一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种微型仿生机器人的驱动电路，能够驱动直流无刷电机，其中电机驱动电路包括反极性保护电路，能驱动直流无刷电机的电机驱动电路，用于改变输入电压给电机霍尔传感器供电的线性稳压器电路，用于降低信号噪声的PI滤波电路，用于显示电源和故障状态的指示灯电路，用于将芯片内部输出电压进行5v和3.3v配置的BUCK电路，用于接受PWM信号以及抱闸和换向信号的控制模块，以及与电机相连接的接口模块组成。由上述电路组成的驱动电路，具有能够接受较大范围电压，使用方便，集成化程度高，电路结构简单，结构紧凑，抗干扰能力强，易于推广的优点。广的优点。广的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路


[0001]本专利技术属于电机驱动
，具体说是一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路。

技术介绍

[0002]随着机器人技术日新月异的发展，机器人技术从传统机器人发展到特种机器人，其中微型仿生跳跃机器人是其中一个重要研究方向。微型仿生跳跃机器人特点是体积小，重量轻，具有一定弹跳能力，能越过一定高度的障碍物，在复杂地形中有通过能力。
[0003]现有直流无刷电机的驱动电路，体积过大，零器件众多，小型化存在困难，并且驱动方式复杂，需要外部的微控制器来负责驱动。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种微型仿生跳跃机器人的直流无刷电机的驱动电路,具有能量密度大，结构精简的特点，用于解决现有的直流无刷电机驱动电路体积过大，小型化困难的问题，适合微型机器人的电机驱动。
[0005]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0006]一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路，包括：芯片电路以及分别与其连接的信号控制模块、BUCK电路、电机接口模块、供电电路以及线性稳压器电路，所述供电电路以及线性稳压器电路还分别与电源连接。
[0007]所述芯片电路包括主控芯片以及与其连接的外围电路。
[0008]所述信号控制模块包括电阻R1和电阻R21，主控芯片的DIR引脚通过电阻R1接收控制信号，主控芯片的BRAKE引脚通过电阻R21接收控制信号。
[0009]所述BUCK电路包括电感L1、电感L2、电阻R3、电阻R9和电容C2，主控芯片的SW_BUCK引脚分别通过电感L1、电感L2和电阻R9连接电源VBK，主控芯片的FB_BUCK引脚通过电阻R3连接电源VBK，电源VBK通过电容C2接地。
[0010]所述电机接口模块包括电阻R5、电阻R6和电阻R7，主控芯片的OUTA引脚、OUTB引脚和OUTC引脚与电机相连,主控芯片的HPA引脚、HPB引脚和HPC引脚与电机的霍尔传感器相连，电源AVDD通过电阻R5与主控芯片的HPA引脚相连，电源AVDD通过电阻R7与主控芯片的HPB引脚相连，电源AVDD通过电阻R6与主控芯片的HPC引脚相连。
[0011]所述供电电路包括电阻R18、电阻R26、MOS管Q2、三极管Q3、二极管D4以及多个电容，主控芯片的VCP引脚通过电阻R18分别与三极管Q3的发射极和MOS管Q2的栅极相连，三极管Q3的集电极通过二极管D4连接电源正极，三极管Q3的基极通过电阻D26接地，MOS管Q2的源极连接电源正极，MOS管Q2的漏极通过电感L3连接主控芯片的VM引脚，MOS管Q2的漏极分别通过电容C5、电容C10、电容C11、电容C15接地，主控芯片的VM引脚分别通过电容C1、电容C6、电容C7、电容C14、电容C16接地。
[0012]所述线性稳压器电路包括电容C17、电容C18和降压模块LDO1，所述主控芯片的
nSLEEP引脚和nFAULT引脚分别通过电容C18接地，通过降压模块LDO1连接电源正极，降压模块LDO1通过电容C17接地。
[0013]还包括指示灯模块，所述指示灯模块由3个不同颜色的LED指示灯组成，当电机运行出现故障时，LED 1亮，当BUCK电路输出电压时，LED 2亮，当输入外部电源时，LED 3亮。
[0014]所述LED 1设于电源VBK端和接地端之间，所述LED 2设于电源VBK端和主控芯片的nFAULT引脚之间，所述LED3设于电源VM端和接地端之间。
[0015]本专利技术具有以下有益效果及优点：
[0016]1.本专利技术电路结构精简，使用单芯片方案，减少冗余元器件，实现了驱动电路的小型化，非常适合在微型仿生机器人上使用。
[0017]2.本专利技术使用简单，只需将控制模块与单片机连接即可实现电机驱动，抱闸，换向功能。
[0018]3.本专利技术使用非常直观，在指示灯模块，能直观显示电路通电了状态，电机霍尔供电状态，以及电机驱动是否有故障。
附图说明
[0019]图1为本专利技术专利提供的一种电机驱动电路各模块的连接示意图；
