專利名稱：一種適用于醫(yī)療機器人的步進電機網(wǎng)絡控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制步進電機的裝置，具體地說，是指一種適用于醫(yī)療機器人中使用的步進電機在基于現(xiàn)場總線條件下的步進電機網(wǎng)絡控制裝置。
背景技術：
目前，機器人技術已廣泛運用于醫(yī)療外科手術規(guī)劃、微損傷精確定位操作、無損傷診斷與檢測、新型手術醫(yī)學治療方法等方面。與人相比，機器人具有定位準確、無抖動、不怕輻射和感染等優(yōu)勢。機器人技術與醫(yī)療技術的結(jié)合，必將從根本上改變外科手術的面貌，導致醫(yī)療技術領域新的變革，受到了普遍的重視。
步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機是數(shù)控系統(tǒng)中常用的三種驅(qū)動元件，直流伺服電機以其良好的控制性能，在數(shù)控領域一直處于主流地位。近年來，交流伺服技術的進步使得交流伺服電機有逐步取代直流伺服電機的趨勢。但是步進電機具有的開環(huán)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的定位，以及系統(tǒng)簡單，控制方便等優(yōu)點，在機器人技術中被大量采用。
一般的步進電機控制系統(tǒng)由發(fā)出指令信息的上位機、生成控制脈沖信號的控制卡、完成電流分配和放大的驅(qū)動器以及步進電機組成，各設備之間采用電纜相接。系統(tǒng)可擴展性能差，不能滿足模塊化設計的要求；各部件安裝位置分離，接線煩瑣，布線難度大，系統(tǒng)體積大，對于安裝空間有限情況下，這樣的系統(tǒng)也難以應用。
因此，一種結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，基于標準計算機總線的步進電機控制器具有相當廣闊的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于醫(yī)療機器人的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，該步進電機網(wǎng)絡控制裝置是將電機控制和驅(qū)動集成一體，同時依靠現(xiàn)場總線通訊，實現(xiàn)單個或多個步進電機的驅(qū)動控制。該控制裝置體積小，可擴展性能好，可用于分布式步進電機控制系統(tǒng)中。
本發(fā)明適用于醫(yī)療機器人的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，所述醫(yī)療機器人接收由上位機下發(fā)經(jīng)轉(zhuǎn)接器、現(xiàn)場總線后的控制指令，并由多個步進電機驅(qū)動所述醫(yī)療機器人的各個智能機構(gòu)；所述步進電機采用模塊化的控制裝置，所述控制裝置是通過現(xiàn)場總線與上位機實現(xiàn)通訊；所述控制裝置與步進電機采用分布控制模式；所述控制裝置是由單片機、通訊接口電路、脈沖發(fā)生電路、電機驅(qū)動電路和電源電路構(gòu)成；通訊接口電路接收所述上位機下發(fā)的控制指令；單片機接收上述控制指令經(jīng)地址匹配處理獲得所需驅(qū)動的步進電機地址信息；然后，單片機接收上述控制指令經(jīng)參數(shù)解碼處理獲得所需驅(qū)動的步進電機的控制信息，并對上述控制信息進行步進電機加減速曲線生成處理，從而控制脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生的方波信號；其中，步進電機生成加減速曲線方法為Ci=fXTAL2(v0+iv-v0k),si=vi(tk-Tp),(i<k)Ck=fXTAL2(v0+kv-v0k),sk=s-2sa-vkTpCi=C2k-i,sk=s2k-i,(k<i≤2k)]]>式中，i表示運行級序數(shù)，k表示加速段總級數(shù)，t表示加速時間，Ci表示脈沖周期參數(shù)，fXTAL表示晶振頻率，v0表示初速度，si表示級步數(shù)，Tp表示處理時間間隔，s表示轉(zhuǎn)角，sa表示加速段總步數(shù)；電機驅(qū)動電路接收上述所需驅(qū)動的步進電機的控制信息和上述方波信號驅(qū)動步進電機運行。
