CN111146985A - 新型接口的步进电机驱动器及其驱动装置和自动化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型接口的步进电机驱动器及其驱动装置和自动化设备，包括底座、与所述底座相适配的壳体、设置于壳体和底座之内的驱动控制板、位于壳体并与驱动控制板相连的接口单元；其中，接口单元包括电源接口单元、绕组接口单元、以及I/O接口单元；驱动控制板包括微处理器，其中，I/O接口单元设置有抱闸接口，驱动控制板上设置有抱闸电路，其一端与抱闸接口相连接；抱闸接口用于与电机中的抱闸器电连接；抱闸电路包括隔离单元和放大单元，微处理器通过隔离单元连接放大单元，放大单元用于将微处理器输出的电流信号放大输出至抱闸接口，以此对抱闸器进行驱动，实现了步进电机驱动器的抱闸控制功能，为用户的使用和安全带来极大便利。

Description

新型接口的步进电机驱动器及其驱动装置和自动化设备

技术领域

本发明涉及一种驱动器，特别涉及一种新型接口的步进电机驱动器及其驱动装置和自动化设备。

背景技术

步进电机驱动器一般需接收外部指令信号进行处理。而不同的用户可能输入不同电压值的指令信号。

现有技术中，步进电机驱动器外接的指令信号的电压值有可能是5V，也可能是24V或者其他大小的电压值。为了使步进电机驱动器满足不同用户的需求，也即为了能够使步进电机驱动器能兼容输入5V、24V或者其他电压值大小的指令信号，现有的步进电机驱动器主要有两种设计方式：

一种方式是在接口直接输入5V的指令信号，当要输入24V的指令信号时或者其他比较大电压值的指令信号时需要人工手动串联一个分压电阻，通过此种方式可以防止指令信号的电压值过大而烧坏步进电机驱动器中的光耦合器，此种方式比较繁琐，分压电阻容易损坏，人力成本高。

另外一种方式为设置两套或多套独立的电路，一套电路用于输入5V的指令信号，另一套电路用于输入24V的指令信号，其他电路用于输入其他非典型电压值的指令信号。此种方式由于有两套或多套独立的电路，硬件成本较高，驱动器易受干扰，且需要设置至少两个或多个接入接口。

现有技术下步进电机驱动器的设计相对固化，难以同时适用各种不同的应用场镜。譬如大部分步进电机驱动器不能随意切换对5V/24V脉冲信号电压的适配，又或者对不同脉冲电压之间适用的抗干扰性能较差。

更重要的是，此类步进电机驱动器缺失抱闸功能，从而导致难以利用步进电机驱动器对电机进行及时抱死，容易造成安全事故，为用户的应用带来极大不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型接口的步进电机驱动器及其驱动装置和自动化设备，以解决现有步进电机驱动器缺失抱闸控制等功能的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型接口的步进电机驱动器，包括，底座，与所述底座相适配的壳体、设置于所述壳体和所述底座之内且用于驱动电机的驱动控制板、位于所述壳体一侧或多侧并与所述驱动控制板相连的接口单元；其中，所述接口单元包括电源接口单元、绕组接口单元、以及用于传输信号的I/O接口单元；所述驱动控制板包括微处理器，其中，所述I/O接口单元设置有抱闸接口，所述驱动控制板上设置有抱闸电路，其一端与所述抱闸接口相连接；所述抱闸接口用于与电机中的抱闸器电连接；所述抱闸电路包括隔离单元和放大单元，所述微处理器通过所述隔离单元连接所述放大单元，所述放大单元用于将所述微处理器输出的电流信号放大输出至所述抱闸接口。

其中，所述驱动控制板还包括光耦单元，所述抱闸电路另一端与所述光耦单元一端电连接，所述光耦单元的另一端与所述微处理器相连接；其中，所述抱闸电路包括：三极管，其基极与所述光耦单元输出侧的第一端电连接，其集电极与所述光耦单元输出侧的第二端电连接，并共同与所述抱闸接口电连接，其发射极接公共接口；电阻，其电连接在所述三极管的基极与发射极之间。

