CN106602940A

CN106602940A - 上肢康复机器人用无刷直流电机控制器

Info

Publication number: CN106602940A
Application number: CN201710119294.3A
Authority: CN
Inventors: 张修太; 翟亚芳; 姚琏; 李静; 李立; 晁军峰
Original assignee: Anyang Institute of Technology
Current assignee: Anyang Institute of Technology
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2017-04-26

Abstract

上肢康复机器人用无刷直流电机控制器，包括微控制器、PWM驱动电路、全桥逆变电路、通信接口电路和电源电路，所述的微控制器采用STM32微控制器，微控制器完成包括PWM信号的产生、转子位置检测、过流检测与保护、速度测量和控制器工作状态指示，所述的PWM驱动电路采用IR2130S芯片作为驱动电路，所述的全桥逆变电路采用功率MOSFET 芯片I RF3808构成的全桥逆变电路，实现电机的换向驱动控制；所述的通信接口电路CAN通信和RS232串行通信两种接口，便于控制器与不同通信接口的上位机进行连接应用。采用本控制器在满足要求的情况下可以有效的降低设备成本。

Description

上肢康复机器人用无刷直流电机控制器

技术领域

本发明涉及一种电机控制器，特别涉及一种上肢康复机器人用无刷直流电机控制器，属于电气技术领域。

背景技术

与有刷直流电机相比，无刷直流电机具有功耗低、换向可靠，体积小、重量轻、输出扭矩大，使用寿命长等优点，在工业控制、医疗器械、家用电器等有广阔的应用前景。上肢康复机器人对患者进行腕部、前臂、上臂和肩部进行康复训练时，需要机械臂做往复运动，电机做正转和反转运动，如果采用有刷电机，在转动时需要电刷工作实现电压极性的调整，电刷是机械构件，易于磨损，影响电机的使用寿命，从而影响上肢康复机器人的安全性和可靠性，增加其维护成本，而无刷直流电机的旋转是靠电子换向器实现的，可靠性和使用寿命都得到了大幅提高，康复训练时，要求机械臂的旋转速度和移动的范围能根据患者的情况进行自由设定，这就要求控制器可以根据要求进行速度和范围的调整，上肢康复机器人是在计算机操作下进行康复训练的，这就要求控制器能和计算机进行通信，在计算机的控制下，实现一定速度和范围内的康复训练，并把机械臂的旋转速度和当前位置信息上传给计算机进行显示和记录。基于DSP、FPGA无刷直流电机控制器成本高，电路复杂，基于专业控制芯片的电机控制器使用方面的适应性差，不能满足智能控制等个性化需求。

发明内容

本发明的目的在于克服目前的上肢康复机器人所用无刷直流电机存在的上述缺陷，提供一种上肢康复机器人用无刷直流电机控制器。

为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：上肢康复机器人用无刷直流电机控制器，包括微控制器、PWM驱动电路、全桥逆变电路、通信接口电路和电源电路，

所述的微控制器采用STM32微控制器，微控制器完成包括PWM信号的产生、转子位置检测、过流检测与保护、速度测量和控制器工作状态指示，PWM信号由STM32中的高级定时器TIM1产生，由TIM1的三个输出通道TIM1_CH1、TIM1_CH2、TIM1_CH3输出上桥臂的控制信号，分别由微控制器的PA8、PA9和PA10引脚输出，TIM1的三个输出通道TIM1_CH1N、TIM1_CH2N、TIM1_CH3N输出下桥臂的控制信号，分别由由微控制器的PB13、PB14和PB15引脚输出；无刷直流电机转子位置信号由霍尔传感器产生，由STM32的定时器TIM2进行检测，信号由PA0、PA1和PA2引脚输入到定时器的TIM2_CH1、TIM2_CH2、TIM2_CH3三个输入通道；速度检测电路的输入信号由PA6、PA7引脚接入到定时器TIM3的TIM3_CH1、TIM3_CH2，由定时器TIM3完成速度测量；电流检测由PB0引脚输入到A/D转换器ADC12_IN8通道，进行电流检测，完成过流检测和保护；引脚OSC_IN、TDI、RESET、TCK/SWCLK、TMS/SWDIO、TMO/SWO构成了JTAG接口电路；STM32微控制器的PWM1+、PWM2+、PWM3+、PWM1-、PWM2-、PWM3-接PWM驱动电路；HALL1、HALL2、HALL3接霍尔转子位置信号；QEPIN1、QEPIN2接速度检测电路；XINTIN1、XINTIN2接限位信号；LED1、LED2、LED3接控制器状态指示电路；SCIRX、SCITX接RS232通信接口电路；CanTx、CanRx接CAN通信接口电路；fault接PWM驱动电路，i_sense接电流检测电路；U1的8端口接模拟地，U1的23、35、47端口接数字地，U1的24、36、48端口接3.3V电源正极；二极管D1的正极接3.3V电源正极，二极管D1的负极接U1的1端口；电阻R1的一端接U1的44端口，一端接数字地；

