一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電路設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路。本發(fā)明包括基于DSP的智能控制單元、基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元、信號(hào)調(diào)理單元、智能控制輸出單元、智能驅(qū)動(dòng)單元、電源轉(zhuǎn)換單元、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元、功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、傳感器單元和人機(jī)交互單元。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)精確驅(qū)動(dòng)機(jī)器人多自由度機(jī)械臂關(guān)節(jié)直流伺服電機(jī)，并能夠結(jié)合綜控機(jī)指令信息及系統(tǒng)信息實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)直流伺服電機(jī)最優(yōu)控制。
【專利說明】一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電路設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人多自由度機(jī)械臂是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，作為多學(xué)科融合的邊沿學(xué)科，它是當(dāng)今高技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。當(dāng)今，機(jī)器人多自由度機(jī)械臂已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工、工業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)裝配、工業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、救生系統(tǒng)、航天、航空、航海等領(lǐng)域。隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)器人多自由度機(jī)械臂系統(tǒng)控制精度、功率密度、實(shí)時(shí)性能、可靠性等方面提出了更高的要求。
[0003]在機(jī)器人多自由度機(jī)械臂系統(tǒng)中，電氣系統(tǒng)是多自由度機(jī)械臂的靈魂。多自由度機(jī)械臂的電氣系統(tǒng)主要由控制器系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、傳感器信息采集系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)等幾方面構(gòu)成?？刂破飨到y(tǒng)的計(jì)算能力以及抗干擾能力直接影響了空間多自由度機(jī)械臂的操作性能；電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接影響著關(guān)節(jié)工作的狀態(tài)；通訊系統(tǒng)是連接關(guān)節(jié)和中央控制器的紐帶；電源系統(tǒng)是整個(gè)多自由度機(jī)械臂電氣系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。通過機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提高多自由度機(jī)械臂性能的難度不斷增加，而高集成度、高性能的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)成了大幅提高多自由度機(jī)械臂性能的有效途徑，而且可以通過硬件模塊化的設(shè)計(jì)提高對(duì)機(jī)械本體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；因此研究一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)具有重要的研究意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為:提供一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，能夠?qū)崟r(shí)精確驅(qū)動(dòng)機(jī)器人多自由度機(jī)械臂關(guān)節(jié)直流伺服電機(jī)，并能夠結(jié)合綜控機(jī)指令信息及系統(tǒng)信息實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)直流伺服電機(jī)最優(yōu)控制。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0006]一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，包括基于DSP的智能控制單元、基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元、信號(hào)調(diào)理單元、智能控制輸出單元、智能驅(qū)動(dòng)單元、電源轉(zhuǎn)換單元、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元、功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、傳感器單元和人機(jī)交互單元。
[0007]基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元采集傳感器單元經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后的模擬量數(shù)據(jù)，以及采集經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理后的數(shù)字量數(shù)據(jù)，后利用中斷信號(hào)將兩種數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線和地址總線傳送至基于DSP的智能控制單元；基于DSP的智能控制單元收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；存儲(chǔ)完畢后，基于DSP的智能控制單元再調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)，結(jié)合綜控機(jī)指令及運(yùn)動(dòng)學(xué)理論進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及智能推理，并將智能推理結(jié)果輸出至智能控制輸出單元、智能驅(qū)動(dòng)單元及人機(jī)交互單元；智能驅(qū)動(dòng)單元接收智能推理結(jié)果并輸出功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元通過收發(fā)數(shù)據(jù)和命令實(shí)現(xiàn)基于DSP的智能控制單元與外部網(wǎng)絡(luò)總線或綜控機(jī)通訊；同時(shí)，功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)各部件運(yùn)行狀態(tài)，如有異常狀態(tài)及時(shí)反饋信息到基于DSP的智能控制單元；電源轉(zhuǎn)換單元為整個(gè)電路各單元提供電源。