本發(fā)明適用于醫(yī)療機器人的步進電機網(wǎng)絡控制裝置的優(yōu)點在于1)引入分布式控制策略，本控制器所連接的上位計算機作為主控計算機，多個控制器組成下位機，下位機可以根據(jù)需要擴展多個控制器。2)以高性能的單片機為核心組成控制器的中心控制單元，設計出步進電機調(diào)速和位置控制算法，以及控制器與上位主控計算機的通信程序，使控制器具有自主運行能力，和與上位機聯(lián)機運行能力。3)以集成步進電機驅(qū)動芯片為核心，組成步進電機驅(qū)動電路，采用單極恒流細分驅(qū)動。4)以定時/計數(shù)器82C54為核心的步進電機控制脈沖發(fā)生器。


圖1是本發(fā)明步進電機網(wǎng)絡控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是一種上位機與控制裝置、步進電機的控制模式框圖。
圖3A是步進電機的驅(qū)動電路原理圖。
圖3B是通訊接口電路的電路原理圖。
圖3C是脈沖發(fā)生器的電路原理圖。
圖3D是單片機與鎖存器、復位電路以及接口的電路原理圖。
圖中1.步進電機 2.電機驅(qū)動電路 3.電源電路 4.脈沖發(fā)生電路5.單片機 6.通訊接口電路 7.上位機 8.轉(zhuǎn)接器 9.現(xiàn)場總線具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
請參見圖1、圖2所示，本發(fā)明是一種適用于醫(yī)療機器人的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，所述醫(yī)療機器人接收由上位機7下發(fā)經(jīng)轉(zhuǎn)接器8、現(xiàn)場總線9后的控制指令，并由多個步進電機驅(qū)動所述醫(yī)療機器人的各個智能機構(gòu)；所述步進電機采用模塊化的控制裝置，所述控制裝置是通過現(xiàn)場總線9與上位機7實現(xiàn)通訊；所述控制裝置與步進電機采用分布控制模式；所述控制裝置是由單片機5、通訊接口電路6、脈沖發(fā)生電路4、電機驅(qū)動電路2和電源電路3構(gòu)成；通訊接口電路6接收所述上位機7下發(fā)的控制指令；單片機5接收上述控制指令經(jīng)地址匹配處理獲得所需驅(qū)動的步進電機1地址信息；然后，單片機5接收上述控制指令經(jīng)參數(shù)解碼處理獲得所需驅(qū)動的步進電機1的控制信息，并對上述控制信息進行步進電機加減速曲線生成處理，從而控制脈沖發(fā)生電路4產(chǎn)生的方波信號；其中，步進電機1生成加減速曲線方法為Ci=fXTAL2(v0+iv-v0k),si=vi(tk-Tp),(i<k)Ck=fXTAL2(v0+kv-v0k),sk=s-2sa-vkTpCi=C2k-i,sk=s2k-i,(k<i≤2k)]]>式中，i表示運行級序數(shù)，k表示加速段總級數(shù)，t表示加速時間，Ci表示脈沖周期參數(shù)，fXTAL表示晶振頻率，v0表示初速度，si表示級步數(shù)，Tp表示處理時間間隔，s表示轉(zhuǎn)角，sa表示加速段總步數(shù)；電機驅(qū)動電路2接收上述所需驅(qū)動的步進電機的控制信息和上述方波信號驅(qū)動步進電機1運行。