所述的PWM驱动电路采用IR2130S芯片作为驱动电路，该驱动电路由U8、电阻R31、电阻R41、电阻R28、电阻R46、电阻R54、电阻R59、电阻R60、LD3、D2、D3、D4构成；HIN1、HIN2、HIN3、LIN1、LIN2、LIN3通过高速光耦分别连接到STM32的PA8、PA9、PA10、PB13、PB14、PB15引脚；Protect连接过流保护电路，Sample和fault接电流采样电路；D2、D3、D4正极性端接12V电源的正极，负极性端分别接U8的20、24和28端口；U8的10、11、12、17、21和25端口接12V电源负极性端；LD3的负极性端接U8的8端口，正极性端接电阻R59，电阻R59的另一端接5V电源的正极性端；U8的2、3、4、5、6、7端口分别通过电阻R31、电阻R41、电阻R28、电阻R46、电阻R54、电阻R59、电阻R60后连接到5V电源的正极；U8的1端口接12V电源正极；

所述的全桥逆变电路采用功率MOSFET 芯片I RF3808构成的全桥逆变电路，实现电机的换向驱动控制；所述全桥逆变电路中MOST1、MOST2、 MOST3为上桥臂，MOST4、MOST5、MOST6为下桥臂， PVCC24接24V直流电源，Sample接电流采样电路，用于实现电流检测和过流保护；全桥逆变电路由MOST1、MOST2、MOST3、MOST4、MOST5、MOST6、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R51、电阻R52、电阻R53器件构成；MHO1、MHO2、MHO3分别通过一个电阻再分别连接到MOSFET驱动电路的HO1、HO2、HO3引脚，MLO1、MLO2、MLO3分别通过一个15Ω电阻再分别连接到MOSFET驱动电路的LO1、LO2、LO3引脚，U、V、W分别接MOSFET驱动电路的VS1、VS2、VS3引脚；MOST1、MOST2、MOST3的漏极接24V电源的正极；MOST4、MOST5、MOST6的源极接电流检测电路Sample端；电阻R38、电阻R39、电阻R40一端分别接MOST1、MOST2、MOST3的栅极，另一端分别接MOST1、MOST2、MOST3的源极；电阻R51、电阻R52、电阻R53一端分别接MOST4、MOST5、MOST6的栅极，另一端分别接MOST4、MOST5、MOST6的源极；

所述的通信接口电路CAN通信和RS232串行通信两种接口，便于控制器与不同通信接口的上位机进行连接应用；由于STM32内部有CAN控制器，仅在芯片外部接入CAN收发电路即可；CAN通信接口电路由C40、电阻R65、电阻R66、J1和U3构成，其中电阻R65电阻为120Ω的阻抗匹配电阻，CanRx、CanTx分别接STM32的PB8和PB9引脚，CAN通信接口电路通过J1接口与PLC或计算机连接；RS232接口电路由C21、C25、C26、C27、C28、J2和U2构成，SCITX、SCIRX分别与STM32的PB10和PB11引脚连接，RS232通信接口电路通过J2与PLC或计算机连接；U3的3端口接3.3V电源的正极；U3的8端口通过电阻R66接3.3V电源的负极，U2的1和3端口接电容C25，U2的4和5端口接电容C27，U2的2、6和16端口分别通过电容C26、C28和C21接电源地，U2的16端口接3.3V电源正极；所述的系统电源电路包括24V直流电源接口JP24，与JP2连接有电容C2、电容C3、电容C4、电容C5连接，电容C2、电容C3、电容C4、电容C5作为24V电源的滤波电容；电容C6、电容C16作为12V电源的滤波电容，与V2的引脚3和引脚5相连；电容C14、电容C15作为5V电源的滤波电容，与V4的引脚2和引脚3相连；电容C7、电容C8作为5V数字电路电源的滤波电容，与V1的引脚3和引脚5相连；电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13作为3.3V数字电路电源的滤波电容，与V3的引脚2和引脚4相连；V1和V2为DC-DC电源模块，分别实现24V转5V和24V转12V电压变换；V1和V2为三端稳压器，分别实现5V转3V和12V转5V电压变换；