[0008]作為優(yōu)選方案:所述基于DSP的智能控制單元包括DSP芯片、電源轉(zhuǎn)換電路、無源晶振電路、仿真調(diào)試電路:電源轉(zhuǎn)換電路提供DSP芯片所需要的電壓；無源晶振電路提供DSP芯片所需要的工作頻率；仿真調(diào)試電路提供DSP程序軟件下載和仿真接口 ；DSP芯片以數(shù)據(jù)總線和地址總線方式分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]作為優(yōu)選方案:所述基于DSP的智能控制單元采用TMS320F28335芯片。
[0010]作為優(yōu)選方案:所述基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元包括FPGA芯片、電源轉(zhuǎn)換電路、有源晶振電路、仿真調(diào)試接口:電源轉(zhuǎn)換電路和有源晶振電路分別提供FPGA芯片需要的電壓和工作頻率；仿真調(diào)試接口提供程序軟件下載端口 ；FPGA芯片獲取高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字量傳感器及數(shù)字量I/O信息數(shù)據(jù)；FPGA芯片采用數(shù)據(jù)總線和地址總線分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元及DSP處理器通信。
[0011]作為優(yōu)選方案:所述基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元采用EP1C3T144芯片。
[0012]作為優(yōu)選方案:所述高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由兩片高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器和電源基準(zhǔn)電路組成:電源基準(zhǔn)電路提供高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要的基準(zhǔn)電壓，兩片模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用地址總線和數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)與FPGA芯片的數(shù)據(jù)和命令通信。
[0013]作為優(yōu)選方案:所述高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元采用AD7606芯片。
[0014]作為優(yōu)選方案:所述電源轉(zhuǎn)換單元由多種電源轉(zhuǎn)換模塊組成，將系統(tǒng)輸入電壓轉(zhuǎn)換為DSP處理器及其傳感器電路所需要的電壓。
[0015]作為優(yōu)選方案:所述信號(hào)調(diào)理單元包括濾波電路、差分電路、光電隔離電路和運(yùn)放電路:模擬量傳感器信息經(jīng)過濾波電路后，輸入到運(yùn)放電路，將模擬量傳感器輸出的信號(hào)縮放到高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元要求的輸入范圍，然后將信號(hào)輸出至高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；數(shù)字量傳感器信息經(jīng)過濾波電路后，輸入到差分電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)耦合，后用光電隔離電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離及電平轉(zhuǎn)換，最后輸入基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集；數(shù)字開關(guān)量經(jīng)過濾波電路后，輸入到光電隔離電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離及電平轉(zhuǎn)換，后輸入到基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單
J Li ο
[0016]作為優(yōu)選方案:所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元由SDRAM同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和FLASH閃存兩種存儲(chǔ)器組成，它們之間的位置連接關(guān)系是:通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與外部存儲(chǔ)器接口連接，基于DSP的智能控制單元通過外部存儲(chǔ)器接口實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)的讀與。
[0017]作為優(yōu)選方案:所述功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元指由電流傳感器、溫度傳感器及信號(hào)比較電路組成的過壓、過流、欠壓、溫度保護(hù)電路:電流傳感器采集伺服電機(jī)電流信號(hào)，并將量化的信號(hào)經(jīng)過精密電阻進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后，送到信號(hào)調(diào)理單元，系統(tǒng)采用軟件形式實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；溫度傳感器采集驅(qū)動(dòng)控制電路內(nèi)部溫度信號(hào)，并將量化的信號(hào)輸送到信號(hào)調(diào)理單元，采用軟件形式實(shí)現(xiàn)溫度保護(hù)；由電阻、光藕、運(yùn)放電路組成的信號(hào)比較電路以硬件形式實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓保護(hù)。[0018]作為優(yōu)選方案:所述智能控制輸出單元是基于DSP的智能控制單元執(zhí)行智能邏輯推理的輸出結(jié)果，它由PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出和I/O驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出兩部分組成；