在本發(fā)明中，步進電機的網(wǎng)絡實現(xiàn)是將與多個分布控制步進電機1的控制裝置執(zhí)行的控制指令通過RS485現(xiàn)場總線9公布到各自的所需驅(qū)動對象上進行的(如圖2所示)，步進電機A101由控制裝置A111控制，步進電機B102由控制裝置B112控制，依順次，則有步進電機N104由控制裝置N114控制。每一個控制裝置對步進電機的控制是相同的，當接收上位機7下的指令信息后首先進行地址判斷所指向的步進電機，然后對該步進電機進行加減速曲線的脈沖波控制其運行。其電路中部分未指出的端子連接為常規(guī)連接，特定的各端子連接如下，單片機U1的低8位數(shù)據(jù)60、59、58、57、56、55、54、53端與鎖存器U6的3、4、7、8、13、14、17、18端連接，單片機U1的地址48端與鎖存器U6的1端連接，單片機U1的寫有效40端與鎖存器U6的11端連接，鎖存器U6的輸出2、5、6、15端與電機驅(qū)動電路U2的9、12、13、15端連接，鎖存器U6的輸出9、16端分別串聯(lián)限流電阻R4、R6，鎖存器U6的輸出12端與脈沖發(fā)生電路U4的11端和16端連接，鎖存器U6的輸出19端與通信接口電路U3的2端和3端連接；單片機U1的低8位數(shù)據(jù)60～53端與脈沖發(fā)生電路U4的8～1端連接，單片機U1的地址51～49端與脈沖發(fā)生電路U4的19～21端連接，單片機U1的寫有效40端與脈沖發(fā)生電路U4的23端連接，單片機U1的讀有效61端與脈沖發(fā)生電路U4的22端連接，單片機U1的時鐘65端與脈沖發(fā)生電路U4的9端連接，單片機U1的輸入24端與脈沖發(fā)生電路U4的13端和18端連接，單片機U1的輸入25端與脈沖發(fā)生電路U4的17端連接，脈沖發(fā)生電路U4的10端和15端與電機驅(qū)動電路U2的10端連接；單片機U1的12、14、36端接地，1、13、37端接電源，單片機U1的62端與復位電路U7的7端連接，單片機U1的復位輸入16端與復位電路U3的6端連接，單片機U1的串行17、18端與通信接口電路U3的1、4端連接，單片機U1的P1口低5位19～23端與接口J5的1～5端連接，單片機U1的P1口高3位30～32端與撥碼開關S1的6～4端連接，單片機U1的存儲地址選擇輸入2端與接口JP1的2端連接，電機驅(qū)動電路U2的16端接驅(qū)動電源VDD，11端接地。電機驅(qū)動電路U2的外圍控制器件包括復位電路、參考電壓電路，電機電流采樣電阻RSA和RSB以及濾波電容CA。復位電路由電容C111和電阻R3組成，電容C111一端與電源VCC相連，另一端同時與電阻R3和U2的8端相連，電阻R3另一端接地。參考電壓電路由兩個PNP型三極管Q1、Q2，4個電阻R1、R4、R5、R6和一個電位器R2組成。R1、R5、R2依次串聯(lián)接在電源VCC和地之間，R5的前端與U2的7端連接。Q1發(fā)射極與R1前端相連，集電極與R1的后端連接，基極與電阻R4連接。Q2發(fā)射極與R2前端連接，集電極與R2后端連接，基極與電阻R4連接。電流采樣RSA接在U2的7和11端間，RSB接在SLA7062的17和11端之間。濾波電容直接并聯(lián)在U2的16和11端之間。復位電路、參考電壓電路、電機電流采樣電阻和電源在U2的11端接成星形地，電機驅(qū)動電路U2的輸出1端和2端與接口J2的2端連接，輸出3端和4端與接口J2的3端連接，輸出18端和19端與接口J2的5端連接，輸出20端和21端與接口J2的6端連接，脈沖發(fā)生電路U4的10、15端同時與電機驅(qū)動電路U2的10端連接，鎖存器U6的輸出口2、5、6、15端與電機驅(qū)動電路U2的9、12、13、15端連接，鎖存器U6的輸出口9、16端與電機驅(qū)動電路U2的外圍控制器件電阻R4、R6連接，鎖存器U6的輸出口12端同時與脈沖發(fā)生器U4的11、16端連接，鎖存器U6的輸出口19端同時與通信電路U3的2、3端連接。
