用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路制造技术

本发明专利技术提供了一种用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路，该启动电路包括电源转换模块、主控模块、转换电路模块、电压传感器和逻辑电路模块；电源转换模块将输入交流信号调整为直流信号，对直流信号进行滤波；主控模块的信号处理子模块对该电信号进行分析处理；转换电路模块对电信号进行放大或变频处理、以及滤波处理，然后将启动信号施加给电机定子；电压传感器用于检测工作电容两端电压，在其超出预设范围之外时通过逻辑电路模块向主控模块发送反馈信号，以根据反馈信号对启动信号进行调整。本发明专利技术的上述启动电路，可用于机器人工作所需的微型电机的合理化启动，实现电机的精准启动，保证电信号的精度化和平稳性。

Starting circuit of micro special motor for industrial robot arm

The present invention provides a starting circuit for special micro motor industrial robot manipulator, the starting circuit comprises a power conversion module, main control module, switching circuit module, a voltage sensor and a logic circuit module; power conversion module input AC signal tuned for DC signal, filtering the DC signal; the main signal processing control module and sub module for analysis and processing of the signal conversion circuit module; the electrical signal is amplified or frequency processing and filter processing, and then start signal is applied to the motor stator; voltage sensor is used for detecting the voltage across the capacitor in its work, exceeds a preset range outside through the logic circuit module to the main control module to send feedback the signal according to the feedback signal to adjust the starting signal. The starting circuit of the invention can be used for the reasonable starting of the miniature motor which is required by the robot to realize the precise starting of the motor, and ensure the accuracy and stability of the electrical signal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机技术，尤其涉及一种用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路。
技术介绍
机器人手臂有大量的压力、温度、感磁等密集的传感器，为了不影响其他部分的正常工作，电机的正常启动工作尤为重要。一般电机具有主机、励磁机以及永磁发电机(PMG)，各自具有定子和转子，每个转子安装到公共轴，一般异步模式启动的主机，方法是将启动电流施加到所述主机的所述定子，以在主转子的阻尼绕组中感生阻尼电流，从而产生使所述公共轴旋转的启动扭矩；以同步模式运行的主机，方法是将运行电流从所述励磁机转子供应到所述主机转子。然而，现有的电机启动电路不能满足工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动要求，容易发生故障。
技术实现思路
在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。鉴于此，本专利技术提供了一种用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路，以至少解决现有的电机启动电路不能满足工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动要求，容易发生故障的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路，所述启动电路包括电源转换模块、主控模块、转换电路模块、电压传感器和逻辑电路模块；所述电源转换模块包括整流子模块和滤波子模块，所述整流子模块用于将输入的交流信号调整为直流信号，所述滤波子模块用于对所述整流子模块得到的直流信号进行滤波以使该直流信号的波形变为平稳直流波形的电信号后发送给所述主控模块；所述主控模块用于将从所述电源转换模块接收到的信号进行预处理后发送给所述转换电路模块；所述转换电路模块用于：在切换至第一工作模式时，对所述主控模块发来的信号进行电压放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述电压放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；在切换至第二工作模式时，对所述主控模块发来的信号进行电流放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述电流放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；在切换至第三工作模式时，对所述主控模块发来的信号进行功率放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述功率放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；电压传感器用于检测所述工作电容两端的电压；所述逻辑电路模块用于在所述工作电容两端的电压超出预设范围之外的情况下，向所述主控模块发送反馈信号，以通过所述主控模块来调整所述启动信号；其中，所述电机的定子副绕组与工作电容串联后再与定子主绕组并联。