[0019]PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出由DSP的PWM信號(hào)輸出接口、光電隔離芯片、信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片組成；I/o驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出由光電隔離芯片、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片組成；
[0020]智能控制輸出單元各組件的連接關(guān)系為:DSP處理器輸出PWM數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)經(jīng)光電隔離芯片進(jìn)行信號(hào)隔離后，利用信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行電壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)與智能驅(qū)動(dòng)單元電平匹配；DSP的I/O信號(hào)經(jīng)光電隔離芯片進(jìn)行信號(hào)隔離后，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行信號(hào)驅(qū)動(dòng)，之后直接對(duì)外設(shè)備輸出I/O驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0021]作為優(yōu)選方案:所述智能驅(qū)動(dòng)單元采用SA03直流有刷智能模塊驅(qū)動(dòng)芯片。
[0022]作為優(yōu)選方案:所述智能驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw表面附加散熱片。
[0023]作為優(yōu)選方案:所述關(guān)節(jié)傳感器單元指安裝在機(jī)器人多自由度機(jī)械臂關(guān)節(jié)上的傳感器，包括關(guān)節(jié)位置傳感器、關(guān)節(jié)位置限位傳感器及編碼器。
[0024]作為優(yōu)選方案:關(guān)節(jié)位置傳感器采用MC1003系列；關(guān)節(jié)位置限位傳感器采用AllOl ;編碼器采用增量式或單極性編碼器。
[0025]作為優(yōu)選方案:所述人機(jī)交互單元由數(shù)碼管、指示燈、按鍵組成:數(shù)碼管顯示當(dāng)前多自由度機(jī)械臂的工作狀態(tài)信息；指示燈指示驅(qū)動(dòng)控制器的工作狀態(tài)；外部操作通過按鍵調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。
[0026]作為優(yōu)選方案:所述網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元負(fù)責(zé)基于DSP的智能控制單元與綜控機(jī)或網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元包括CAN總線、RS485總線兩種網(wǎng)絡(luò)總線。
[0027]作為優(yōu)選方案:CAN總線對(duì)應(yīng)MCP2551收發(fā)器，RS485總線對(duì)應(yīng)MAX1487總線收發(fā)器。
[0028]本發(fā)明的有益效果為:
[0029](I)本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)思想，控制、驅(qū)動(dòng)、傳感電路分層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)節(jié)直流伺服電機(jī)的精確控制；
[0030](2)本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力強(qiáng)，功率密度高，體積小，實(shí)時(shí)性好，響應(yīng)快、擴(kuò)展性強(qiáng)；
[0031](3)本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，采用多重保護(hù)機(jī)制，系統(tǒng)接線簡單，高可靠、長壽命、強(qiáng)抗電磁干擾能力；
[0032](4)本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，控制與通信方式靈活，具有多種控制方式接口及通信網(wǎng)絡(luò)；
[0033](5)本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，采用智能高功率驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力強(qiáng)，功率密度高，體積小，響應(yīng)快
[0034](6)本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，控制策略的更新、升級(jí)能力強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)方框示意圖；
[0036]圖2為基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖3為信號(hào)調(diào)理單元結(jié)構(gòu)圖；[0038]圖4為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖5為功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0041]本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，采用了 DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)+FPGA (可編程邏輯器件)+高功率密度功率驅(qū)動(dòng)單元的體系結(jié)構(gòu)，具有數(shù)據(jù)采集、信號(hào)濾波、數(shù)據(jù)處理及傳輸、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信、智能控制、人機(jī)交互等功能。
[0042]本發(fā)明的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，包括基于DSP的智能控制單元、基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元、信號(hào)調(diào)理單元、智能控制輸出單元、智能驅(qū)動(dòng)單元、電源轉(zhuǎn)換單元、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元、功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、傳感器單元和人機(jī)交互單元。