[0020]图2为本专利技术专利提供的一种电机芯片电路的连接示意图；
[0021]图3为本专利技术专利提供的一种反极性和PI滤波电路的连接示意图；
[0022]图4为本专利技术专利提供的一种BUCK电路的连接示意图；
[0023]图5为本专利技术专利提供的一种状态指示灯电路的连接示意图；
[0024]图6为本专利技术专利提供的一种信号控制电路连接示意图；
[0025]图7为本专利技术专利提供的一种线性稳压器电路连接示意图；
[0026]图8为本专利技术专利提供的一种电机接口模块连接示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0028]本专利技术提供了一种微型仿生跳跃机器人驱动电路，包括包括芯片电路，反极性保护电路，线性稳压器电路，PI滤波电路，指示灯电路，buck电路，信号控制模块，电机接口模块。所述线性稳压器电路和反极性保护电路与输入电源连接，所述PI滤波电路，与芯片电路VCP引脚连接，所述BUCK电路，与芯片SW_BUCK和FB_BUCK引脚连接，所述信号控制模块与芯片PWM,DIR,BRAKE,AGND引脚相连，所述电机接口模块与芯片OUTA,OUTB,OUTC,HPA,HPB,HPC引脚相连。
[0029]本专利技术中的电机驱动电路中的芯片电路部分，使用能直接产生梯形波的芯片代替传统的RC积分模块来产生梯形波对直流无刷电机进行控制，减少了大量的冗余零件，有效提高了驱动电路整体的小型化程度，采用3个1/2H晶闸管桥，实现对12v
‑
24v直流无刷电机的高功率驱动能力。使用集成电流感应功能感应电流，不需要使用外部电流感应电阻。
[0030]本专利技术的PI滤波电路，包含5个电容和一个电感的π型滤波电路，在输出电流不大的情况下，使用LC滤波电路效果优于RC滤波电路。通过使用PI型滤波电路，能去除交流电中的不需要的谐波，在直流电源中减小电流的脉动，使电流更加平滑。
[0031]本专利技术的BUCK电路，能实现降压输出的功能，通过对芯片MODE引脚使用电阻进行配置，能实现3.3v和5v的降压输出，能为直流无刷电机的霍尔传感器进行供电，不需要额外从外部给霍尔传感器供电，进一步缩小了驱动电路的体积，集成化程度更高。
[0032]本专利技术的指示灯电路，包含一个电源状态指示灯，一个霍尔电源指示灯，一个故障指示灯。
[0033]本专利技术的驱动电路，可通过改变外部输入PWM波的占空比来进行调速。
[0034]一种微型仿生机器人用驱动电路，包括芯片电路，反极性保护电路，线性稳压器电路，PI滤波电路，指示灯电路，buck电路，信号控制模块，电机接口模块；所述芯片电路中包含电机控制芯片，型号为PMCT8316Z0TRGFR，芯片PWM,DIR,BRAKE,AGND引脚与所述信号控制模块连接，用于接受PWM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路，其特征在于，包括：芯片电路以及分别与其连接的信号控制模块、BUCK电路、电机接口模块、供电电路以及线性稳压器电路，所述供电电路以及线性稳压器电路还分别与电源连接。2.根据权利要求1所述的一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路，其特征在于，所述芯片电路包括主控芯片以及与其连接的外围电路。3.根据权利要求1所述的一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路，其特征在于，所述信号控制模块包括电阻R1和电阻R21，主控芯片的DIR引脚通过电阻R1接收控制信号，主控芯片的BRAKE引脚通过电阻R21接收控制信号。4.根据权利要求1所述的一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路，其特征在于，所述BUCK电路包括电感L1、电感L2、电阻R3、电阻R9和电容C2，主控芯片的SW_BUCK引脚分别通过电感L1、电感L2和电阻R9连接电源VBK，主控芯片的FB_BUCK引脚通过电阻R3连接电源VBK，电源VBK通过电容C2接地。5.根据权利要求1所述的一种微型仿生跳跃机器人用电机驱动电路，其特征在于，所述电机接口模块包括电阻R5、电阻R6和电阻R7，主控芯片的OUTA引脚、OUTB引脚和OUTC引脚与电机相连,主控芯片的HPA引脚、HPB引脚和HPC引脚与电机的霍尔传感器相连，电源AVDD通过电阻R5与主控芯片的HPA引脚相连，电源AVDD通过电阻R7与主控芯片的HPB引脚相连，电源AVDD通过电阻R6与主控芯片的HPC引脚相连。6.根据权利要求1所述的一种微型仿生跳跃...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞，崔龙，刘钊铭，缪磊，王宏伟，白宁，田申，许伟，张峰，吴航，曹福来，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：