所述的控制器中还包含电平转换与驱动电路，电平转换与驱动电路实现PWM信号的电平转换和光电耦合器的驱动，由U4构成， U4的引脚1接DVCC5，U4的引脚23、引脚24接DVCC33，U4的引脚2、引脚22、引脚11、引脚12、引脚13接DGND，U4的引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、脚21接STM32微控制器的PA10、PA9、PA8、PB15、PB14、PB13，U4的引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8分别接U5、U6、U7的引脚2和引脚3；

进一步的，所述的控制器中还有光电隔离电路，光电隔离电路由电阻R29、电阻R36、电阻R42、电阻R50、电阻R55、电阻R62、U5、U6、U7构成，实现电信号的隔离，减小电路间的干扰，提高电路的可靠性，电阻R29与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R36与DVCC5和U5的引脚4相连，电阻R42与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R50与DVCC5和U5的引脚4相连，电阻R55与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R62与DVCC5和U5的引脚4相连，U5、U6、U7的引脚8与PCVV5相连，U5、U6、U7的引脚5与PGND相连，U5的引脚2与U4的引脚6相连，U5的引脚3与U4的引脚7相连，U6的引脚2与U4的引脚8相连，U6的引脚3与U4的引脚3相连，U7的引脚2与U4的引脚4相连，U7的引脚3与U4的引脚6相连；U5的引脚7与U8的引脚2相连，U5的引脚6与U8的引脚3相连，U6的引脚7与U8的引脚4相连，U6的引脚6与U8的引脚5相连，U7的引脚7与U8的引脚6相连，U7的引脚6与U8的引脚7相连。

本发明的积极有益技术效果在于：本控制器采用完全自我设计，成本低，能够实现无刷直流电机的速度和位置伺服闭环控制，控制精确度高，能够完全满足上肢康复机器人的需要，采用本控制器在满足要求的情况下可以有效的降低设备成本。

附图说明

图1是控制器的构成示意图。

图2是控制器的主电路图。

图3是全桥逆变电路的图。

图4是PWM驱动电路图。

图5是CAN通信的电路图。

图6是RS232串行通信的电路图。

图7是系统电源的电路图。

图8是电平转换与驱动电路的电路图。

图9是光电隔离电路的电路图。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。

本控制器选用Cortex-M3内核的STM32微控制器作为控制核心，微控制器完成包括PWM信号的产生、转子位置检测、过流检测与保护、速度测量和控制器工作状态指示，微控制器产生的PWM信号不能直接驱动MOSFET构成的全桥逆变电路，需要驱动电路进行放大，由PWM驱动电路完成，逆变电路接收驱动电路发过来的PWM信号，控制无刷直流电路转动，测速电路是由增量式旋转编码器构成，产生的脉问信号传给微控制器进行处理，计算出电机转速，通信接口电路有两种RS232和CAN，便于和PLC或计算机的连接，实现速度或位置伺服控制，系统电源电路为直流无刷电机控制器各部分电路供电。

如附图所示，上肢康复机器人用无刷直流电机控制器，包括微控制器、PWM驱动电路、全桥逆变电路、通信接口电路和电源电路，所述的微控制器采用STM32微控制器，PWM信号由STM32中的高级定时器TIM1产生，由TIM1的三个输出通道TIM1_CH1、TIM1_CH2、TIM1_CH3输出上桥臂的控制信号，分别由微控制器的PA8、PA9和PA10引脚输出，TIM1的三个输出通道TIM1_CH1N、TIM1_CH2N、TIM1_CH3N输出下桥臂的控制信号，分别由由微控制器的PB13、PB14和PB15引脚输出；无刷直流电机转子位置信号由霍尔传感器产生，由STM32的定时器TIM2进行检测，信号由PA0、PA1和PA2引脚输入到定时器的TIM2_CH1、TIM2_CH2、TIM2_CH3三个输入通道；速度检测电路的输入信号由PA6、PA7引脚接入到定时器TIM3的TIM3_CH1、TIM3_CH2，由定时器TIM3完成速度测量；电流检测由PB0引脚输入到A/D转换器ADC12_IN8通道，进行电流检测，完成过流检测和保护；引脚OSC_IN、TDI、RESET、TCK/SWCLK、TMS/SWDIO、TMO/SWO构成了JTAG接口电路；STM32微控制器的PWM1+、PWM2+、PWM3+、PWM1-、PWM2-、PWM3-接PWM驱动电路；HALL1、HALL2、HALL3接霍尔转子位置信号；QEPIN1、QEPIN2接速度检测电路；XINTIN1、XINTIN2接限位信号；LED1、LED2、LED3接控制器状态指示电路；SCIRX、SCITX接RS232通信接口电路；CanTx、CanRx接CAN通信接口电路；fault接PWM驱动电路，i_sense接电流检测电路；U1的8端口接模拟地，U1的23、35、47端口接数字地，U1的24、36、48端口接3.3V电源正极；二极管D1的正极接3.3V电源正极，二极管D1的负极接U1的1端口；电阻R1的一端接U1的44端口，一端接数字地；U1 指STM32；

