用于控制机器人两路行走电机的驱动器制造技术

本实用新型专利技术涉及电机驱动器领域，尤其是公开了一种用于控制机器人两路行走电机的驱动器，包括可连接外部设备的通讯单元，连接两行走电机传感器的位置传感器单元，连接两行走电机的驱动单元及一连接所述通讯单元、位置传感器单元和驱动单元的主控单元。本实用新型专利技术所需元件更少，结构简单，制造成本低；保证两个行走电机的同步性，差速的实时调节能力更强，机器人行走更稳定。

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了一种驱动器，尤其是涉及一种用于控制机器人两路行走电机的驱动器，属于电机驱动器

技术介绍
随着机器人、工业5.0、中国制造2025的蓬勃发展，行走机器人大多采用无刷直连电机驱动，差速方式。通过驱动器来驱动电机，对驱动器的性能、精度、功能、价格、安装空间、操作的方便性等要求越来越高。为此急需一款性能强、成本低、使用方便，功能强、差速驱动效果好的驱动，加速行业的发展，加快机器人研发企业的研发进度，提升产品的可靠性，降低机器人研发企业的研发成本。现有技术方案基本是单路驱动器，电路结构主要由电源单元、控制单元、驱动芯片单元、功率器件等组成。现有技术的功能缺失（很难控制旋转多少角度）、差速调节方便，由于2个驱动器分开，当其中1个驱动器有问题，另一个驱动器还在工作，会导致一个电机一直转，一个机器人停止，导致机器人会一直原地打转，定位精度差，成本高，功耗大，体积大，占用空间，线束复杂等。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术的不足，提供一种结构简单，保证机器人行走的同步性和稳定性，用于控制机器人两路行走电机的驱动器。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种用于控制机器人两路行走电机的驱动器，包括可连接外部设备的通讯单元，连接两行走电机传感器的位置传感器单元，连接两行走电机的驱动单元及一连接所述通讯单元、位置传感器单元和驱动单元的主控单元。本技术通过一个驱动器控制两个行走电机，保证两个行走电机的同步性，差速调节方便，差速的实时调节能力更好，让机器人行走起来更稳定；另外具有脱线保护功能，当通讯线断了，主控单元长时间未接收到通讯单元命令，立即停止两个行走电机；另外当其中一行走电机控制有问题，通过软件控制，关闭两路行走电机的输出，对机器人和行走电机起到了保护作用；由于驱动器将；两路行走电机控制和驱动都集成在一起，和两个驱动器分开，省去了一个驱动外壳及其它外围电路等，节省了电子元器件，降低了功耗和成本，节省了安装空间，线束少，结构更加简单，容易控制。进一步地，所述通讯单元、传感器单元及主控单元均连接一电源单元。只需一个电源电路就可实现对驱动器的供电，用于两路行走电机使用，减少了电子元器件，降低了功耗和成本，节省了安装空间。进一步地，所述位置传感器单元包括可分别连接两路行走电机传感器的两位置传感器接口。该设置结构简单，安装方便。进一步地，所述驱动单元包括依次串接的栅极驱动芯片、功率驱动芯片及两电机接口，所述栅极驱动芯片连接主控单元。该设置结构简单，使用效果好。进一步地，所述主控单元包括32位微处理器。该设置结构简单，控制效果好，控制灵活，定位精度高。进一步地，所述通讯单元为RS232通讯单元。设置灵活，线束更少。综上所述，本技术所需元件更少，结构简单，制造成本低；保证两个行走电机的同步性，差速的实时调节能力更好，机器人行走更稳定。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好的理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。如图1所示，一种用于控制机器人两路行走电机的驱动器，包括通讯单元、位置传感器单元、驱动单元、一主控单元4及一电源单元5。所述通讯单元为RS232通讯单元1。所述主控单元4主要用包括32位微处理器以及外围电路电源滤波电路、复位电路、晶振电路、SWD烧写程序接口等。所述电源单元由反接二极管SS56组成，电源单元的输入电压范围为15到37V，输出电压为12V、5V、3.3V，其中12V给栅极驱动芯片供电、5V给两位置传感器接口供电、3.3给主控单元及RS232通讯单元2供电。