[0043]如圖1所示，基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元采集傳感器單元經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后的模擬量數(shù)據(jù)，以及采集經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理后的數(shù)字量數(shù)據(jù)，后利用中斷信號(hào)將兩種數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線和地址總線傳送至基于DSP的智能控制單元；基于DSP的智能控制單元收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；存儲(chǔ)完畢后，基于DSP的智能控制單元再調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)，結(jié)合綜控機(jī)指令及運(yùn)動(dòng)學(xué)理論進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及智能推理，并將智能推理結(jié)果輸出至智能控制輸出單元、智能驅(qū)動(dòng)單元及人機(jī)交互單元；智能驅(qū)動(dòng)單元接收智能推理結(jié)果并輸出功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元通過收發(fā)數(shù)據(jù)和命令實(shí)現(xiàn)基于DSP的智能控制單元與外部網(wǎng)絡(luò)總線或綜控機(jī)通訊；同時(shí)，功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)各部件運(yùn)行狀態(tài)，如有異常狀態(tài)及時(shí)反饋信息到基于DSP的智能控制單元；電源轉(zhuǎn)換單元為整個(gè)電路各單元提供電源。該硬件系統(tǒng)為復(fù)雜算法的控制策略提供了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)、為高性能伺服控制策略的實(shí)現(xiàn)提供了可能性。
[0044]1、基于DSP的智能控制單元
[0045]所述基于DSP的智能控制單元是驅(qū)動(dòng)控制電路的核心，DSP處理器采用TI公司高性能TMS320F28335芯片，該芯片工作頻率可達(dá)150MHz，具有功耗低、功能強(qiáng)、穩(wěn)定性高、抗干擾性強(qiáng)、運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，是一款浮點(diǎn)運(yùn)算的電機(jī)控制專用芯片?；贔PGA的數(shù)據(jù)采集單元采集經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的模擬量數(shù)據(jù)，以及經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元處理后的數(shù)字量數(shù)據(jù)，并將兩種采集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，然后，該智能控制單元調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)采用先進(jìn)控制算法完成電氣狀態(tài)參數(shù)計(jì)算，并結(jié)合系統(tǒng)信息采用智能邏輯推理方法及運(yùn)動(dòng)學(xué)理論實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制功能。
[0046]基于DSP的智能控制單元由DSP芯片、電源轉(zhuǎn)換電路、無源晶振電路、仿真調(diào)試電路構(gòu)成:電源轉(zhuǎn)換電路提供DSP芯片所需要的標(biāo)準(zhǔn)3.3V和1.9V電壓，無源晶振電路提供DSP芯片所需要的工作頻率30MHz，仿真調(diào)試電路提供DSP程序軟件下載和仿真接口 ；DSP芯片以數(shù)據(jù)總線和地址總線方式分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0047]電源轉(zhuǎn)換電路由電源轉(zhuǎn)換芯片、高精度電阻、電容組成。[0048]基于DSP的智能控制單元負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)處理，并能通過網(wǎng)絡(luò)總線通信單元實(shí)現(xiàn)綜控機(jī)與外部總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信。
[0049]2、基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元
[0050]所述基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元采集模擬量和數(shù)字量信息，采用ALTERA公司Cyclone I系列的EP1C3T144芯片，該芯片有2910LE邏輯資源，13條M4KRAM(共6.5KB)，另外還有一個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)，該芯片可以穩(wěn)定的工作在50MHz的頻率，滿足要求。
[0051]如圖2所示，基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元由FPGA芯片、電源轉(zhuǎn)換電路、有源晶振電路、仿真調(diào)試接口構(gòu)成:電源轉(zhuǎn)換電路和有源晶振電路分別提供FPGA芯片需要的電壓和工作頻率；仿真調(diào)試接口提供程序軟件下載端口 ；FPGA芯片獲取高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字量傳感器及數(shù)字量I/O信息數(shù)據(jù)；FPGA芯片采用數(shù)據(jù)總線和地址總線分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元及DSP處理器通信。
[0052]FPGA芯片具有模擬量數(shù)據(jù)采集和數(shù)字量數(shù)據(jù)采集功能，模擬量數(shù)據(jù)采集指FPGA獲取高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，數(shù)字量數(shù)據(jù)采集指數(shù)字量傳感器及外部1/0(通用輸入輸出接口)信息經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路后的數(shù)字信息。電源轉(zhuǎn)換芯片提供FPGA芯片所需要的