本發(fā)明的控制器的中心控制單元是有一個高性能的單片機和外圍的數(shù)據(jù)鎖存芯片組成，單片機選用Intel公司的16位單片機87C196KC20，數(shù)據(jù)鎖存芯片采用單邊8D數(shù)據(jù)鎖存器74HC377。87C196KC20晶震頻率可達20M，具有標準輸入輸出口及全雙工異步和同步串行輸入/輸出口，內(nèi)部程序存取器16K，具有高速輸入接口HSI等，豐富的系統(tǒng)資源使得只需擴展很少的器件即可滿足系統(tǒng)的要求。數(shù)據(jù)鎖存器74HC377直接與單片機低位數(shù)據(jù)總線相連，為系統(tǒng)提供8個控制信號CW/CCW——電機運行方向控制。0電機正轉(zhuǎn)，1電機反轉(zhuǎn)M1，M2-—電機驅(qū)動細分數(shù)選擇。
表1 信號狀態(tài)與細分選擇邏輯關系對照表

電機驅(qū)動的細分數(shù)通過程序設定，在電機運行過程中，可以在線調(diào)節(jié)。因此，在電機運行速度較低時，可以選擇較大的細分，有效抑制低頻振蕩；而在電機運行速度較高時，選擇較小的細分，滿足高速運行要求。
Sleep和Reduce——電機運行模式控制信號休眠狀態(tài)電機繞組電流為零，無定位力矩輸出，電機處于自由狀態(tài)。
節(jié)流狀態(tài)電機繞組電流比運動狀態(tài)小，有一定的鎖定能力，但是能量消耗更小，發(fā)熱量更小。
在機器人工作期間，在不需要電機運動時，將電機調(diào)整到休眠狀態(tài)或者節(jié)流狀態(tài)，可以節(jié)省能源消耗，同時減小電機的發(fā)熱量。
表2 信號狀態(tài)與電機運行模式邏輯關系對照表

Sync——PWM調(diào)制模式擴展。1同步調(diào)制，0異步調(diào)制。同步調(diào)制可以減少電機停止時PWM調(diào)試產(chǎn)生的隨機噪聲，但是同步調(diào)制將加劇電機運行時的振蕩。因此，有必要在電機運行時采用異步調(diào)制，電機停止時轉(zhuǎn)為同步調(diào)制。
Gate——控制脈沖發(fā)生控制端。1脈沖發(fā)生器正常工作，0脈沖發(fā)生器停止工作。以次控制電機的啟停。
R/W——串行口讀寫控制信號。0寫有效，控制器可以向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)；1讀有效，控制器可以讀取上位機命令電機驅(qū)動模塊以日本SANKEN公司的單極恒流驅(qū)動芯片SLA7062M為核心組成。該芯片提供完整的4相步進電機驅(qū)動和控制功能，提供串行控制接口，用戶只需至少提供驅(qū)動脈沖和方向兩路控制信號，應用方便。通過控制信號的設置，可以取得多種細分，通過改變參考電壓Vref，可以調(diào)整驅(qū)動芯片的額定輸出電流，使得控制器可以拖動0.3A～3A的不同額定電流的電機。實際控制器中，通過調(diào)整電位器R2的值來調(diào)整Vref，實現(xiàn)額定電流的調(diào)節(jié)。為減少能耗，降低電機的發(fā)熱，延長使用壽命，電機有三種運行模式工作模式、節(jié)流模式、休眠模式。電機的運行模式由程序控制，可以靈活設置。這些控制信號，使得電機的控制靈活性很強，適合于多種應用。
