[實用新型]一種寬電壓范圍輸入集成式多軸伺服驅動系統

有效

• 申請號: 202220510565.4
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN218549749U
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 劉俊艷
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 馮振華;鄭純

本實用新型屬于機器人伺服驅動系統技術領域，具體涉及一種寬電壓范圍輸入集成式多軸伺服驅動系統，包括：直流電源、DC?DC變換器、輸出直流母線以及至少兩個伺服驅動器，本實用新型將一個DC?DC變換器(直流?直流變壓器)輸入端連接在直流電源上，輸出端并聯各伺服驅動器，采用本實用新型的伺服驅動系統，將電池組的輸出端連接在DC?DC變換器的輸入端，DC?DC變換器可根據低壓伺服系統的電壓需求輸出相應的電壓值給多個低壓伺服驅動器，解決了電池組電壓過高無法適配低壓伺服驅動系統的技術問題。

技術領域

本實用新型屬于機器人伺服驅動系統技術領域，具體涉及一種寬電壓范圍輸入集成式多軸伺服驅動系統。

背景技術

現有移動機器人，移動自巡航機器人多采用電池供電。電池電壓多為低壓直流供電，如36伏，48伏等，移動機器人輪轂電機或者車載機械臂多用該電壓等級低壓伺服電機。

對于重載且大力矩移動作業機器人，需要的電池容量大，需采用電壓相對較高的電池組供電，這樣36伏、48伏伺服系統不再適用，要么采用高壓的伺服系統，如市場上傳統的交流伺服，如單相220V交流、三項380V交流的伺服系統，如果電池組供電電壓還沒有達到該等級而又高于傳統低壓伺服電壓等級時，沒有很適合的低壓伺服系統供選擇。

通常情況下，對中小負載型移動機器人，采用與低壓伺服電機電壓水平一致的電池電源供電，不存在母線電壓變換的問題。對于中大負載移動作業機器人，采用高壓電池供電，就需要利用一個單獨的DC-DC降壓電源將該電池電壓降低到伺服電機需要的電壓水平，以供伺服系統供電。而單獨采用的DC-DC降壓電源，在帶動伺服電機類負載時，輸出電壓水平易受伺服電機運行狀態的影響而不平穩，該不平穩的電壓會影響伺服系統的性能。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提出一種寬電壓范圍輸入集成式多軸伺服驅動系統，將一個DC-DC變換器(直流-直流變壓器)輸入端連接在直流電源上，輸出端并聯各伺服驅動器，采用本實用新型的伺服驅動系統，將電池組的輸出端連接在DC-DC變換器的輸入端，DC-DC變換器可根據低壓伺服系統的電壓需求輸出相應的電壓值給多個低壓伺服驅動器，解決了電池組電壓過高無法適配低壓伺服驅動系統的技術問題。

為了達到上述技術目的，本實用新型所采用的具體技術方案為：

一種寬電壓范圍輸入集成式多軸伺服驅動系統，包括：

直流電源；

DC-DC變換器，輸入端連接所述直流電源；

輸出直流母線，連接所述DC-DC變換器的輸出端；

至少兩個伺服驅動器，并聯在所述輸出直流母線上。

進一步的，所述伺服驅動系統安裝在機器人上，所述直流電源為所述機器人的電池輸出母線。

進一步的，所述多軸伺服驅動系統還包括運算放大器和控制電路；所述運算放大器的正極輸入端連接所述輸出直流母線的正極母線，負極輸入端連接指定電壓；所述控制電路的一端連接所述運算放大器的輸出端，另一端連接所述DC-DC變換器，用于基于所述輸出直流母線的正極母線及所述指定電壓并輸出控制波；所述DC-DC變換器基于所述控制波將所述輸出端直流母線的電壓調整至與所述指定電壓同步。

進一步的，所述直流電源與所述輸出端直流母線通過通斷開關連接。

進一步的，所述DC-DC變換器的電壓轉換比基于微控制器進行控制；各所述伺服驅動器基于至少一個數字信號處理器進行控制；所述微控制器與各所述數字信號處理器依次串聯通信，且均基于通信總線通信。

進一步的，一組所述微控制器同時控制至少兩組所述伺服驅動器。

進一步的，所述微控制器的時鐘信息與各所述數字信號處理器同步設置；所述微控制器設置有同步起跳信號，所述同步起跳信號基于信號線同時連接各所述數字信號處理器。