3.3V和1.5V電壓。有源晶振部分由有源晶振和電容構(gòu)成。
[0053]3、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元
[0054]所述高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由兩片高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器和電源基準(zhǔn)電路組成:電源基準(zhǔn)電路提供高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要的基準(zhǔn)2.5V電壓，兩片模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用地址總線和數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)與FPGA芯片的數(shù)據(jù)和命令通信。
[0055]高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD7606芯片，其為一款高精度8通道16位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，各模擬通道的轉(zhuǎn)換頻率為200kSPS，滿足系統(tǒng)要求。兩片高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)組成16通道模擬信號(hào)輸入接口，將分別用于關(guān)節(jié)位置信息和伺服電機(jī)電流及電壓信息采集。電源基準(zhǔn)電路由高精度電壓轉(zhuǎn)換芯片AD421和電容組成。
[0056]4、電源轉(zhuǎn)換單元
[0057]所述電源轉(zhuǎn)換單元由多種電源轉(zhuǎn)換模塊組成，主要將系統(tǒng)輸入電壓轉(zhuǎn)換為DSP處理器及其傳感器電路所需要的電壓，處理器與傳感器的電壓等級(jí)主要分為+24V、+15V、-15V、+5V、+3.3V、+1.9V、+1.5V 七種類型。
[0058]5、信號(hào)調(diào)理單元
[0059]所述信號(hào)調(diào)理單元主要實(shí)現(xiàn)模擬傳感器信號(hào)調(diào)理、數(shù)字傳感器信號(hào)調(diào)理以及數(shù)字量開關(guān)信號(hào)調(diào)理功能。如圖3所示，信號(hào)調(diào)理單元包括濾波電路、差分電路、光電隔離電路和運(yùn)放電路:模擬量傳感器信息經(jīng)過濾波電路后，輸入到運(yùn)放電路，將模擬量傳感器輸出的信號(hào)縮放到高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元要求的輸入范圍，然后將信號(hào)輸出至高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；數(shù)字量傳感器信息經(jīng)過濾波電路后，輸入到差分電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)耦合，后用光電隔離電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離及電平轉(zhuǎn)換，最后輸入基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集；數(shù)字開關(guān)量經(jīng)過濾波電路后，輸入到光電隔離電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離及電平轉(zhuǎn)換，后輸入到基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元。
[0060]濾波電路由電阻和電容組成的二階濾波電路；光電隔離電路由快速光藕HCPL4504、電阻、電容組成；運(yùn)放電路由0P747芯片、電阻、電容組成的電壓跟隨器及運(yùn)算放大器組成。[0061]模擬量傳感器信息主要指關(guān)節(jié)位置電位計(jì)信息、溫度信息、伺服電機(jī)電流和電壓信息等。數(shù)字量傳感器信息主要指編碼器信息及位置霍爾傳感器。位置霍爾傳感器用于傳感關(guān)節(jié)位置限位操作信息。數(shù)字開關(guān)量信息主要指外部控制I/o輸入信息、撥碼開關(guān)信息
坐寸O
[0062]該驅(qū)動(dòng)控制電路可接增量式差分編碼器和單極性編碼器兩種形式的編碼器。
[0063]6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元
[0064]所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元由SDRAM同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和FLASH閃存兩種存儲(chǔ)器組成，它們之間的位置連接關(guān)系是:通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與外部存儲(chǔ)器接口連接，基于DSP的智能控制單元通過外部存儲(chǔ)器接口實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)的讀寫，其存儲(chǔ)操作結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0065]SDRAM采用2片SDRAM芯片，用來存儲(chǔ)與處理數(shù)據(jù)，以及實(shí)現(xiàn)上電后的應(yīng)用程序加載。FLASH用來固化bootloader引導(dǎo)程序和應(yīng)用程序。
[0066]7、功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元
[0067]所述功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元指由電流傳感器、溫度傳感器及信號(hào)比較電路組成的過壓、過流、欠壓、溫度保護(hù)電路:電流傳感器采集伺服電機(jī)電流信號(hào)，并將量化的信號(hào)經(jīng)過精密電阻進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后，送到信號(hào)調(diào)理單元，系統(tǒng)采用軟件形式實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；溫度傳感器采集驅(qū)動(dòng)控制電路內(nèi)部溫度信號(hào)，并將量化的信號(hào)輸送到信號(hào)調(diào)理單元，采用軟件形式實(shí)現(xiàn)溫度保護(hù)；由電阻、光藕、運(yùn)放電路組成的信號(hào)比較電路以硬件形式實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓保護(hù)。
