用于控制機器人兩路行走電機的驅動器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及電機驅動器領域，尤其是公開了一種用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，包括可連接外部設備的通訊單元，連接兩行走電機傳感器的位置傳感器單元，連接兩行走電機的驅動單元及一連接所述通訊單元、位置傳感器單元和驅動單元的主控單元。本實用新型所需元件更少，結構簡單，制造成本低；保證兩個行走電機的同步性，差速的實時調節能力更強，機器人行走更穩定。
【專利說明】
用于控制機器人兩路行走電機的驅動器
技術領域
[0001]本實用新型公開了一種驅動器，尤其是涉及一種用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，屬于電機驅動器技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著機器人、工業5.0、中國制造2025的蓬勃發展，行走機器人大多采用無刷直連電機驅動，差速方式。通過驅動器來驅動電機，對驅動器的性能、精度、功能、價格、安裝空間、操作的方便性等要求越來越高。
[0003]為此急需一款性能強、成本低、使用方便，功能強、差速驅動效果好的驅動，加速行業的發展，加快機器人研發企業的研發進度，提升產品的可靠性，降低機器人研發企業的研發成本。
[0004]現有技術方案基本是單路驅動器，電路結構主要由電源單元、控制單元、驅動芯片單元、功率器件等組成。現有技術的功能缺失(很難控制旋轉多少角度)、差速調節方便，由于2個驅動器分開，當其中I個驅動器有問題，另一個驅動器還在工作，會導致一個電機一直轉，一個機器人停止，導致機器人會一直原地打轉，定位精度差，成本高，功耗大，體積大，占用空間，線束復雜等。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型為了克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，保證機器人行走的同步性和穩定性，用于控制機器人兩路行走電機的驅動器。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，包括可連接外部設備的通訊單元，連接兩行走電機傳感器的位置傳感器單元，連接兩行走電機的驅動單元及一連接所述通訊單元、位置傳感器單元和驅動單元的主控單元。本實用新型通過一個驅動器控制兩個行走電機，保證兩個行走電機的同步性，差速調節方便，差速的實時調節能力更好，讓機器人行走起來更穩定；另外具有脫線保護功能，當通訊線斷了，主控單元長時間未接收到通訊單元命令，立即停止兩個行走電機;另外當其中一行走電機控制有問題，通過軟件控制，關閉兩路行走電機的輸出，對機器人和行走電機起到了保護作用；由于驅動器將;兩路行走電機控制和驅動都集成在一起，和兩個驅動器分開，省去了一個驅動外殼及其它外圍電路等，節省了電子元器件，降低了功耗和成本，節省了安裝空間，線束少，結構更加簡單，容易控制。
[0007]進一步地，所述通訊單元、傳感器單元及主控單元均連接一電源單元。只需一個電源電路就可實現對驅動器的供電，用于兩路行走電機使用，減少了電子元器件，降低了功耗和成本，節省了安裝空間。
[0008]進一步地，所述位置傳感器單元包括可分別連接兩路行走電機傳感器的兩位置傳感器接口。該設置結構簡單，安裝方便。
[0009]進一步地，所述驅動單元包括依次串接的柵極驅動芯片、功率驅動芯片及兩電機接口，所述柵極驅動芯片連接主控單元。該設置結構簡單，使用效果好。
[0010]進一步地，所述主控單元包括32位微處理器。該設置結構簡單，控制效果好，控制靈活，定位精度高。
[0011 ] 進一步地，所述通訊單元為RS232通訊單元。設置靈活，線束更少。
[0012]綜上所述，本實用新型所需元件更少，結構簡單，制造成本低;保證兩個行走電機的同步性，差速的實時調節能力更好，機器人行走更穩定。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本技術領域的人員更好的理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0015]如圖1所示，一種用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，包括通訊單元、位置傳感器單元、驅動單元、一主控單元4及一電源單元5。所述通訊單元為RS232通訊單元I。所述主控單元4主要用包括32位微處理器以及外圍電路電源濾波電路、復位電路、晶振電路、SffD燒寫程序接口等。所述電源單元由反接二極管SS56組成，電源單元的輸入電壓范圍為15到37V，輸出電壓為12V、5V、3.3V，其中12V給柵極驅動芯片供電、5V給兩位置傳感器接口供電、3.3給主控單元及RS232通訊單元2供電。
