模式下無法實行自動控制；當選擇采用自動控制方式時，上位機I發送機械臂的運行目標位置，機械臂根據規劃路徑自行移動并抓取，此工作模式下無法實行手動控制。
[0017]所述FPGA處理器3包括電流A/D采樣單元31，所述電流A/D采樣單元31采集機械臂各關節電機繞組電流，并進行模數轉換，可實現對械臂各關節電機繞組電流的檢測；當某電機繞組的電流在一定時間內大于預設值時，可判斷出該電機對應的機械臂關節出現死區或干涉現象，此時，FPGA處理器3向外部驅動電路模塊4發送關閉指令，關閉驅動，實現過流保護，并通過所述串口通信模塊2向所述上位機I發送報警信息。
[0018]本實施例中，所述上位機I為個人PC。
[0019]所述串口通信模塊2采用MAX3232芯片搭建，與所述上位機I通過RS-232總線進行通信。
[0020]機械臂5個關節電機均采用雙極性步進電機，從而實現5自由度，分別為X軸方向的平移、Y軸方向的平移、Z軸方向的平移與旋轉及機械臂頂端抱爪的收緊與釋放。
[0021]所述驅動電路模塊4采用3片a3988電機驅動芯片實現，共驅動5臺步進電機。
[0022]所述FPGA處理器3采用模數混合芯片AMS090及其外圍電路搭建。
[0023]所述電流A/D采樣單元31采用AMS090內置A/D轉換模塊實現，用于采集步進電機相應繞組的電流，所述FPGA處理器3根據電流值判斷機械臂是否運行到死區和是否遇到干涉，若檢測到運行中遇到死區或干涉，則關閉驅動，對步進電機實行過流保護，并通過RS-232向上位機發送報警信息。
[0024]本實用新型的小型機械臂控制器可驅動五自由度及五自由度以下的小型機械臂工作，以保證小型機械臂能夠安全可靠地運行。
【主權項】
1.小型機械臂控制器，其特征在于，包括上位機、串口通信模塊和FPGA處理器，所述FPGA處理器包括電流A/D采樣單元； 所述上位機通過所述串口通信模塊與所述FPGA處理器連接； 所述FPGA處理器輸送驅動控制指令至外部驅動電路模塊，由外部驅動電路模塊驅動機械臂各關節電機轉動； 所述電流A/D采樣單元采集機械臂各關節電機繞組電流。
2.根據權利要求1所述的小型機械臂控制器，其特征在于，所述串口通信采用MAX3232-H-* I I心/T O
3.根據權利要求1所述的小型機械臂控制器，其特征在于，所述FPGA處理器采用AMS090 芯片。
【專利摘要】本實用新型的小型機械臂控制器包括上位機、串口通信模塊和FPGA處理器，所述FPGA處理器包括電流A/D采樣單元；所述上位機通過所述串口通信模塊與所述FPGA處理器連接；所述FPGA處理器輸送驅動控制指令至外部驅動電路模塊，由外部驅動電路模塊驅動機械臂各關節電機轉動；所述電流A/D采樣單元采集機械臂各關節電機繞組電流。本實用新型的小型機械臂控制器可保證小型機械臂安全可靠運行。
【IPC分類】B25J13-00
【公開號】CN204354134
【申請號】CN201220688937
【發明人】李宇, 王迪, 步麟, 張金娜, 陶禮炫
【申請人】上海宇航系統工程研究所
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2012年12月14日