[0068]電流傳感器采用NT-50霍爾電流傳感器，該元件體積較小，測量范圍達(dá)土 150A，過載能力達(dá)500A，滿足設(shè)計(jì)要求。溫度傳感器采用高精度串行數(shù)字DS18B20傳感器，滿足設(shè)計(jì)需求。
[0069]8、智能控制輸出單元
[0070]所述智能控制輸出單元是基于DSP的智能控制單元執(zhí)行智能邏輯推理的輸出結(jié)果，它由PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出和I/O驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出兩部分組成。
[0071]PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出由DSP的PWM信號(hào)輸出接口、光電隔離芯片、信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片組成。I/o驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出由光電隔離芯片、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片組成。
[0072]智能控制輸出單元各組件的連接關(guān)系為:DSP處理器輸出PWM數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)經(jīng)光電隔離芯片進(jìn)行信號(hào)隔離后，利用信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行電壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)與智能驅(qū)動(dòng)單元電平匹配，避免了電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的干擾對(duì)控制系統(tǒng)的影響；DSP的I/O信號(hào)經(jīng)光電隔離芯片進(jìn)行信號(hào)隔離后，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行信號(hào)驅(qū)動(dòng)，之后直接對(duì)外設(shè)備輸出I/O驅(qū)動(dòng)信號(hào)，主要包括剎車信號(hào)、報(bào)警信號(hào)、數(shù)碼顯示信號(hào)等。
[0073]9、智能驅(qū)動(dòng)單元
[0074]所述智能驅(qū)動(dòng)單元采用SA03直流有刷智能模塊驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片動(dòng)力輸出電壓16?100V，額定輸出電流30A，最大輸出功率為3KW，具有驅(qū)動(dòng)功率大、體積小、轉(zhuǎn)換效率高、系統(tǒng)響應(yīng)速度快、內(nèi)置多種保護(hù)、外部引線簡潔、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0075]所述智能驅(qū)動(dòng)單元采用TTL電平控制正反轉(zhuǎn)，并具有溫度補(bǔ)償和堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能，適用于高功率密度直流伺服驅(qū)動(dòng)裝置。
[0076]作為優(yōu)選方案，所述智能驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw表面附加散熱片。
[0077]10、關(guān)節(jié)傳感器單元[0078]所述關(guān)節(jié)傳感器單元指安裝在機(jī)器人多自由度機(jī)械臂關(guān)節(jié)上的傳感器，主要包括關(guān)節(jié)位置傳感器、關(guān)節(jié)位置限位傳感器及編碼器。
[0079]關(guān)節(jié)位置傳感器采用MC1003系列，±15V供電；關(guān)節(jié)位置限位傳感器采用AllOl ；編碼器采用增量式或單極性編碼器。
[0080]11、人機(jī)交互單元
[0081]所述人機(jī)交互單元由數(shù)碼管、指示燈、按鍵組成:數(shù)碼管顯示當(dāng)前多自由度機(jī)械臂的工作狀態(tài)信息；指示燈指示驅(qū)動(dòng)控制器的工作狀態(tài)；外部操作通過按鍵調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。
[0082]12、網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元
[0083]所述網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元負(fù)責(zé)基于DSP的智能控制單元與綜控機(jī)或網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元包括CAN總線、RS485總線兩種網(wǎng)絡(luò)總線。
[0084]CAN總線對(duì)應(yīng)MCP2551收發(fā)器，RS485總線對(duì)應(yīng)MAX1487總線收發(fā)器。
[0085]基于DSP的智能控制單元、基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、信號(hào)調(diào)理單元、電源轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、人機(jī)交互單元和網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元設(shè)置在控制板上；功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、智能驅(qū)動(dòng)單元及智能控制輸出單元設(shè)置在驅(qū)動(dòng)板上；傳感器單元設(shè)置在關(guān)節(jié)電路板上。
[0086]本發(fā)明的高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路安裝連接方式如下:
[0087](I)控制板與驅(qū)動(dòng)板之間采用長2.5cm直徑3mm螺紋的銅柱連接，控制板置于底層，往上依次為多層驅(qū)動(dòng)板，底層控制板用直徑3_螺釘與驅(qū)動(dòng)控制器盒底板進(jìn)行固定連接;
[0088](2)關(guān)節(jié)電路板安裝在機(jī)器人多自由度機(jī)械臂關(guān)節(jié)位置，由關(guān)節(jié)傳感器位置處引出編碼器連接線、關(guān)節(jié)位置電位計(jì)連接線及霍爾位置限位連接線，并連接到關(guān)節(jié)電路板端Π ；