进一步地，所述逻辑电路模块用于：当所述工作电容两端的电压大于所述预设范围中最大值时向所述主控模块发送第一信号作为反馈信号，以使所述主控模块在接收到所述第一信号后将所述转换电路模块的放大倍数向下调节预定值；以及当所述工作电容两端的电压小于所述预设范围中最小值时向所述主控模块发送第二信号作为反馈信号，以使所述主控模块在接收到所述第二信号后将所述转换电路模块的放大倍数向上调节预定值。进一步地，所述电源转换模块还包括变压子模块，所述变压子模块用于在所述整流模块进行处理之前，对所述输入的交流信号先进行变压在将变压后得到的信号发送给所述整流模块进行处理。进一步地，所述转换电路模块包括多路可控开关、第一转换电路子模块、第三转换电路子模块和第五转换电路子模块；其中，所述多路可控开关包括第一开关、第三开关和第五开关；所述第一转换电路子模块包括第一电流跟随单元、电流放大电路单元、第二电流跟随单元、第一带通滤波电路和第一相位补偿电路，所述第一电流跟随单元的输入端经由所述第一开关连接所述主控模块的第一输出端，所述第一电流跟随单元的输出端连接所述电流放大电路单元的输入端，所述电流放大电路单元的输出端连接所述第二电流跟随单元的输入端，所述第二电流跟随单元连接所述第一带通滤波电路的输入端，所述第一带通滤波电路的输出端连接所述第一相位补偿电路的输入端，所述第一相位补偿电路的输出端连接所述工作电容，所述主控模块的电流放大控制端连接所述电流放大电路单元的放大控制端，以及所述主控模块的第一带通滤波控制端连接所述第一带通滤波电路的滤波控制端；所述第三转换电路子模块包括第一电压跟随单元、电压放大电路单元、第二电压跟随单元、第三带通滤波电路和第三相位补偿电路，所述第一电压跟随单元的输入端经由所述第三开关连接所述主控模块的第三输出端，所述第一电压跟随单元的输出端连接所述电压放大电路单元的输入端，所述电压放大电路单元的输出端连接所述第二电压跟随单元的输入端，所述第二电压跟随单元连接所述第三带通滤波电路的输入端，所述第三带通滤波电路的输出端连接所述第三相位补偿电路的输入端，所述第三相位补偿电路的输出端连接所述工作电容，所述主控模块的电压放大控制端连接所述电压放大电路单元的放大控制端，以及所述主控模块的第三带通滤波控制端连接所述第三带通滤波电路的滤波控制端；所述第五转换电路子模块包括第一跟随器、功率放大单元、第二跟随器、第五带通滤波电路和第五相位补偿电路，所述第一跟随器的输入端经由所述第五开关连接所述主控模块的第五输出端，所述第一跟随器的输出端连接所述功率放大单元的输入端，所述功率放大单元的输出端连接所述第二跟随器的输入端，所述第二跟随器连接所述第五带通滤波电路的输入端，所述第五带通滤波电路的输出端连接所述第五相位补偿电路的输入端，所述第五相位补偿电路的输出端连接所述工作电容，所述主控模块的功率放大控制端连接所述功率放大单元的放大控制端，以及所述主控模块的第五带通滤波控制端连接所述第五带通滤波电路的滤波控制端。进一步地，所述转换电路模块还包括第二转换电路子模块和第四转换电路子模块，所述多路可控开关还包括第二开关和第四开关；所述第二转换电路子模块包括第三电流跟随单元、电流型变频单元、第四电流跟随单元、第二带通滤波电路和第二相位补偿电路，所述第三电流跟随单元的输入端经由所述第二开关连接所述主控模块的第二输出端，所述第三电流跟随单元的输出端连接所述电流型变频单元的输入端，所述电流型变频单元的输出端连接所述第四电流跟随单元的输入端，所述第四电流跟随单元连接所述第二带通滤波电路的输入端，所述第二带通滤波电路的输出端连接所述第二相位补偿电路的输入端，所述第二相位补偿电路的输出端连接所述工作电容，所述主控模块的电流变频控制端连接所述电流型变频单元的变频控制端，以及所述主控模块的第二带通滤波控制端连接所述第二带通滤波电路的滤波控制端；所述第四转换电路子模块包括第三电压跟随单元、电压型变频单元、第四电压跟随单元、第四带通滤波电路和第四相位补偿电路，所述第三电压跟随单元的输入端经由所述第四开关连接所述主控模块的第四输出端，所述第三电压跟随单元的输出端连接所述电压型变频单元的输入端，所述电压型变频单元的输出端连接所述第四电压跟随单元的输入端，所述第四电压跟随单元连接所述第四带通滤波电路的输入端，所述第四带通滤波电路的输出端连接所述第四相位补偿电路的输入端，所述第四相位补偿电路的输出端连接所述工作电容，所述主控模块的电压变频控制端连接所述电压型变频单元的变频本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路，其特征在于，所述启动电路包括电源转换模块(1)、主控模块(2)、转换电路模块(3)、电压传感器(5)和逻辑电路模块(6)；所述电源转换模块(1)包括整流子模块和滤波子模块，所述整流子模块用于将输入的交流信号调整为直流信号，所述滤波子模块用于对所述整流子模块得到的直流信号进行滤波以使该直流信号的波形变为平稳直流波形的电信号后发送给所述主控模块(2)；所述主控模块(2)用于将从所述电源转换模块(1)接收到的信号进行预处理后发送给所述转换电路模块(3)；所述转换电路模块(3)用于：在切换至第一工作模式时，对所述主控模块(2)发来的信号进行电压放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述电压放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；在切换至第二工作模式时，对所述主控模块(2)发来的信号进行电流放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述电流放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；在切换至第三工作模式时，对所述主控模块(2)发来的信号进行功率放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述功率放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；电压传感器(5)用于检测所述工作电容两端的电压；所述逻辑电路模块(6)用于在所述工作电容两端的电压超出预设范围之外的情况下，向所述主控模块(2)发送反馈信号，以通过所述主控模块(2)来调整所述启动信号；其中，所述电机的定子副绕组与工作电容串联后再与定子主绕组并联。...