全桥逆变电路如要按照一定占空比的驱动电压驱动无刷直流电机可靠工作，必须保证上下桥臂的MOSFET能按照微控制器产生的PWM信号在两个非线性工作状态间切换，这里采用IR2130S作为PMW驱动电路，该驱动电路有三对独立的上下桥臂参考输出通道，兼容CMOS、LSTTL电平，具有过流保护功能和指示输出功能，当出现过流时，Protect为高电平，由ITRIP引脚输入，芯片启动过流保护功能，切断PWM信号输出，达到保护目的，同时在FAULT引脚输出一个低电平用于过流保护指示，本电路利用一个发光二极管LD3进行过流指示，当出现过流时，发光二极管亮起，表示电机出现过流并已采取过流保护。PWM波驱动电路如图4所示，所述的PWM驱动电路采用IR2130S芯片作为驱动电路，该驱动电路由U8、电阻R31、电阻R41、电阻R28、电阻R46、电阻R54、电阻R59、电阻R60、LD3、D2、D3、D4构成；HIN1、HIN2、HIN3、LIN1、LIN2、LIN3通过高速光耦分别连接到STM32的PA8、PA9、PA10、PB13、PB14、PB15引脚；Protect连接过流保护电路，Sample和fault接电流采样电路；D2、D3、D4正极性端接12V电源的正极，负极性端分别接U8的20、24和28端口；U8的10、11、12、17、21和25端口接12V电源负极性端；LD3的负极性端接U8的8端口，正极性端接电阻R59，电阻R59的另一端接5V电源的正极性端；U8的2、3、4、5、6、7端口分别通过电阻R31、电阻R41、电阻R28、电阻R46、电阻R54、电阻R59、电阻R60后连接到5V电源的正极；U8的1端口接12V电源正极；

本控制器用于功率小于200W的小功率无刷直流电机的驱动控制，采用IRF3808功率MOSFET构成的全桥逆变电路实现电机的换向驱动控制；U8指IR2130S。全桥逆变电路如图3所示，MOST1- MOST3为上桥臂，MOST4- MOST6为下桥臂，共六个MOSFET。所述的全桥逆变电路采用功率MOSFET 芯片I RF3808构成的全桥逆变电路，实现电机的换向驱动控制；所述全桥逆变电路中MOST1、MOST2、 MOST3为上桥臂，MOST4、MOST5、MOST6为下桥臂， PVCC24接24V直流电源，Sample接电流采样电路，用于实现电流检测和过流保护；全桥逆变电路由MOST1、MOST2、MOST3、MOST4、MOST5、MOST6、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R51、电阻R52、电阻R53器件构成；MHO1、MHO2、MHO3分别通过一个电阻再分别连接到MOSFET驱动电路的HO1、HO2、HO3引脚，MLO1、MLO2、MLO3分别通过一个15Ω电阻再分别连接到MOSFET驱动电路的LO1、LO2、LO3引脚，U、V、W分别接MOSFET驱动电路的VS1、VS2、VS3引脚；MOST1、MOST2、MOST3的漏极接24V电源的正极；MOST4、MOST5、MOST6的源极接电流检测电路Sample端；电阻R38、电阻R39、电阻R40一端分别接MOST1、MOST2、MOST3的栅极，另一端分别接MOST1、MOST2、MOST3的源极；电阻R51、电阻R52、电阻R53一端分别接MOST4、MOST5、MOST6的栅极，另一端分别接MOST4、MOST5、MOST6的源极；