[0089](3)各關(guān)節(jié)電路板端口采用20針排線依次與對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)板電機(jī)輸入輸出信號(hào)端口相連；
[0090](4)各關(guān)節(jié)電機(jī)動(dòng)力線依次與對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)板電機(jī)動(dòng)力信號(hào)端口相連；
[0091](5)控制板控制端口通過26針排線與各驅(qū)動(dòng)板控制信號(hào)端口相連；
[0092](6)控制電路板控制電源外接直流24?36 V電壓，動(dòng)力電源外接直流16?100V電壓；
[0093](7)控制板智能輸出I/O端口通過16針排線與驅(qū)動(dòng)控制盒人機(jī)交互端口相連；
[0094](8)控制板通過DB9端口實(shí)現(xiàn)與外部通信網(wǎng)絡(luò)或綜控機(jī)相連。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，包括基于DSP的智能控制單元、基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元、信號(hào)調(diào)理單元、智能控制輸出單元、智能驅(qū)動(dòng)單元、電源轉(zhuǎn)換單元、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元、功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、傳感器單元和人機(jī)交互單元，其特征在于:基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元采集傳感器單元經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后的模擬量數(shù)據(jù)，以及采集經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理后的數(shù)字量數(shù)據(jù)，后利用中斷信號(hào)將兩種數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線和地址總線傳送至基于DSP的智能控制單元；基于DSP的智能控制單元收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；存儲(chǔ)完畢后，基于DSP的智能控制單元再調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)，結(jié)合綜控機(jī)指令及運(yùn)動(dòng)學(xué)理論進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及智能推理，并將智能推理結(jié)果輸出至智能控制輸出單元、智能驅(qū)動(dòng)單元及人機(jī)交互單元；智能驅(qū)動(dòng)單元接收智能推理結(jié)果并輸出功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元通過收發(fā)數(shù)據(jù)和命令實(shí)現(xiàn)基于DSP的智能控制單元與外部網(wǎng)絡(luò)總線或綜控機(jī)通訊；同時(shí)，功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)各部件運(yùn)行狀態(tài)，如有異常狀態(tài)及時(shí)反饋信息到基于DSP的智能控制單元；電源轉(zhuǎn)換單元為整個(gè)電路各單元提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述基于DSP的智能控制單元包括DSP芯片、電源轉(zhuǎn)換電路、無源晶振電路、仿真調(diào)試電路:電源轉(zhuǎn)換電路提供DSP芯片所需要的電壓；無源晶振電路提供DSP芯片所需要的工作頻率；仿真調(diào)試電路提供DSP程序軟件下載和仿真接口 ；DSP芯片以數(shù)據(jù)總線和地址總線方式分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述基于DSP的智能控制單元采用TMS320F28335芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元包括FPGA芯片、電源轉(zhuǎn)換電路、有源晶振電路、仿真調(diào)試接口:電源轉(zhuǎn)換電路和有源晶振電路分別提供FPGA芯片需要的電壓和工作頻率；仿真調(diào)試接口提供程序軟件下載端口 ；FPGA芯片獲取高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字量傳感器及數(shù)字量I/O信息數(shù)據(jù)；FPGA芯片采用數(shù)據(jù)總線和地址總線分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元及DSP處理器通?目。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元采用EP1C3T144芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由兩片高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器和電源基準(zhǔn)電路組成:電源基準(zhǔn)電路提供高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要的基準(zhǔn)電壓，兩片模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用地址總線和數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)與FPGA芯片的數(shù)據(jù)和命令通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元采用AD7606芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述電 