[發明專利]機器人電機啟動控制裝置

在審

• 申請號: 201910442372.2
• 申請日: 2019-05-25
• 公開（公告）號: CN110171018A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 馮源;王磊;王有鵬
• 申請（專利權）人: 塞伯睿機器人技術（長沙）有限公司
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;H02P1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種機器人電機啟動控制裝置，它是串接在電機電樞回路上的BUCK電路，包括：由開光管、儲能電感和濾波電容組成的雙向半橋變換器，單片機，PWM驅動器，對電機電樞回路的電流高頻采樣的電流采樣電路和對電機電樞回路的電壓高頻采樣的電壓采樣電路；所述單片機產生PWM波，通過采得的電流和電壓值調整PWM波的占空比，經由PWM驅動器放大后驅動所述開關管。所述PWM波的占空比經由增量型的PID控制算法調節，使電機輸出功率恒定。本發明可以減少電機啟動對供電系統的沖擊，對電機也有保護的作用。同時具有低能耗的優點，符合節能減排的需求。

技術領域

本發明涉及一種機器人電機啟動控制裝置。

背景技術

一般戶外作業的機器人配有太陽能板兼蓄電池供電的直流電機，在戶外工作環境下機器人不得不頻繁啟停電機，電機如果直接啟動，由于反電動勢為零，啟動電流非常大，會有一個4~7倍于額定電流的沖擊電流 ，導致負載功率激增，電機頻繁啟動時的大電流，會對供電裝置造成沖擊，可能會導致電池輸出電流超過上限，同時使其供電電壓下降影響其他設備的正常運行。電機頻繁啟動時功率激增也會對電池的充放電產生影響， 導致蓄電池頻繁充放電，進而使得電池內部發熱，容量衰減，內阻增加，減少電池的壽命。

總之，電機直接啟動會導致對供電系統產生較大沖擊，這會帶來不利后果，這是現有技術的亟需解決的不足之處。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種機器人電機的啟動控制裝置，它可以減少電機啟動對供電系統的沖擊。

本發明的機器人電機啟動控制裝置，它是串接在電機電樞回路上的BUCK電路，其特征是包括：由開光管、儲能電感和濾波電容組成的雙向半橋變換器，單片機，PWM驅動器，電流采樣電路和電壓采樣電路；

所述單片機產生PWM波，通過采得的電流和電壓值調整PWM波的占空比，經由PWM驅動器放大后驅動所述開關管。

所述PWM波的占空比經由增量型的PID控制算法調節，使電機輸出功率恒定。

所述單片機是STM32單片機。

所述PWM驅動器包括半橋驅動芯片IR2110s。

所述電流采樣電路包括與采樣電阻連接的差分放大器LM358。

本發明的技術效果是：一、通過BUCK電路對電機電樞回路電壓進行調整，控制電機接近恒功率啟動，在保證啟動轉矩較大，啟動時間較短的同時，穩定啟動功率，減少了電機啟動對供電系統的沖擊。二、由于本發明可以使得電機輸出功率接近恒定，無須電阻消耗額外電能，具有低能耗的優點，符合節能減排的需求。三、本發明避免了直流電機運行時因電流沖擊而導致的電機故障或者損壞，對電機有保護的作用。

附圖說明

圖1是本發明的BUCK電路構成框圖。

圖2是圖1的電原理圖。

圖3是PWM驅動器。

圖4 是采樣電路原理圖。

圖5 是過程控制流程圖。

具體實施方式

現結合附圖，對本發明的實施例作詳細說明。

參看圖1，本發明的電機啟動控制裝置是一種BUCK電路，包括STM32單片機11、雙向DC-DC主回路12，電流采樣電路13、電壓采樣電路14和PWM驅動器15，發明思路是首先在STM32單片機內設置一個啟動最大功率，采樣網絡實時采集電機兩端電壓及電流，計算功率，當功率大于設定功率時，減小PWM波的占空比，降低輸出電壓，直至功率等于輸出設定功率。