其中，所述抱闸电路还包括二极管，所述二极管的阴极与所述抱闸接口电连接，所述二极管的阳极与所述公共接口电连接。

其中，所述壳体包括矩形板、以及设于所述矩形板周侧的第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板相对的两侧分别与第二侧板和第三侧板衔接，所述第二侧板和第三侧板相对布置；其中，所述第二侧板和第三侧板的外表面底端分别设置有耳板。

其中，所述底座包括底板和与底板垂直连接的竖板；所述底板在与所述耳板相对应位置处设置有安装孔，所述竖板与所述第二侧板和第三侧板相对侧相抵接。

其中，所述耳板通过螺钉穿过所述底板上的所述安装孔，以使所述壳体与所述底座的固定安装。

其中，所述第一侧板、所述第二侧板和所述第三侧板的其中一个或几个上设有镂空区，所述镂空区用于显露所述驱动控制板相连的所述接口单元。

其中，所述镂空区显露有所述绕组接口单元、所述电源接口单元、所述I/O接口单元；其中，所述绕组接口单元和所述电源接口单元经同一所述镂空区显露于所述壳体外部。

其中，所述I/O接口单元还包括有方向信号接口、脉冲信号接口、使能信号接口和公共接口；其中，所述方向信号接口、所述脉冲信号接口、所述使能信号接口、所述抱闸接口和所述公共接口排列布置于所述驱动控制板的同一直线上；所述方向信号接口、所述脉冲信号接口、所述使能信号接口和所述公共接口通过所述镂空区显露于所述壳体外部。

其中，所述I/O接口单元还包括有报警接口，所述驱动控制板上还包括有报警电路；所述报警接口通过所述镂空区显露于所述壳体外部；所述报警接口的一端与所述报警电路相连接，所述报警电路通过所述光耦单元与所述微处理器相连接。

其中，所述I/O接口单元在所述驱动控制板上呈直线排列，所述I/O接口单元依序设置所述脉冲信号接口、所述方向信号接口、所述使能信号接口、所述报警接口、所述抱闸接口和所述公共接口。

其中，所述驱动控制板上还包括有开关切换电路和兼容电路的一种或几种；所述方向信号接口、所述脉冲信号接口和所述使能信号接口分别与所述开关切换电路和或所述兼容电路相连接，所述开关切换电路和所述兼容电路分别通过所述光耦单元与所述微处理器连接。

其中，所述方向信号接口、所述脉冲信号接口分别与所述开关切换电路相连接，所述使能信号接口与所述兼容电路连接。

其中，所述驱动控制板上依序设置有显示单元、所述脉冲信号接口、所述方向信号接口、所述使能信号接口、报警接口、所述抱闸接口、所述公共接口、拨码开关、所述电源接口单元和所述绕组接口单元。

其中，所述驱动控制板在同一直线上设有切换开关、拨码开关和串口接口，所述切换开关、所述拨码开关和所述串口接口经同一个所述镂空区显露于所述壳体外。

其中，所述驱动控制板上依次设置所述切换开关、所述串口接口和所述拨码开关。

其中，所述驱动控制板上依次设置所述串口接口、所述切换开关和所述拨码开关。

其中，所述步驱动控制板上还包括切换开关和开关切换电路，所述切换开关通过所述镂空区显露于所述壳体外部，所述切换开关用于控制所述开关切换电路的电阻值切换，其与所述开关切换电路一端相连接，所述开关切换电路的另一端通过所述光耦单元与所述微处理器相连接。

