一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统技术方案

本实用新型专利技术属于机器人伺服驱动系统技术领域，具体涉及一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统，包括：直流电源、DC

【技术实现步骤摘要】
一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统


[0001]本技术属于机器人伺服驱动系统
，具体涉及一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统。

技术介绍

[0002]现有移动机器人，移动自巡航机器人多采用电池供电。电池电压多为低压直流供电，如36伏，48伏等，移动机器人轮毂电机或者车载机械臂多用该电压等级低压伺服电机。
[0003]对于重载且大力矩移动作业机器人，需要的电池容量大，需采用电压相对较高的电池组供电，这样36伏、48伏伺服系统不再适用，要么采用高压的伺服系统，如市场上传统的交流伺服，如单相220V交流、三项380V交流的伺服系统，如果电池组供电电压还没有达到该等级而又高于传统低压伺服电压等级时，没有很适合的低压伺服系统供选择。
[0004]通常情况下，对中小负载型移动机器人，采用与低压伺服电机电压水平一致的电池电源供电，不存在母线电压变换的问题。对于中大负载移动作业机器人，采用高压电池供电，就需要利用一个单独的DC
‑
DC降压电源将该电池电压降低到伺服电机需要的电压水平，以供伺服系统供电。而单独采用的DC
‑
DC降压电源，在带动伺服电机类负载时，输出电压水平易受伺服电机运行状态的影响而不平稳，该不平稳的电压会影响伺服系统的性能。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提出一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统，将一个DC
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DC变换器(直流
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直流变压器)输入端连接在直流电源上，输出端并联各伺服驱动器，采用本技术的伺服驱动系统，将电池组的输出端连接在DC
‑
DC变换器的输入端，DC
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DC变换器可根据低压伺服系统的电压需求输出相应的电压值给多个低压伺服驱动器，解决了电池组电压过高无法适配低压伺服驱动系统的技术问题。
[0006]为了达到上述技术目的，本技术所采用的具体技术方案为：
[0007]一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统，包括：
[0008]直流电源；
[0009]DC
‑
DC变换器，输入端连接所述直流电源；
[0010]输出直流母线，连接所述DC
‑
DC变换器的输出端；
[0011]至少两个伺服驱动器，并联在所述输出直流母线上。
[0012]进一步的，所述伺服驱动系统安装在机器人上，所述直流电源为所述机器人的电池输出母线。
[0013]进一步的，所述多轴伺服驱动系统还包括运算放大器和控制电路；所述运算放大器的正极输入端连接所述输出直流母线的正极母线，负极输入端连接指定电压；所述控制电路的一端连接所述运算放大器的输出端，另一端连接所述DC
‑
DC变换器，用于基于所述输出直流母线的正极母线及所述指定电压并输出控制波；所述DC
‑
DC变换器基于所述控制波将所述输出端直流母线的电压调整至与所述指定电压同步。
[0014]进一步的，所述直流电源与所述输出端直流母线通过通断开关连接。
[0015]进一步的，所述DC
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DC变换器的电压转换比基于微控制器进行控制；各所述伺服驱动器基于至少一个数字信号处理器进行控制；所述微控制器与各所述数字信号处理器依次串联通信，且均基于通信总线通信。
[0016]进一步的，一组所述微控制器同时控制至少两组所述伺服驱动器。
[0017]进一步的，所述微控制器的时钟信息与各所述数字信号处理器同步设置；所述微控制器设置有同步起跳信号，所述同步起跳信号基于信号线同时连接各所述数字信号处理器。
[0018]进一步的，所述控制电路与DC
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DC变换器之间数字通信。
[0019]进一步的，所述数字信号处理器与伺服驱动器之间数字通信。
[0020]进一步的，一台伺服电机由两组所述伺服驱动器并联驱动。
[0021]采用上述技术方案，本技术还能够带来以下有益效果：
[0022]1)本技术采用可控DC
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DC电源将高压直流变换为低压直流，供电给低压伺服驱动器，多台低压伺服驱动器同时共享该低压供电系统，该DC
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DC电压变换电源由一个电压闭环控制系统控制，保持变换后的母线电压稳定。在某伺服驱动器发生突变负载、再生制动等影响母线电压幅值稳定的状况时，控制系统会实时调整DC
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DC的输出电压，使其稳定在给定的电压范围内，从而动态消除因母线电压瞬时变化对后级伺服系统性能的影响；
[0023]2)本技术的直流电源与输出直流母线之间可以直通，在不需要进行变压时避免DC
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DC变换器产生电能损耗。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0025]图1为本技术具体实施方式中一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统的系统框图；
[0026]图2为本技术具体实施方式中DC
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DC变换器的控制框图；
[0027]图3为本技术具体实施方式中DC
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DC变换器的变换及控制流程图；
[0028]图4为本技术具体实施方式中一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统的硬件及系统控制架构框图；
[0029]图5为本技术具体实施方式中一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统的同步系统框图；
[0030]图6为本技术具体实施方式中一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统的一种控制架构框图；
[0031]其中：1、DC
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DC变换器；2、伺服驱动器；3、伺服电机；4、运算放大器；5、控制电路；6、微控制器；7、数字信号处理器。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
[0033]以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0034]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统，其特征在于，包括：直流电源；DC
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DC变换器，输入端连接所述直流电源；输出直流母线，连接所述DC
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DC变换器的输出端；至少两个伺服驱动器，并联在所述输出直流母线上。2.根据权利要求1所述的宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统，其特征在于，所述伺服驱动系统安装在机器人上，所述直流电源为所述机器人的电池输出母线。3.根据权利要求1所述的宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统，其特征在于，所述多轴伺服驱动系统还包括运算放大器和控制电路；所述运算放大器的正极输入端连接所述输出直流母线的正极母线，负极输入端连接指定电压；所述控制电路的一端连接所述运算放大器的输出端，另一端连接所述DC
‑
DC变换器，用于基于所述输出直流母线的正极母线及所述指定电压并输出控制波；所述DC
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DC变换器基于所述控制波将所述输出端直流母线的电压调整至与所述指定电压同步。4.根据权利要求1所述的宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统，其特征在于，所述直流电源与所述输出端直流母线通过通断开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊艳，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：新型
国别省市：