伺服驱动器以及带有该驱动器的机器人制造技术

本申请公开了一种伺服驱动器以及带有该驱动器的机器人。该伺服驱动器包括：现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块，所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述现场可编程门阵列模块连接，用于驱动与所述伺服驱动器连接的电机，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。本申请解决了伺服驱动器中采用单核处理器时工作效率较为低下的技术问题。通过本申请可以将伺服驱动器性能指标最优化，从而实现了电机响应速度高、提高实时性、通讯速率和稳定性的技术效果。

Servo driver and robot with this drive

The application discloses a servo driver and a robot with the driver. The servo driver includes the field programmable gate array module and the digital signal processing module. The field programmable gate array module is used for processing data communication on the bus. The field programmable gate array module is connected to drive an electric machine connected with the servo driver. The digital signal processing module and the digital signal processing module are used. The field programmable gate array module transacts data through the serial port. This application solves the technical problem of low efficiency when using single core processor in servo driver. The application of this application can optimize the performance index of the servo driver, thus realizing the technical effect of high response speed, real-time performance, communication rate and stability.

【技术实现步骤摘要】
伺服驱动器以及带有该驱动器的机器人
本申请涉及驱动器领域，具体而言，涉及一种伺服驱动器以及带有该驱动器的机器人。
技术介绍
伺服驱动器，通常是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，进一步实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。专利技术人发现，在伺服驱动器多为单核处理器控制，如果采用单核处理器控制时电机响应速度较慢、实时稳定性较差。此外，通讯速率也较为低下。针对相关技术中伺服驱动器中采用单核处理器时工作效率较为低下的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种伺服驱动器，以解决伺服驱动器中采用单核处理器时工作效率较为低下问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种伺服驱动器。根据本申请的伺服驱动器包括：现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块，所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述现场可编程门阵列模块，用于驱动与所述伺服驱动器连接的电机，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。进一步地，所述现场可编程门阵列模块包括：与422接口电路通讯连接的第一TTL串口，用以与外部总线进行通讯；与数字信号处理模块连接的第二TTL串口，用于与内部数字信号处理模块进行通讯。进一步地，所述数字信号处理模块包括：数字信号处理器，用于向所述电机驱动芯片发送控制信号以及通信信号；电机驱动芯片，用于接收所述控制信号和通信信号；三相桥电路，用于控制电机的转速和启停；其中，所述通信信号用于作为四线标准SPI信号，将数字信号处理器作为主机，电机驱动芯片作为从机；所述控制信号为6路PWM信号。进一步地，还包括：用于防止流过电机线圈的电流超过额定值或者预先设定阈值的过流保护电路结构，所述过流保护电路的输出端与所述电机驱动芯片的控制使能引脚相连，通过所述控制使能引脚接收到的高或低电平控制所述电机驱动芯片的输出信号。进一步地，还包括：用于防止流过电机线圈的电流超过额定值或者预先设定阈值的过流保护电路软件程序，通过将配置的电源电压模拟量出输入所述数字信号处理器的模数转换器采集端口的数字量化比较，判断是否超过软件程序预设阈值。为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种机器人。根据本申请的机器人包括：多个所述的伺服驱动器，每个所述伺服驱动器包括：通讯输入接口和通讯输出接口，单个所述伺服驱动器或多个所述伺服驱动器通级联后，用于控制所述机器人的关节运动。进一步地，所述伺服驱动器还包括如下的一种或者多种对外接口：编码器接口，通信接口，电源接口、风扇接口，调试接口。进一步地，所述伺服驱动器还包括：多个LED指示灯，所述LED指示灯用于作为如下的任一一种或者多种指示灯：电源指示灯、通信输入指示灯、通信输出指示灯、数字信号处理模块工作指示灯、驱动器过温过流指示灯、驱动器故障指示灯、驱动器硬件过流指示灯。进一步地，所述伺服驱动器包括：DRV8301电机驱动芯片。进一步地，所述伺服驱动器用于可驱动额定电压值为48V以内的直流无刷电机。在本申请实施例中，采用现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块的方式，通过所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输，达到了将伺服驱动器性能指标最优化的目的，从而实现了电机响应速度高、提高实时性、通讯速率和稳定性的技术效果，进而解决了伺服驱动器中采用单核处理器时工作效率较为低下的技术问题。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据申请实施例的伺服驱动器结构示意图；图2是图1中的现场可编程门阵列模块示意图；图3是图1中的数字信号处理模块示意图；图4是根据本申请实施例的伺服驱动器通信方式示意图；图5是根据本申数字信号处理模块工作原理示意图；图6是根据本申过流保护电路工作原理示意图；图7是根据本申ADC电压采集示意图；图8是主从设备SPI通信示意图；图9是多编码接口示意图；图10是单个编码器示意图；以及图11是多个编码器级联示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。本申请实施例中的伺服驱动器主要采用FPGA+DSP的双核处理器控制方案，相比与现有技术中的单核处理器控制有着明显的优势，伺服电机的响应速度明显提高，整个机器人系统实时性要求的也大大提高，通讯速率提高而且稳定性也大大提高，相比于现有技术中的驱动器都有着明显的优势。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。如图1所示，伺服驱动器包括：现场可编程门阵列模块10和数字信号处理模块20，所述现场可编程门阵列模块10用于处理总线上的数据通讯，所述现场可编程门阵列模块10，用于驱动与所述伺服驱动器连接的电机，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。本申请实施例中的伺服驱动器主要由通讯部分和驱动控制两大部分组成。通讯主要由现场可编程门阵列模块中的FPGA处理器和外围电路组成，现场可编程门阵列模块中的FPGA处理器负责驱动器对外的总线通讯和命令解析，DSP数字信号处理模块负责驱动控制部分，负责本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服驱动器，其特征在于，包括：现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块，所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述现场可编程门阵列模块，用于驱动与所述伺服驱动器连接的电机，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。

【技术特征摘要】
1.一种伺服驱动器，其特征在于，包括：现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块，所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述现场可编程门阵列模块，用于驱动与所述伺服驱动器连接的电机，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。2.根据权利要求1所述的伺服驱动器，其特征在于，所述现场可编程门阵列模块包括：与422接口电路通讯连接的第一TTL串口，用以与外部总线进行通讯；与数字信号处理模块连接的第二TTL串口，用于与内部数字信号处理模块进行通讯。3.根据权利要求1所述的伺服驱动器，其特征在于，所述数字信号处理模块包括：数字信号处理器，用于向所述电机驱动芯片发送控制信号以及通信信号；电机驱动芯片，用于接收所述控制信号和通信信号；三相桥电路，用于控制电机的转速和启停；其中，所述通信信号用于作为四线标准SPI信号，将数字信号处理器作为主机，电机驱动芯片作为从机；所述控制信号为6路PWM信号。4.根据权利要求3所述的伺服驱动器，其特征在于，还包括：用于防止流过电机线圈的电流超过额定值或者预先设定阈值的过流保护电路结构，所述过流保护电路的输出端与所述电机驱动芯片的控制使能引脚相连，通过所述控制使能引脚接收到的高或低电平控制所述电机驱动芯片的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江涛，苏昂，
申请(专利权)人：北京钢铁侠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11