[發(fā)明專利]一種協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動電路

在審

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• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114714353A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊仲秋;田坤淼;楊思遠(yuǎn);李家暉
• 申請（專利權(quán)）人: 伯朗特機(jī)器人股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J17/00;B25J17/02
• 代理公司: 廣州駿思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 龍婷

1.一種協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于，包括：

DSP數(shù)字信號處理器、CAN收發(fā)器和EtherCAT從站控制器；

所述DSP數(shù)字信號處理器包括CAN接口、第一SPI接口和MCU控制單元，所述CAN接口和所述第一SPI接口分別與所述MCU控制單元連接；

所述CAN收發(fā)器包括外部端口和內(nèi)部端口，所述外部端口連接上位機(jī)，所述內(nèi)部端口連接所述CAN接口，所述CAN收發(fā)器用于當(dāng)協(xié)作機(jī)器人處于調(diào)試階段時進(jìn)行所述上位機(jī)與MCU控制單元之間的參數(shù)交換；

所述EtherCAT從站控制器包括信號輸入端和信號輸出端，所述信號輸入端與外部控制器信號連接，所述信號輸出端與第一SPI接口信號連接；

所述EtherCAT從站控制器用于當(dāng)協(xié)作機(jī)器人處于工作狀態(tài)時，通過所述信號輸入端接收所述外部控制器的控制指令，并通過所述信號輸出端將該控制指令發(fā)送至所述MCU控制單元；

所述EtherCAT從站控制器還用于當(dāng)協(xié)作機(jī)器人處于工作狀態(tài)時，通過所述信號輸出端接收所述MCU控制單元輸出的位置信息，并通過所述信號輸出端將該位置信息發(fā)送至所述外部控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于：

還包括電機(jī)驅(qū)動電路；

所述電機(jī)驅(qū)動電路包括驅(qū)動信號輸入端和驅(qū)動信號輸出端，所述驅(qū)動信號輸入端與所述MCU控制單元信號連接，所述驅(qū)動信號輸出端與驅(qū)動電機(jī)相連接；所述電機(jī)驅(qū)動電路用于接收所述MCU控制單元輸出的驅(qū)動控制信號并生成三相交流電輸出至關(guān)節(jié)電機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于：

所述電機(jī)驅(qū)動電路包括MOS逆變電路，所述MOS逆變電路包括MOS管控制器和MOS管，所述MOS管控制器與所述MOS管連接，用于控制所述MOS管的通斷；

所述DSP數(shù)字信號處理器還包括ePWM模塊；

所述ePWM模塊一端與所述MCU控制單元信號連接，另一端與所述MOS逆變電路的輸入端連接，所述ePWM模塊用于接收所述MCU控制單元輸出的PWM指令并發(fā)送至所述MOS逆變電路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于：

還包括位置傳感器模塊，所述位置傳感器模塊包括增量式編碼器，絕對值編碼器和霍爾傳感器；

所述DSP數(shù)字信號處理器還包括第二SPI接口、GPIO接口和QEP模塊，所述QEP模塊一端連接所述MCU控制單元，另一端對外暴露接口；所述第二SPI接口和所述GPIO接口分別與所述MCU控制單元相連接；

所述霍爾傳感器的信號輸入端連接關(guān)節(jié)電機(jī)的電機(jī)軸位置，所述霍爾傳感器的信號輸出端與所述GPIO接口相連接，所述霍爾傳感器用于獲取電機(jī)軸分辨率60°的絕對角度并通過所述GPIO接口發(fā)送至所述MCU控制單元；

所述增量式編碼器的信號輸入端連接關(guān)節(jié)電機(jī)的電機(jī)軸位置，所述增量式編碼器的信號輸出端與所述QEP模塊相連接；所述增量式編碼器用于當(dāng)所述電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)后獲取Z信號并發(fā)送脈沖形式的位置信息至QEP模塊；

所述QEP模塊用于解碼所述增量式編碼器與所述霍爾傳感器輸出的信息，獲取所述電機(jī)軸的絕對位置信息并發(fā)送至所述MCU控制單元；

所述絕對值編碼器的信號輸入端與關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸信號連接，所述絕對值編碼器的信號輸出端與所述第二SPI接口相連接，所述絕對值編碼器用于獲取所述輸出軸的角度位置信息并通過所述第二SPI接口發(fā)送至所述MCU控制單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于：

還包括模擬量測量模塊；

所述DSP數(shù)字信號處理器還包括ADC模塊；所述ADC模塊一端與所述MCU控制單元信號連接，另一端與所述模擬量測量模塊信號連接；

所述模擬量測量模塊的信號輸入端與所述MOS逆變電路的輸出端連接，所述模擬量測量模塊的輸出端與所述ADC模塊相連接；所述ADC模塊用于獲取所述模擬量測量模塊輸出的模擬量，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送至所述MCU控制單元。