具体的，所述通讯单元可连接外部设备，位置传感器单元连接两行走电机传感器，驱动单元连接两行走电机，主控单元4连接所述通讯单元、位置传感器单元及驱动单元。所述通讯单元、传感器单元及主控单元4均连接所述电源单元5。所述通讯单元由1路RS232电路及对应的保护电路组成，RS232电路主要采用SP3232芯片，SP3232芯片相比传统的MA232芯片可靠性更强，且低功耗。输出保护电路，主要串了一个电阻，可防止RS232通讯电路的冲击。再者，所述位置传感器单元包括两位置传感器接口2，两位置传感器接口2可分别连接两路行走电机传感器。两路行走电机传感器为两直流无刷减速电机的位置传感器。通过此接口，软件可以计算出两路行走电机的速度、位置等。优选地，所述驱动单元包括依次串接的栅极驱动芯片31、功率驱动芯片32及两电机接口33，所述栅极驱动芯片31连接主控单元4。在本实施例中所述行走电机可为普通电机，而在本实施例中所述电机为无刷直流电机，无刷直流电机利用电子换向替代了机械换向，克服了传统直流电机由于电刷摩擦而产生的一系列问题，并且具有调速性能好、体积小、效率高等优点，因而广泛应用于国民经济生产的各个领域以及人们的日常生活中。所述栅极驱动芯片31由6片半桥驱动芯片IRS2103组成，再加自举电路相关的二极管、电容等组成。功率驱动芯片32由12个大功率N沟道MOS管75NF75组成。本技术采用了32为微处理器控制灵活，定位精确度高，采用软件控制可让电机正转和反转固定角度，功能更强。采用RS232通讯方式，设置灵活，线束更少。两路行走电机集成在一起控制，通过32位微处理器软件控制，差速控制效果更好，功耗更低、电子元器件更少，成本更低，还节省空间。本技术采用32位微处理器作为两路行走电机驱动器的主控单元4，采用软件来实现两路行走电机定位，让两路行走电机旋转多少角度等。驱动器采用RS232通讯单元和外部设备连接，外部设备只需发不同的速度值，驱动器通过软件自动调节电机速度到设置的速度值，当外部设备发旋转角度值，驱动器通过软件控制电机旋转多少角度，定位精度高，灵活。使用过程如下：由电源单元5接入电源后经电源单元5内部防反接电路、稳压电路等，给RS232通讯单元1、主控单元4、两位置传感器接口2等单元模块供电。当主控单元4接收到RS232通讯单元1的速度或角度命令时，主控单元4先进行判断是否需要处理的命令。是需要处理的命令，主控单元4首先获取两位置传感器接口2的值，即知道了直流无刷电机霍尔传感器的位置值，主控单元4通过内部软件判断，控制栅极驱动芯片31，再驱动功率驱动芯片32，再到两路行走电机接口7控制电机。另外主控单元4不断获取两路位置传感器接口的值，并通过软件计算出行走电机的当前速度，根据当前速度和RS232通讯单元1发的命令速度值作比较，不断调整、控制栅极驱动芯片31的PWM输入占空比（占空比越大，电机速度越快），调节电机的速度。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制机器人两路行走电机的驱动器，其特征在于：包括可连接外部设备的通讯单元，连接两行走电机传感器的位置传感器单元，连接两行走电机的驱动单元及一连接所述通讯单元、位置传感器单元和驱动单元的主控单元（4）。

【技术特征摘要】
1.一种用于控制机器人两路行走电机的驱动器，其特征在于：包括可连接外部设备的通讯单元，连接两行走电机传感器的位置传感器单元，连接两行走电机的驱动单元及一连接所述通讯单元、位置传感器单元和驱动单元的主控单元（4）。2.根据权利要求1所述的用于控制机器人两路行走电机的驱动器，其特征在于：所述通讯单元、传感器单元及主控单元（4）均连接一电源单元（5）。3.根据权利要求1所述的用于控制机器人两路行走电机的驱动器，其特征在于：所述位置传感器单元包括可分别连接两路行走电机传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑慧明，程教文，姚刚，
申请(专利权)人：杭州为诺智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33