本实用新型专利技术涉及一种双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器，包括通过插针堆叠安装的功率驱动基板和控制顶板，所述功率驱动基板与所述控制顶板上均设有分别与所述插针插接的第一接口与第二接口，所述功率驱动基板上设有第一电机接口和第二电机接口，所述控制顶板上设有与所述第一电机接口和所述第二电机接口通讯的控制电路。本实用新型专利技术采用单个控制芯片就能够控制双路电机实现无通讯延时的快速电机运动控制，仅在驱动控制器中完成里程计计算，并根据里程计数据实现位置环运动，具有集成化、高效、可靠的特点，具有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后可以推动移动服务机器人技术的发展，能够产生良好的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种机器人的驱动器，尤其涉及一种双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器。
技术介绍
传统工业驱动器和控制器已经发展多年，相关技术已经非常成熟和完善。不过这类驱动器和控制器在机器人领域中并不能完全满足需求。机器人控制器受到传统工业控制器的影响，驱动器中的功率驱动部分和控制部分都是分立的，如图1所示，之间通过通讯接口实现数据交互。传统分离式驱动控制器有利于器件标准化、模块化，在工业设备中广泛采用，但在服务机器人领域受到体积和功耗的限制，传统分离式驱动控制器依然存在着很多不足。一方面，传统驱动控制器为了保持兼容性，会同时具备很多冗余的接口，为了方便电器柜安装，传统驱动控制器会采用较大的标准化外壳，不利于使用到小型的移动服务机器人中；另一方面，基于通讯的控制方式会存在通讯时延，多驱动器协调时，系统实时性会比较差。移动服务机器人受到体积和功耗的限制，传统驱动控制器存在着体积大，实时性较差的劣势，无法满足移动服务机器人集成化的需求；传统分离式驱动控制器在移动机器人中使用时还存在无法进行精确位姿控制的缺陷，所有控制指令都必须转化为单个电机的速度或者位置指令，影响最终的控制精度。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种体积小、实现两路电机控制和驱动的一体化，且实时性较高的双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器。本技术的双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器，包括通过插针堆叠安装的功率驱动基板和控制顶板，所述功率驱动基板与所述控制顶板上均设有分别与所述插针插接的第一接口与第二接口，所述功率驱动基板上设有第一电机接口和第二电机接口，所述控制顶板上设有与所述第一电机接口和所述第二电机接口通讯的控制电路。进一步的，所述功率驱动基板上设有分别与所述第一电机接口和所述第二电机接口电连接的第一功率驱动电路和第二功率驱动电路、通过通讯接口与上位机通讯的通讯电路，以及为所述功率驱动基板和所述控制顶板供电的电源电路。进一步的，所述第一功率驱动电路和所述第二功率驱动电路均通过反馈电路与所述控制电路电连接。进一步的，所述电源电路包括电连接的电源转换电路和保护电路。进一步的，所述功率驱动基板上设有与所述电源电路电连接的电源接口。进一步的，所述通讯接口为RS232接口和CAN接口。进一步的，所述功率驱动基板上还设有与碰撞开关、抱闸或按钮连接的I/O接口。进一步的，所述功率驱动基板上还设有安装定位孔。借由上述方案，本技术可以实现两路有刷直流电机速度和位置的精确控制，同时具备体积小、功率密度高的优点，提高了控制系统的实时性和控制精度，实现了移动机器人控制器的驱控一体化。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是现有技术中分离式驱动控制器工作原理图；图2是本技术的结构示意图；图3是本技术的驱动控制器与机器人的电气连接框图；图4是本技术的工作原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。本技术一较佳实施例所述的一种双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器，其中的电路由控制电路、第一功率驱动电路、第二功率驱动电路、反馈电路、通讯电路和电源电路五大块组成，所有电路集成在两块尺寸分别为90*70mm和55*55mm的电路板上，通过插针堆叠安装，实现功率驱动和控制电路的一体化。