一种伺服驱动系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种伺服驱动系统，该系统包括，通信单元，用于接收上位机发送的控制信息；以及将控制信息发送给STM32F103主控单元；STM32F103主控单元，用于根据控制信息生成第一PWM信号，并将第一PWM信号发送给功率驱动单元；功率驱动单元，用于根据第一PWM信号导通功率驱动单元中的MOSFET管，使伺服电机运转；传感器采集单元，用于采集伺服电机的工作参数的实际值，发送给STM32F103主控单元；STM32F103主控单元，还用于根据目标值与实际值的差值生成第二PWM信号，将第二PWM信号发送给功率驱动单元，使伺服电机的工作参数的实际值达到目标值。值达到目标值。值达到目标值。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服驱动系统


[0001]本技术涉及移动机器人
，尤其涉及一种伺服驱动系统。

技术介绍

[0002]自动导航车(Automated Guided Vehicle，AGV)，指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。现有技术中AGV应用的伺服驱动系统大多的架构都为数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)结合现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)以及绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，但这种架构的伺服驱动系统的研发成本通常偏高。
[0003]此外，现有的伺服驱动系统通常体积偏大不利于在AGV中安装和集成，并且由于体积偏大还会导致伺服驱动系统功率密度降低。其中，功率密度指的是伺服驱动系统输出的最大功率与伺服驱动系统本身质量或体积的比值。
[0004]因此，如何设计一种既可以提高功率密度，又可以降低研发成本的伺服驱动系统就亟待解决。