本發(fā)明的步進電機驅(qū)動器采用恒流細分驅(qū)動方法，需要頻率很高的控制脈沖，并且需要復雜的速度和位置控制，因此采用擴展定時/計數(shù)器82C54結(jié)合87C196KC的高速輸入功能的方法為電機驅(qū)動提供控制脈沖。結(jié)合電路原理圖，說明該控制脈沖發(fā)生器的工作原理8254計數(shù)器0工作在方波發(fā)生器模式，對clk0輸入的脈沖分頻后輸出。計數(shù)器1工作在計數(shù)模式，計數(shù)器0輸出的脈沖一邊送到步進電機驅(qū)動模塊作為控制脈沖，同時送到計數(shù)器1脈沖輸入端，計數(shù)器1對計數(shù)器0輸出的脈沖計數(shù)。通過控制計數(shù)器0的計數(shù)初值可以控制電機運行速度。在該系統(tǒng)中，單片機設定好82C54的參數(shù)后，自動產(chǎn)生脈沖并自動計數(shù)脈沖個數(shù)，不需要單片機的干預。計數(shù)器0發(fā)出的脈沖個數(shù)達到計數(shù)器1的設定值時，計數(shù)器1向單片機申請中斷，請求處理。單片機接收到中斷信號，執(zhí)行相應操作，82C54按照新的參數(shù)運行。利用這種方法，MCU不需要直接負責脈沖的產(chǎn)生和計數(shù)，而只要在需要修改8254的工作參數(shù)時才干預控制脈沖器的工作，因而提高了脈沖頻率和MCU的運行效率，可以方便的進行復雜的速度和位置控制。
電機在運動過程中，要經(jīng)歷加速、恒速、減速過程。經(jīng)過離散化處理，加速軌跡呈階梯狀。電機在每一級速度上保持一定的時間，電機運行一段距離，到達該級的運行步數(shù)后，8254發(fā)出中斷信號，MCU響應中斷，改變8254的計數(shù)器1、2的初值，調(diào)整速度和位移后繼續(xù)運行，直到停止。實際系統(tǒng)中，電機啟動前，主控程序首先根據(jù)運行參數(shù)計算出運行頻率和相應頻率級的運行步數(shù)的數(shù)據(jù)表，并進行級步數(shù)補償，運行中從數(shù)據(jù)表中查出運行頻率和級步數(shù)，對82C54進行設置。利用查表法和級步數(shù)補償，本發(fā)明的步進電機控制器達到了較高的定位精度。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)是在87C196KC的全雙工串行輸入輸出口上擴展RS485接口構(gòu)成。當需要控制多個軸時，直接在485網(wǎng)絡上掛接多個控制器接口即可，系統(tǒng)擴展相當簡便。各個控制器在網(wǎng)絡中的地址由地址選擇撥碼開關設定，3為撥碼開關可設置成0～7共8個地址。系統(tǒng)在上電初始化是，讀取該撥碼開關的值作為自己的地址。系統(tǒng)的通訊利用了87C196KC的多機通訊方法，配合自定義的通訊協(xié)議完成，通信效率高，可靠型好，應用靈活。系統(tǒng)為用戶提供API函數(shù)，支持MFC編程，方便開發(fā)。
I/O接口提供5個手動控制信號停止、位移控制、復位、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。手動控制使控制器可以脫離上位主控計算機獨立運行，為系統(tǒng)的運行提供了一種冗余的控制方式。當系統(tǒng)故障時，控制器可單獨運行，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。
在先進的步進電機驅(qū)動控制技術的基礎上，引入分布式控制策略，采用標準的計算機總線，將傳統(tǒng)的步進電機控制系統(tǒng)中的控制卡和驅(qū)動器集成在一塊板卡上，使得該控制器具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可擴展性能好的特點。
權利要求