所述的通信接口电路CAN通信和RS232串行通信两种接口，便于控制器与不同通信接口的上位机进行连接应用；由于STM32内部有CAN控制器，仅在芯片外部接入CAN收发电路即可；CAN通信接口电路由C40、电阻R65、电阻R66、J1和U3构成，U3采用SN65HVD230，其中电阻R65电阻为120Ω的阻抗匹配电阻，CanRx、CanTx分别接STM32的PB8和PB9引脚，CAN通信接口电路通过J1接口与PLC或计算机连接；RS232接口电路由C21、C25、C26、C27、C28、J2和U2构成，U2采用MAX3232，SCITX、SCIRX分别与STM32的PB10和PB11引脚连接，RS232通信接口电路通过J2与PLC或计算机连接；U3的3端口接3.3V电源的正极；U3的8端口通过电阻R66接3.3V电源的负极，U2的1和3端口接电容C25，U2的4和5端口接电容C27，U2的2、6和16端口分别通过电容C26、C28和C21接电源地，U2的16端口接3.3V电源正极；无刷直流电机控制器采用直流电源供电，供电电压为直流24V，系统内部所需的不同电压由DC-DC实现或由三端稳压器实现，系统电源电路如图7所示。JP24为24V直流电源接口，与C2、C3、C4、C5连接，C2、C3、C4、C5为24V电源的滤波电容。C6、C16为12V电源的滤波电容，与V2的引脚3和引脚5相连。C14、C15为5V电源的滤波电容，与V4的引脚2和引脚3相连。C7、C8为5V数字电路电源的滤波电容，与V1的引脚3和引脚5相连。C9、C10、C11、C12、C13为3.3V数字电路电源的滤波电容，与V3的引脚2和引脚4相连。V1和V2为DC-DC电源模块，分别实现24V转5V和24V转12V电压变换。V1和V2为三端稳压器，分别实现5V转3V和12V转5V电压变换，在控制器中还有电平转换与驱动电路，电平转换与驱动电路实现PWM信号的电平转换和光电耦合器的驱动，由U4构成，U4是型号为SN74LCV4245的8路总线收发器；电平转换与驱动电路如图8所示。U4的引脚1接DVCC5，U4的引脚23、引脚24接DVCC33，U4的引脚2、引脚22、引脚11、引脚12、引脚13接DGND，U4的引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、脚21接U1的PA10、PA9、PA8、PB15、PB14、PB13，U4的引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8分别接U5、U6、U7的引脚2和引脚3，控制器中还有光电隔离电路，光电隔离电路由电阻R29、R36、R42、R50、R55、R62、U5、U6、U7构成，实现电信号的隔离，减小电路间的干扰，提高电路的可靠性，光电隔离电路如图9所示，U5、U6、U7为型号为HCPL2630的光电耦合器，电阻R29与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R36与DVCC5和U5的引脚4相连，电阻R42与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R50与DVCC5和U5的引脚4相连，电阻R55与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R62与DVCC5和U5的引脚4相连。U5、U6、U7的引脚8与PCVV5相连，U5、U6、U7的引脚5与PGND相连。U5的引脚2与U4的引脚6相连，U5的引脚3与U4的引脚7相连，U6的引脚2与U4的引脚8相连，U6的引脚3与U4的引脚3相连，U7的引脚2与U4的引脚4相连，U7的引脚3与U4的引脚6相连。U5的引脚7与U8的引脚2相连，U5的引脚6与U8的引脚3相连，U6的引脚7与U8的引脚4相连，U6的引脚6与U8的引脚5相连，U7的引脚7与U8的引脚6相连，U7的引脚6与U8的引脚7相连，无刷直流电机控制器与功率小于200W的无刷直流电机配合使用。

本控制器可以与PLC或计算机结合使用实现速度或位置伺服控制，也可以独立使用。与PLC或计算机结合使用，可以构成速度或位置伺服系统。在上肢康复机器人上使用位置伺服控制，上肢康复机器人控制软件启动后，无刷直流电机控制器得电启动。无刷直流电机控制器进行初始化，初始化完毕后处于位置伺服状态，等待计算机或PLC发过来机械臂下一目标位置信息。无刷直流电机控制器接到计算机或PLC发来的下一目标位置信息后，把机械臂当前的位置信息和速度信息上传给计算机，在计算机上进行显示和存储。无刷直流电机控制器中的制控制器模块根据下一目标位置和当前位置，按照内部的PID控制算法计算机出PWM的占空比，按计算机出的占空比生成电机控制需要的PWM波，由STM32内部的高级定时器1的TIM1_CH1、TIM1_CH2、TIM1_CH3、TIM1_CH1N、TIM1_CH2N、TIM1_CH3N通道输出，经电平转换电路和光电耦合器构成的信号隔离电路送给MOSFET驱动放大电路，驱动逆变电路带动电机按照一定的方向和速度在设定的范围内进行转动。在无刷直流电机控制器控制电机转动的过程中按照一定采样频率检测机械臂是否到达极限位置，以保护机械臂、无刷直流电机控制器不受损坏或在机械臂复位过程设定初始位置做参考。机械臂复位时，如到达一个方向的极限位置，机械臂停止这一方向的转动，并通知计算机或PLC机械臂已到达极限位置，停止发送这一方向的下一目标位置，调整电机转向参数，发送反方向的目标位置信息，使机械臂完成复位动作。保护机械臂、无刷直流电机控制器安全时，当检测到机械到达极限位置时，无刷直流电机控制器关闭PWM输出通道，计算机或PLC停止发送下一目标位置，使电机停止转动，达到保护系统的目的。独立使用时可以通过控制器上的按键设定和调整电机的转向和转速。

