【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机器人，具体涉及一种应用于机器人手指关节的控制驱动装置。
技术介绍
1、目前在国内机器人领域，关节伺服控制驱动器严重依赖进口，国外几家公司(例如以色列elmo、瑞士maxon motor、美国copley controls)在此领域一直处于垄断地位。国内现阶段主要有汇川技术、英威腾等公司在进行机器人伺服控制驱动器的研究，但其产品多用于大型机床等设备中，不满足机器人关节驱动等小型化应用场合。
2、随着工业4.0时代的到来，各种产业对智能化的要求越来越高，对机器人的依赖力度也越来越大。机器人的应用也从单一的传统的工业机器人向多功能服务类型的机器人转变。传统工业机器人体积大质量重，而且本体与驱动部分之间需要相互连线，不方便整体移动。服务类型的机器人要求机器人本体质量轻，方便移动，这就要求机器人本体与机器人关节驱动器集成于一体，因此，机器人关节伺服控制驱动器的微小型化设计是目前机器人领域需要解决的一项关键问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术设计了一种应用于机器人手指关节的超小型模块化集成式控制驱动器，关节控制驱动器集成在机器人本体内部，具备一体式模块化的结构安装形式，最终实现了机器人11个手指关节控制驱动器的一体式模块化紧凑型设计。
2、本申请所采用的技术方案如下：
3、一种应用于机器人手指关节的控制驱动装置，该控制驱动装置采用四层层叠式结构，从下到上依次为铝基板、驱动板、控制板以及通信转接板；
4、所述铝基板
5、所述驱动板上安装驱动芯片，该驱动芯片为所述铝基板上的三相桥式功率mosfet器件提供驱动信号，并将三相电流采集信号反馈给所述控制板；
6、所述控制板上安装主控芯片及其外围电路；
7、所述通信转接板位于顶层，其上安装有通讯芯片。
8、进一步的，所述主控芯片根据外部指令进行实时位置、速度、电流三闭环运算，产生并发送相应的6路pwm信号以驱动外部电机运行至指定位置。
9、进一步的，所述通信转接板实时接收外部指令下发至所述控制板，并将控制板上反馈的实时位置、速度、电流信息发送给外部关节信息综合处理器。
10、进一步的，所述控制驱动装置的设计尺寸为30mm*30mm*22mm，其最大驱动能力为80v/40a。
11、进一步的，所述三相桥式功率mosfet器件采用门极可控驱动压摆率技术。
12、进一步的，在所述三相桥式功率mosfet器件中，取消门极电阻，实时监测mos管门极动态电压，动态调整电流源大小向mos管门极等效充电，以实现门极驱动压摆率分段控制。
13、进一步的，所述三相桥式功率mosfet器件根据实际应用的驱动电路杂散参数，控制门极电压上升时间可直接控制功率管电流变化率di/dt，控制门极电压米勒平台时间以直接控制功率管电压变化率du/dt，并抑制功率回路杂散参数导致的各种开关振荡。
14、一种机器人手臂控制装置，该手臂控制装置包括关节信息综合处理器以及11个上述控制驱动装置；
15、机器人手臂涉及的全部手指关节需要11个控制驱动装置分别控制；
16、各控制驱动装置挂接在canfd总线上，以实现各控制驱动装置之间以及控制驱动装置与关节信息综合处理器之间的信息交互。
17、进一步的，各控制驱动装置将检测到的实时位置、速度、电流信息实时上传至关节信息综合处理器。
18、进一步的，各控制驱动装置实时接收所述关节信息综合处理器下发的各关节位置跟踪指令，运行闭环控制算法，对给定指令进行精确跟踪。
19、通过本申请实施例，可以获得如下技术效果：本申请所设计的超小型模块化集成式关节控制驱动器可以集成在机器人本体内部，具备一体式模块化的结构安装形式，非常适合应用于各类服务型机器人关节控制驱动器的应用场合。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种应用于机器人手指关节的控制驱动装置，其特征在于，该控制驱动装置采用四层层叠式结构，从下到上依次为铝基板、驱动板、控制板以及通信转接板；
2.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述主控芯片根据外部指令进行实时位置、速度、电流三闭环运算，产生并发送相应的6路PWM信号以驱动外部电机运行至指定位置。
3.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述通信转接板实时接收外部指令下发至所述控制板，并将控制板上反馈的实时位置、速度、电流信息发送给外部关节信息综合处理器。
4.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述控制驱动装置的设计尺寸为30mm*30mm*22mm，其最大驱动能力为80V/40A。
5.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述三相桥式功率MOSFET器件采用门极可控驱动压摆率技术。
6.根据权利要求5所述的控制驱动装置，其特征在于，在所述三相桥式功率MOSFET器件中，取消门极电阻，实时监测MOS管门极动态电压，动态调整电流源大小向MOS管门极等效充电，以实现门极驱动压摆
7.根据权利要求1、5或6所述的控制驱动装置，其特征在于，所述三相桥式功率MOSFET器件根据实际应用的驱动电路杂散参数，控制门极电压上升时间可直接控制功率管电流变化率di/dt，控制门极电压米勒平台时间以直接控制功率管电压变化率du/dt，并抑制功率回路杂散参数导致的各种开关振荡。
8.一种机器人手臂控制装置，其特征在于，该手臂控制装置包括关节信息综合处理器以及11个权利要求1至7之一所述的控制驱动装置；
9.根据权利要求8所述的手臂控制装置，其特征在于，各控制驱动装置将检测到的实时位置、速度、电流信息实时上传至关节信息综合处理器。
10.根据权利要求8或9所述的控制驱动装置，其特征在于，各控制驱动装置实时接收所述关节信息综合处理器下发的各关节位置跟踪指令，运行闭环控制算法，对给定指令进行精确跟踪。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于机器人手指关节的控制驱动装置，其特征在于，该控制驱动装置采用四层层叠式结构，从下到上依次为铝基板、驱动板、控制板以及通信转接板；
2.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述主控芯片根据外部指令进行实时位置、速度、电流三闭环运算，产生并发送相应的6路pwm信号以驱动外部电机运行至指定位置。
3.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述通信转接板实时接收外部指令下发至所述控制板，并将控制板上反馈的实时位置、速度、电流信息发送给外部关节信息综合处理器。
4.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述控制驱动装置的设计尺寸为30mm*30mm*22mm，其最大驱动能力为80v/40a。
5.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述三相桥式功率mosfet器件采用门极可控驱动压摆率技术。
6.根据权利要求5所述的控制驱动装置，其特征在于，在所述三相桥式功率mosfet器...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓瑞，李光学，仲悦，郑志鹏，孟淑平，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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