1.一種適用于醫(yī)療機器人的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，所述醫(yī)療機器人接收由上位機(7)下發(fā)經(jīng)轉(zhuǎn)接器(8)、現(xiàn)場總線(9)后的控制指令，并由多個步進電機驅(qū)動所述醫(yī)療機器人的各個智能機構(gòu)；所述步進電機采用模塊化的控制裝置，其特征在于所述控制裝置是通過現(xiàn)場總線(9)與上位機(7)實現(xiàn)通訊；所述控制裝置與步進電機采用分布控制模式；所述控制裝置是由單片機(5)、通訊接口電路(6)、脈沖發(fā)生電路(4)、電機驅(qū)動電路(2)和電源電路(3)構(gòu)成；通訊接口電路(6)接收所述上位機(7)下發(fā)的控制指令；單片機(5)接收上述控制指令經(jīng)地址匹配處理獲得所需驅(qū)動的步進電機(1)地址信息；然后，單片機(5)接收上述控制指令經(jīng)參數(shù)解碼處理獲得所需驅(qū)動的步進電機(1)的控制信息，并對上述控制信息進行步進電機加減速曲線生成處理，從而控制脈沖發(fā)生電路(4)產(chǎn)生的方波信號；其中，步進電機(1)生成加減速曲線方法為Ci=fXTAL2(v0+iv-v0k),si=vi(tk-Tp)(i<k)Ck=fXTAL2(v0+kv-v0k),sk=s-2sa-vkTpCi=C2k-i,sk=s2k-i(k<i≤2k)]]>式中，i表示運行級序數(shù)，k表示加速段總級數(shù)，t表示加速時間，Ci表示脈沖周期參數(shù)，fXTAL表示晶振頻率，v0表示初速度，si表示級步數(shù)，Tp表示處理時間間隔，s表示轉(zhuǎn)角，sa表示加速段總步數(shù)；電機驅(qū)動電路(2)接收上述所需驅(qū)動的步進電機的控制信息和上述方波信號驅(qū)動步進電機(1)運行。
2.根據(jù)權利要求1所述的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，其特征在于步進電機(1)的驅(qū)動電流為0.3A～3A。
3.根據(jù)權利要求1所述的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)接器(8)選取RS232/RS485轉(zhuǎn)接器。
4.根據(jù)權利要求1所述的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，其特征在于現(xiàn)場總線(9)是RS485總線。
5.根據(jù)權利要求1所述的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，其特征在于單片機(5)選用87C196KC芯片，通訊接口電路(6)選用MAX485芯片，脈沖發(fā)生電路(4)選用P82C54芯片，電機驅(qū)動電路(2)選用SLA7062M芯片。
6.根據(jù)權利要求1所述的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，其特征在于電路的各端子連接為單片機U1的低8位數(shù)據(jù)60、59、58、57、56、55、54、53端與鎖存器U6的3、4、7、8、13、14、17、18端連接，單片機U1的地址48端與鎖存器U6的1端連接，單片機U1的寫有效40端與鎖存器U6的11端連接，鎖存器U6的輸出2、5、6、15端與電機驅(qū)動電路U2的9、12、13、15端連接，鎖存器U6的輸出9、16端分別串聯(lián)限流電阻R4、R6，鎖存器U6的輸出12端與脈沖發(fā)生電路U4的11端和16端連接，鎖存器U6的輸出19端與通信接口電路U3的2端和3端連接；單片機U1的低8位數(shù)據(jù)60～53端與脈沖發(fā)生電路U4的8～1端連接，單片機U1的地址51～49端與脈沖發(fā)生電路U4的19～21端連接，單片機U1的寫有效40端與脈沖發(fā)生電路U4的23端連接，單片機U1的讀有效61端與脈沖發(fā)生電路U4的22端連接，單片機U1的時鐘65端與脈沖發(fā)生電路U4的9端連接，單片機U1的輸入24端與脈沖發(fā)生電路U4的13端和18端連接，單片機U1的輸入