在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims

1.上肢康复机器人用无刷直流电机控制器，包括微控制器、PWM驱动电路、全桥逆变电路、通信接口电路和系统电源电路，其特征在于：

所述的通信接口电路CAN通信和RS232串行通信两种接口，便于控制器与不同通信接口的上位机进行连接应用； CAN通信接口电路由C40、电阻R65、电阻R66、J1和U3构成，其中电阻R65电阻为120Ω的阻抗匹配电阻，CanRx、CanTx分别接STM32的PB8和PB9引脚，CAN通信接口电路通过J1接口与PLC或计算机连接；RS232接口电路由C21、C25、C26、C27、C28、J2和U2构成，SCITX、SCIRX分别与STM32的PB10和PB11引脚连接，RS232通信接口电路通过J2与PLC或计算机连接；U3的3端口接3.3V电源的正极；U3的8端口通过电阻R66接3.3V电源的负极，U2的1和3端口接电容C25，U2的4和5端口接电容C27，U2的2、6和16端口分别通过电容C26、C28和C21接电源地，U2的16端口接3.3V电源正极；

所述的系统电源电路包括24V直流电源接口JP24，与JP2连接有电容C2、电容C3、电容C4、电容C5连接，电容C2、电容C3、电容C4、电容C5作为24V电源的滤波电容；电容C6、电容C16作为12V电源的滤波电容，与V2的引脚3和引脚5相连；电容C14、电容C15作为5V电源的滤波电容，与V4的引脚2和引脚3相连；电容C7、电容C8作为5V数字电路电源的滤波电容，与V1的引脚3和引脚5相连；电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13作为3.3V数字电路电源的滤波电容，与V3的引脚2和引脚4相连；V1和V2为DC-DC电源模块，分别实现24V转5V和24V转12V电压变换；V1和V2为三端稳压器，分别实现5V转3V和12V转5V电压变换；

所述的控制器中还包含电平转换与驱动电路，电平转换与驱动电路实现PWM信号的电平转换和光电耦合器的驱动，由U4构成， U4的引脚1接DVCC5，U4的引脚23、引脚24接DVCC33，U4的引脚2、引脚22、引脚11、引脚12、引脚13接DGND，U4的引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、脚21接STM32微控制器的PA10、PA9、PA8、PB15、PB14、PB13，U4的引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8分别接U5、U6、U7的引脚2和引脚3。

2.根据权利要求1所述的上肢康复机器人用无刷直流电机控制器，其特征在于：所述的控制器中还有光电隔离电路，光电隔离电路由电阻R29、电阻R36、电阻R42、电阻R50、电阻R55、电阻R62、U5、U6、U7构成，实现电信号的隔离，减小电路间的干扰，提高电路的可靠性，电阻R29与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R36与DVCC5和U5的引脚4相连，电阻R42与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R50与DVCC5和U5的引脚4相连，电阻R55与DVCC5和U5的引脚1相连，电阻R62与DVCC5和U5的引脚4相连，U5、U6、U7的引脚8与PCVV5相连，U5、U6、U7的引脚5与PGND相连，U5的引脚2与U4的引脚6相连，U5的引脚3与U4的引脚7相连，U6的引脚2与U4的引脚8相连，U6的引脚3与U4的引脚3相连，U7的引脚2与U4的引脚4相连，U7的引脚3与U4的引脚6相连；U5的引脚7与U8的引脚2相连，U5的引脚6与U8的引脚3相连，U6的引脚7与U8的引脚4相连，U6的引脚6与U8的引脚5相连，U7的引脚7与U8的引脚6相连，U7的引脚6与U8的引脚7相连。