源轉(zhuǎn)換單元由多種電源轉(zhuǎn)換模塊組成，將系統(tǒng)輸入電壓轉(zhuǎn)換為DSP處理器及其傳感器電路所需要的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述信號(hào)調(diào)理單元包括濾波電路、差分電路、光電隔離電路和運(yùn)放電路:模擬量傳感器信息經(jīng)過濾波電路后，輸入到運(yùn)放電路，將模擬量傳感器輸出的信號(hào)縮放到高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元要求的輸入范圍，然后將信號(hào)輸出至高速模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；數(shù)字量傳感器信息經(jīng)過濾波電路后，輸入到差分電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)耦合，后用光電隔離電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離及電平轉(zhuǎn)換，最后輸入基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集；數(shù)字開關(guān)量經(jīng)過濾波電路后，輸入到光電隔離電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離及電平轉(zhuǎn)換，后輸入到基于FPGA的數(shù)據(jù)采集單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元由SDRAM同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和FLASH閃存兩種存儲(chǔ)器組成，它們之間的位置連接關(guān)系是:通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與外部存儲(chǔ)器接口連接，基于DSP的智能控制單元通過外部存儲(chǔ)器接口實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)的讀寫。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元指由電流傳感器、溫度傳感器及信號(hào)比較電路組成的過壓、過流、欠壓、溫度保護(hù)電路:電流傳感器采集伺服電機(jī)電流信號(hào)，并將量化的信號(hào)經(jīng)過精密電阻進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后，送到信號(hào)調(diào)理單元，系統(tǒng)采用軟件形式實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；溫度傳感器采集驅(qū)動(dòng)控制電路內(nèi)部溫度信號(hào)，并將量化的信號(hào)輸送到信號(hào)調(diào)理單元，采用軟件形式實(shí)現(xiàn)溫度保護(hù)；由電阻、光藕、運(yùn)放電路組成的信號(hào)比較電路以硬件形式實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓保護(hù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述智能控制輸出單元是基于DSP的智能控制單元執(zhí)行智能邏輯推理的輸出結(jié)果，它由PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出和I/O驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出兩部分組成； PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出由DSP的PWM信號(hào)輸出接口、光電隔離芯片、信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片組成；1/0驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出由光電隔離芯片、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片組成； 智能控制輸出單元各組件的連接關(guān)系為:DSP處理器輸出PWM數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)經(jīng)光電隔離芯片進(jìn)行信號(hào)隔離`后，利用信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行電壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)與智能驅(qū)動(dòng)單元電平匹配；DSP的I/O信號(hào)經(jīng)光電隔離芯片進(jìn)行信號(hào)隔離后，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行信號(hào)驅(qū)動(dòng)，之后直接對(duì)外設(shè)備輸出I/O驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述智能驅(qū)動(dòng)單元采用SA03直流有刷智能模塊驅(qū)動(dòng)芯片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述智能驅(qū)動(dòng)單元?dú)んw表面附加散熱片。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述關(guān)節(jié)傳感器單元指安裝在機(jī)器人多自由度機(jī)械臂關(guān)節(jié)上的傳感器，包括關(guān)節(jié)位置傳感器、關(guān)節(jié)位置限位傳感器及編碼器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:關(guān)節(jié)位置傳感器采用MC1003系列；關(guān)節(jié)位置限位傳感器采用AllOl ;編碼器采用增量式或單極性編碼器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述人機(jī)交互單元由數(shù)碼管、指示燈、按鍵組成:數(shù)碼管顯示當(dāng)前多自由度機(jī)械臂的工作狀態(tài)信息；指示燈指示驅(qū)動(dòng)控制器的工作狀態(tài)；外部操作通過按鍵調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元負(fù)責(zé)基于DSP的智能控制單元與綜控機(jī)或網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，網(wǎng)絡(luò)總線通訊單元包括CAN總線、RS485總 線兩種網(wǎng)絡(luò)總線。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的一種高精度輕型機(jī)器人多自由度機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于:CAN總線對(duì)應(yīng)MCP2551收發(fā)器，RS485總線對(duì)應(yīng)MAX1487總線收發(fā)器。
【文檔編號(hào)】B25J13/00GK103722556SQ201310688067
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】黃建, 張新華, 王曉林, 揭軍, 王順偉 申請(qǐng)人:北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所