25端與脈沖發(fā)生電路U4的17端連接，脈沖發(fā)生電路U4的10端和15端與電機驅(qū)動電路U2的10端連接；單片機U1的12、14、36端接地，1、13、37端接電源，單片機U1的62端與復位電路U7的7端連接，單片機U1的復位輸入16端與復位電路U3的6端連接，單片機U1的串行17、18端與通信接口電路U3的1、4端連接，單片機U1的P1口低5位19～23端與接口J5的1～5端連接，單片機U1的P1口高3位30～32端與撥碼開關S1的6～4端連接，單片機U1的存儲地址選擇輸入2端與接口JP1的2端連接，電機驅(qū)動電路U2的16端接驅(qū)動電源VDD，11端接地，電機驅(qū)動電路U2的外圍控制器件包括復位電路、參考電壓電路，電機電流采樣電阻RSA和RSB以及濾波電容CA，復位電路由電容C111和電阻R3組成，電容C111一端與電源VCC相連，另一端同時與電阻R3和U2的8端相連，電阻R3另一端接地，參考電壓電路由兩個PNP型三極管Q1、Q2，4個電阻R1、R4、R5、R6和一個電位器R2組成，R1、R5、R2依次串聯(lián)接在電源VCC和地之間，R5的前端與U2的7端連接，Q1發(fā)射極與R1前端相連，集電極與R1的后端連接，基極與電阻R4連接，Q2發(fā)射極與R2前端連接，集電極與R2后端連接，基極與電阻R4連接，電流采樣RSA接在U2的7和11端間，RSB接在SLA7062的17和11端之間，濾波電容直接并聯(lián)在U2的16和11端之間，復位電路、參考電壓電路、電機電流采樣電阻和電源在U2的11端接成星形地，電機驅(qū)動電路U2的輸出1端和2端與接口J2的2端連接，輸出3端和4端與接口J2的3端連接，輸出18端和19端與接口J2的5端連接，輸出20端和21端與接口J2的6端連接，脈沖發(fā)生電路U4的10、15端同時與電機驅(qū)動電路U2的10端連接，鎖存器U6的輸出口2、5、6、15端與電機驅(qū)動電路U2的9、12、13、15端連接，鎖存器U6的輸出口9、16端與電機驅(qū)動電路U2的外圍控制器件電阻R4、R6連接，鎖存器U6的輸出口12端同時與脈沖發(fā)生器U4的11、16端連接，鎖存器U6的輸出口19端同時與通信電路U3的2、3端連接，其余各端子為常規(guī)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于醫(yī)療機器人的步進電機網(wǎng)絡控制裝置，所述步進電機采用模塊化的控制裝置，所述控制裝置是通過現(xiàn)場總線(9)與上位機(7)實現(xiàn)通訊；所述控制裝置與步進電機采用分布控制模式；所述控制裝置是由單片機(5)、通訊接口電路(6)、脈沖發(fā)生電路(4)、電機驅(qū)動電路(2)和電源電路(3)構(gòu)成；通訊接口電路(6)接收所述上位機(7)下發(fā)的控制指令；單片機(5)接收上述控制指令經(jīng)地址匹配處理獲得所需驅(qū)動的步進電機(1)地址信息；然后，單片機(5)接收上述控制指令經(jīng)參數(shù)解碼處理獲得所需驅(qū)動的步進電機(1)的控制信息，并對上述控制信息進行步進電機加減速曲線生成處理，從而控制脈沖發(fā)生電路(4)產(chǎn)生的方波信號；電機驅(qū)動電路(2)接收上述所需驅(qū)動的步進電機的控制信息和上述方波信號驅(qū)動步進電機(1)運行。
文檔編號G06F15/163GK1808885SQ20051013251
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月26日 優(yōu)先權日2005年12月26日
發(fā)明者王田苗, 王滿宜, 胡磊, 張維軍, 王豫, 劉文勇, 王軍強, 張 杰, 趙春鵬, 徐穎, 蘇永剛, 周力, 張家磊, 張豐全, 張利軍, 張薇 申請人:北京航空航天大學