【技术特征摘要】
1.用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路，其特征在于，所述启动电路包括电源转换模块(1)、主控模块(2)、转换电路模块(3)、电压传感器(5)和逻辑电路模块(6)；所述电源转换模块(1)包括整流子模块和滤波子模块，所述整流子模块用于将输入的交流信号调整为直流信号，所述滤波子模块用于对所述整流子模块得到的直流信号进行滤波以使该直流信号的波形变为平稳直流波形的电信号后发送给所述主控模块(2)；所述主控模块(2)用于将从所述电源转换模块(1)接收到的信号进行预处理后发送给所述转换电路模块(3)；所述转换电路模块(3)用于：在切换至第一工作模式时，对所述主控模块(2)发来的信号进行电压放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述电压放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；在切换至第二工作模式时，对所述主控模块(2)发来的信号进行电流放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述电流放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；在切换至第三工作模式时，对所述主控模块(2)发来的信号进行功率放大、滤波以及相位补偿，以将经过所述功率放大及滤波以及相位补偿后的信号作为启动信号发送给电机的工作电容；电压传感器(5)用于检测所述工作电容两端的电压；所述逻辑电路模块(6)用于在所述工作电容两端的电压超出预设范围之外的情况下，向所述主控模块(2)发送反馈信号，以通过所述主控模块(2)来调整所述启动信号；其中，所述电机的定子副绕组与工作电容串联后再与定子主绕组并联。2.根据权利要求1所述的用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路，其特征在于，所述逻辑电路模块(6)用于：当所述工作电容两端的电压大于所述预设范围中最大值时向所述主控模块(2)发送第一信号作为反馈信号，以使所述主控模块(2)在接收到所述第一信号后将所述转换电路模块(3)的放大倍数向下调节预定值；以及当所述工作电容两端的电压小于所述预设范围中最小值时向所述主控模块(2)发送第二信号作为反馈信号，以使所述主控模块(2)在接收到所述第二信号后将所述转换电路模块(3)的放大倍数向上调节预定值。3.根据权利要求1所述的用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路，其特征在于，所述电源转换模块(1)还包括变压子模块，所述变压子模块用于在所述整流模块进行处理之前，对所述输入的交流信号先进行变压在将变压后得到的信号发送给所述整流模块进行处理。4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于工业机器人机械手臂的微型特种电机的启动电路，其特征在于，所述转换电路模块(3)包括多路可控开关、第一转换电路子模块(3-1)、第三转换电路子模块(3-3)和第五转换电路子模块(3-5)；其中，所述多路可控开关包括第一开关(K1)、第三开关(K3)和第五开关(K5)；所述第一转换电路子模块(3-1)包括第一电流跟随单元(3-1-1)、电流放大电路单元(3-1-2)、第二电流跟随单元(3-1-3)、第一带通滤波电路(3-1-4)和第一相位补偿电路(3-1-5)，所述第一电流跟随单元(3-1-1)的输入端经由所述第一开关(K1)连接所述主控模块(2)的第一输出端，所述第一电流跟随单元(3-1-1)的输出端连接所述电流放大电路单元(3-1-2)的输入端，所述电流放大电路单元(3-1-2)的输出端连接所述第二电流跟随单元(3-1-3)的输入端，所述第二电流跟随单元(3-1-3)连接所述第一带通滤波电路(3-1-4)的输入端，所述第一带通滤波电路(3-1-4)的输出端连接所述第一相位补偿电路(3-1-5)的输入端，所述第一相位补偿电路(3-1-5)的输出端连接所述工作电容，所述主控模块(2)的电流放大控制端连接所述电流放大电路单元(3-1-2)的放大控制端，以及所述主控模块(2)的第一带通滤波控制端连接所述第一带通滤波电路(3-1-4)的滤波控制端；所述第三转换电路子模块(3-3)包括第一电压跟随单元(3-3-1)、电压放大电路单元(3-3-2)、第二电压跟随单元(3-3-3)、第三带通滤波电路(3-3-4)和第三相位补偿电路(3-3-5)，所述第一电压跟随单元(3-3-1)的输入端经由所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟大伟，刘金辉，杜鑫，朱成亮，贾亚杰，孔祥儒，代雪松，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23