[0016]具體的，所述通訊單元可連接外部設備，位置傳感器單元連接兩行走電機傳感器，驅動單元連接兩行走電機，主控單元4連接所述通訊單元、位置傳感器單元及驅動單元。所述通訊單元、傳感器單元及主控單元4均連接所述電源單元5。所述通訊單元由I路RS232電路及對應的保護電路組成，RS232電路主要采用SP3232芯片，SP3232芯片相比傳統的MA232芯片可靠性更強，且低功耗。輸出保護電路，主要串了一個電阻，可防止RS232通訊電路的沖擊。
[0017]再者，所述位置傳感器單元包括兩位置傳感器接口2，兩位置傳感器接口 2可分別連接兩路行走電機傳感器。兩路行走電機傳感器為兩直流無刷減速電機的位置傳感器。通過此接口，軟件可以計算出兩路行走電機的速度、位置等。
[0018]優選地，所述驅動單元包括依次串接的柵極驅動芯片31、功率驅動芯片32及兩電機接口 33，所述柵極驅動芯片31連接主控單元4。在本實施例中所述行走電機可為普通電機，而在本實施例中所述電機為無刷直流電機，無刷直流電機利用電子換向替代了機械換向，克服了傳統直流電機由于電刷摩擦而產生的一系列問題，并且具有調速性能好、體積小、效率高等優點，因而廣泛應用于國民經濟生產的各個領域以及人們的日常生活中。所述柵極驅動芯片31由6片半橋驅動芯片IRS2103組成，再加自舉電路相關的二極管、電容等組成。功率驅動芯片32由12個大功率N溝道MOS管75NF75組成。
[0019]本實用新型采用了32為微處理器控制靈活，定位精確度高，采用軟件控制可讓電機正轉和反轉固定角度，功能更強。采用RS232通訊方式，設置靈活，線束更少。兩路行走電機集成在一起控制，通過32位微處理器軟件控制，差速控制效果更好，功耗更低、電子元器件更少，成本更低，還節省空間。
[0020]本實用新型采用32位微處理器作為兩路行走電機驅動器的主控單元4，采用軟件來實現兩路行走電機定位，讓兩路行走電機旋轉多少角度等。驅動器采用RS232通訊單元和外部設備連接，外部設備只需發不同的速度值，驅動器通過軟件自動調節電機速度到設置的速度值，當外部設備發旋轉角度值，驅動器通過軟件控制電機旋轉多少角度，定位精度高，靈活。
[0021]使用過程如下:由電源單元5接入電源后經電源單元5內部防反接電路、穩壓電路等，給RS232通訊單元1、主控單元4、兩位置傳感器接口 2等單元模塊供電。當主控單元4接收至IJRS232通訊單元I的速度或角度命令時，主控單元4先進行判斷是否需要處理的命令。是需要處理的命令，主控單元4首先獲取兩位置傳感器接口 2的值，即知道了直流無刷電機霍爾傳感器的位置值，主控單元4通過內部軟件判斷，控制柵極驅動芯片31，再驅動功率驅動芯片32，再到兩路行走電機接口 7控制電機。
[0022]另外主控單元4不斷獲取兩路位置傳感器接口的值，并通過軟件計算出行走電機的當前速度，根據當前速度和RS232通訊單元I發的命令速度值作比較，不斷調整、控制柵極驅動芯片31的PffM輸入占空比(占空比越大，電機速度越快)，調節電機的速度。
[0023]顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。
【主權項】
1.一種用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，其特征在于:包括可連接外部設備的通訊單元，連接兩行走電機傳感器的位置傳感器單元，連接兩行走電機的驅動單元及一連接所述通訊單元、位置傳感器單元和驅動單元的主控單元(4)。2.根據權利要求1所述的用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，其特征在于:所述通訊單元、傳感器單元及主控單元(4)均連接一電源單元(5)。3.根據權利要求1所述的用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，其特征在于:所述位置傳感器單元包括可分別連接兩路行走電機傳感器的兩位置傳感器接口(2)。4.根據權利要求1-3中任一項所述的用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，其特征在于:所述驅動單元包括依次串接的柵極驅動芯片(31)、功率驅動芯片(32)及兩電機接口(33)，所述柵極驅動芯片(31)連接主控單元(4)。5.根據權利要求4所述的用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，其特征在于:所述主控單元(4)包括32位微處理器。6.根據權利要求4所述的用于控制機器人兩路行走電機的驅動器，其特征在于:所述通訊單元為RS232通訊單元(I)。
【文檔編號】H02P1/54GK205509898SQ201620311533
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】鄭慧明, 程教文, 姚剛
【申請人】杭州為諾智能科技有限公司