具体的，参见图2和图3，功率驱动基板10和控制顶板20通过插针堆叠安装，在功率驱动基板10与控制顶板20上均设有分别与插针插接的第一接口11、21与第二接口12、22，功率驱动基板10上设有第一电机接口13和第二电机接口14，在控制顶板20上设有与第一电机接口13和第二电机接口14通讯的控制电路；功率驱动基板10上设有分别与第一电机接口13和第二电机接口14电连接的第一功率驱动电路和第二功率驱动电路、通过通讯接口与上位机通讯的通讯电路，以及为功率驱动基板10和控制顶板20供电的电源电路。第一功率驱动电路和第二功率驱动电路均通过反馈电路与控制电路电连接；电源电路包括电连接的电源转换电路和保护电路。为方便外部电源对本技术供电，本技术在功率驱动基板10上设有与电源电路电连接的电源接口19；功率驱动基板10上还设有与碰撞开关、抱闸或按钮等连接的I/O接口17。为方便通讯，本技术中的通讯接口为RS232接口15和CAN接口16。为方便安装本技术，本技术在功率驱动基板10上还设有安装定位孔18。本技术的驱动控制器包含两路独立的电机接口，即第一电机接口13和第二电机接口14，两接口中包含电机功率线、编码器信号线和编码器电源线，通过8针MOLEX接口连接电机。本技术的驱动控制器单路通过的电流可达5A，在常规24V电机情况下可驱动120W直流有刷电机，两路即可实现240W的功率输出，从而可以同时实现两路有刷直流电机速度环、位置环闭环控制，在此基础上实现移动机器人里程计数据的计算，并可实现基于机器人当前位姿状态的位置环控制。本技术的驱动控制器通过电源接口19接入电源，为了保证驱动控制器有更好的通用性，电源输入口可适应较宽的电压范围。在外部电源12-40V直流输入时均可正常工作。为避免接线过程中可能存在的错误，电源接口具备反接保护、过流保护功能。内部电源转换电路具备过流保护功能，且具备自恢复特性，减少维修成本。本技术的驱动控制器支持4路数字I/O输入输出，可满足移动机器人碰撞开关、按钮、抱闸等开关量输入输出的需求，所有输入输出接口均使用光耦隔离，提高系统稳定性。本技术的驱动控制器与上位机的通讯支持RS232和CAN两种通讯接口，通过收发特定格式数据帧实现其上位机的通讯。RS232是最常用的通讯接口，可以满足绝大部分应用场合；CAN通讯具备更好的可靠性，可以用于其它可靠性要求较高的场合。本技术的驱动控制器在工作过程中与传统的分离式驱动控制器也有所不同。如图4所示，由于移动机器人定位的需要，驱动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器，其特征在于：包括通过插针堆叠安装的功率驱动基板和控制顶板，所述功率驱动基板与所述控制顶板上均设有分别与所述插针插接的第一接口与第二接口，所述功率驱动基板上设有第一电机接口和第二电机接口，所述控制顶板上设有与所述第一电机接口和所述第二电机接口通讯的控制电路。
【技术特征摘要】
1.一种双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器，其特征在于：包括通过
插针堆叠安装的功率驱动基板和控制顶板，所述功率驱动基板与所述控制顶板
上均设有分别与所述插针插接的第一接口与第二接口，所述功率驱动基板上设
有第一电机接口和第二电机接口，所述控制顶板上设有与所述第一电机接口和
所述第二电机接口通讯的控制电路。
2.根据权利要求1所述的双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器，其特
征在于：所述功率驱动基板上设有分别与所述第一电机接口和所述第二电机接
口电连接的第一功率驱动电路和第二功率驱动电路、通过通讯接口与上位机通
讯的通讯电路，以及为所述功率驱动基板和所述控制顶板供电的电源电路。
3.根据权利要求2所述的双轮差动移动机器人的一体式驱动控制器，其特
征在于：所述第一功率驱动电路和所述第二功...
【专利技术属性】
技术研发人员：成谏，戴军，王宏军，林睿，厉茂海，
申请(专利权)人：苏州元谋智能机器人系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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