技术实现思路

[0005]本技术实施例提供了一种伺服驱动系统，用于解决现有伺服驱动系统功率密度低并且成本高的问题。
[0006]本技术提供了一种所述伺服驱动系统包括：STM32F103主控单元、通信单元、功率驱动单元和传感器采集单元；
[0007]所述通信单元，用于接收上位机发送的控制信息；以及将所述控制信息发送给所述STM32F103主控单元；所述控制信息包括伺服电机的工作参数的目标值；所述STM32F103主控单元，与所述通信单元连接，用于根据所述控制信息生成第一脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号，并将所述第一PWM信号发送给所述功率驱动单元；所述第一PWM信号用于让所述伺服电机的所述工作参数的实际值达到所述目标值；所述功率驱动单元，与所述STM32F103主控单元和所述伺服电机连接，用于根据所述第一PWM信号导通所述功率驱动单元中的场效应MOSFET管，使所述伺服电机运转；所述传感器采集单元，与所述STM32F103主控单元和所述伺服电机连接，用于采集所述伺服电机的所述工作参数的实际值，发送给所述STM32F103主控单元；所述STM32F103主控单元，还用于根据所述目标值与所述实际值的差值生成第二PWM信号，将所述第二PWM信号发送给所述功率驱动单元，使所述伺服电机的所述工作参数的实际值达到所述目标值。
[0008]基于上述设计，提供的伺服驱动系统主控单元采用了STM32F103，功率驱动单元采用了MOSFET，由于STM32F103和MOSFET的架构相较于现有技术中的DSP结合FPGA以及IGBT的架构成本较低，因此采用这一架构可以降低伺服驱动系统的成本。
[0009]在一种设计中，所述工作参数包括：所述伺服电机的电流、所述伺服电机的转子位
置和所述伺服电机的转速。
[0010]基于上述设计，伺服驱动系统可以实现对伺服电机的电流、伺服电机转子位置和伺服电机转速的控制。
[0011]在一种设计中，所述STM32F103主控单元包括编码器单元；所述编码器单元用于采集所述伺服电机的转子位置的实际值和所述伺服电机的转速的实际值。
[0012]基于上述设计，通过编码器单元可以采集伺服电机转子位置和伺服电机转速，从而实现伺服驱动系统对伺服电机转子位置和伺服电机转速的控制。
[0013]在一种设计中，所述通信单元包括控制器域网(Controller Area Network，CAN)总线收发器，所述CAN总线收发器与所述CAN总线接口连接；所述CAN总线收发器用于接收来自所述上位机的控制信息。
[0014]基于上述设计，伺服驱动系统采用CAN总线进行通信，可以提高伺服驱动系统与上位机通信的速度，并且可以支持远距离通信。
[0015]在一种设计中，所述STM32F103主控单元和所述通信单元集成在第一电路板上，所述功率驱动单元和所述传感器采集单元集成在第二电路板上；所述第二电路板的板材的导热系数大于所述第一电路板的板材。
[0016]基于上述设计，通过对功率驱动单元所在的电路板采用高熔点且导热系数大的板材，可以使得伺服驱动系统在输出大电流的同时降低伺服驱动系统的体积，从而提高伺服驱动系统的功率密度。
[0017]在一种设计中，所述功率驱动单元包括多个MOSFET管；所述多个MOSFET管与所述伺服驱动系统的金属外壳之间放置导热硅胶垫片。
[0018]基于上述设计，通过在MOSFET管与伺服驱动系统的金属外壳之间放置导热硅胶垫片，可以增大散热面积从而使得伺服驱动系统在输出大电流的同时降低伺服驱动系统的体积，从而提高伺服驱动系统的功率密度。
[0019]在一种设计中，所述通信单元还用于接收上位机发送的配置信息，并将所述配置信息发送给所述STM32F103主控单元；所述配置信息用于配置所述伺服驱动系统的参数；所述伺服驱动系统还包括带电可擦可编程只读EEPROM存储器；所述STM32F103主控单元通过所述STM32F103主控单元中的集成电路总线IIC接口与所述EEPROM存储器连接，用于接收所述通信单元发送的所述配置信息，以及将所述配置信息和所述工作参数的实际值发送给所述EEPROM存储器；所述EEPROM存储器，用于接收所述配置信息和所述工作参数的实际值，以及存储所述配置信息和所述工作参数的实际值。
[0020]基于上述设计，通过EEPROM存储器可以使得伺服驱动系统在掉电时仍可以存储伺服驱动系统的配置信息以及伺服电机的工作参数的实际值，可以避免在每次重新上电后都要重置伺服驱动系统的问题。
[0021]在一种设计中，所述系统还包括安全保护单元，所述安全保护单元与所述传感器采集单元和所述STM32F103主控单元连接；所述工作参数包括所述伺服电机的电流、所述伺服电机的电压和所述伺服电机的温度；当满足第一条件时，所述安全保护单元通过所述STM32F103主控单元的外部中断EXTI接口发送中断信号给所述STM32F103主控单元；所述STM32F103主控单元接收所述中断信号，停止发送所述第一PWM信号或所述第二PWM信号；所述第一条件包括以下的一项或多项：所述伺服电机的电压的实际值大于第一阈值；或者，所
述伺服电机的温度的实际值大于第二阈值；或者，所述伺服电机的电流的实际值大于第三阈值。
[0022]基于上述设计，通过安全保护单元可以在伺服电机出现电压过大、电流过大或温度过高的情况时，中断PWM信号的输出。可以避免伺服电机在电压过大、电流过大或温度过高的情况继续运行，导致伺服电机发生故障的情况发生。
附图说明
[0023]图1为本技术实施例提供的伺服驱动系统结构示意图之一；
[0024]图2为本技术实施例提供的伺服驱动系统结构示意图之一。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伺服驱动系统，其特征在于，所述伺服驱动系统包括：STM32F103主控单元、通信单元、功率驱动单元和传感器采集单元；所述通信单元，用于接收上位机发送的控制信息；以及将所述控制信息发送给所述STM32F103主控单元；所述控制信息包括伺服电机的工作参数的目标值；所述STM32F103主控单元，与所述通信单元连接，用于根据所述控制信息生成第一PWM信号，并将所述第一PWM信号发送给所述功率驱动单元；所述第一PWM信号用于使所述伺服电机的所述工作参数的实际值达到所述目标值；所述功率驱动单元，与所述STM32F103主控单元和所述伺服电机连接，用于根据所述第一PWM信号导通所述功率驱动单元中的场效应MOSFET管，使所述伺服电机运转；所述传感器采集单元，与所述STM32F103主控单元和所述伺服电机连接，用于采集所述伺服电机的所述工作参数的实际值，发送给所述STM32F103主控单元；所述STM32F103主控单元，还用于根据所述目标值与所述实际值的差值生成第二PWM信号，将所述第二PWM信号发送给所述功率驱动单元，使所述伺服电机的所述工作参数的实际值达到所述目标值。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工作参数包括：所述伺服电机的电流、所述伺服电机的转子位置和所述伺服电机的转速。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述STM32F103主控单元包括编码器单元；所述编码器单元用于采集所述伺服电机的转子位置的实际值和所述伺服电机的转速的实际值。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信单元包括控制器域网CAN总线收发器，所述CAN总线收发器与所述STM32F103主控单元的CAN总线接口连接；所述CAN总线收发器用于接收来自所述上位机的控制信息。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述STM32F103主控单元和...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏胜东，李铭，
申请(专利权)人：浙江华睿科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：