其中，所述驱动控制板上还包括拨码开关，所述拨码开关与微处理器相连接，所述拨码开关通过所述镂空区显露于所述壳体外部。

其中，所述步进电机驱动器包括至少两个拨码开关。

其中，所述步进电机驱动器包括至少一个8位拨码开关。

其中，所述驱动控制板上还包括显示单元，所述显示单元包括LED灯、数码管、显示屏一种或几种；其中，所述显示单元显露于所述壳体外部。

其中，所述显示单元包括用于显示上电信息的运作指示灯和或用于显示报警信息的报警指示灯。

其中，所述第一侧板、所述第二侧板和所述第三侧板的其中一个设有透光孔；所述运作指示灯和或报警指示灯通过所述透光孔显露于所述壳体外部。

其中，所述驱动控制板上还包括串口接口和串口电路；所述串口接口通过所述串口电路与所述微处理器相连接；其中，所述串口接口通过所述镂空区显露于所述壳体外部。

其中，所述驱动控制板上还包括编码器接口和编码器反馈电路；所述编码器接口一端通过所述编码器反馈电路与所述微处理器相连接；其中，所述编码器接口通过所述镂空区显露于所述壳体外部。

其中，所述第二侧板和第三侧板上分别设有多个散热条孔，多个所述散热条孔呈间隔排列布置。

其中，所述散热条孔包括多个第一散热条孔和第二散热条孔；所述第一散热条孔和第二散热条孔分别设置于第二侧板和第三侧板之上，其中，所述第一散热条孔从所述矩形板往所述底座延伸的长度大于所述第二散热条孔从所述矩形板往所述底座延伸的长度。

其中，所述竖板相对的两侧上分别均设有至少一个安装槽，用于固定步进电机驱动器。

其中，所述安装槽为U型槽。

其中，所述底座在背离所述壳体的表面设有多块散热鳍片，多块所述散热鳍片间隔排列布置。

其中，所述底座与所述驱动控制板之间设有导热矽胶布，所述导热矽胶布置于所述驱动控制板的功率放大器与所述底座之间。

其中，所述抱闸接口用于与继电器连接，所述继电器用于与电机中的抱闸器电连接。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种驱动装置，包括电机，所述驱动装置包括上述新型接口的步进电机驱动器。

为了解决上述技术问题，本发明更提供了一种自动化设备，包括上述的驱动装置。

本发明的有益效果如下：

新型接口的步进电机驱动器包括开关切换电路，所述开关切换电路用于根据指令信号的不同电压值进行不同电阻值的匹配切换。从而，开关切换电路在与外部的控制系统连接时，可以兼容不同厂家的控制系统，从而扩大了本发明的开关切换电路的应用范围，也即扩大了本发明的电机驱动器的应用范围。而且，当需要从一种电压值的指令信号换成另外一种电压值的指令信号时，开关切换电路进行匹配切换的操作也非常简单。本新型接口的步进电机驱动器还包括多种抱闸电路，实现电机驱动器的抱闸功能，为用户的使用和安全带来极大便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的外观结构示意图一；

图2是本发明实施例提供的外观结构示意图二；

图3是本发明实施例提供的模块示意图一；

图4是本发明实施例提供的模块示意图二；

图5是本发明实施例提供的开关切换电路结构示意图一；

图6是本发明实施例提供的开关切换电路结构示意图二；

图7是本发明实施例提供的兼容电路结构示意图；

图8是本发明实施例提供的开关切换电路结构示意图一；

图9是本发明实施例提供的开关切换电路结构示意图二；

附图标记如下：

1、底座；11、底板；12、竖板；13、第二安装孔；14、散热鳍片；15、安装槽；

2、壳体；21、第一侧板；211、第一镂空区；212、第一散热条孔；22、第二侧板；23、第三侧板；231、第二镂空区；232、第二散热条孔；24、矩形板；25、耳板；

3、螺钉；

41、微处理器；42、光耦单元；43、开关切换电路；431、第一变阻单元；432、第二变阻单元；44、兼容电路；45、报警电路；46、抱闸电路；47、串口电路；48、编码器反馈电路；

51、显示单元；511、运作指示灯；512、报警指示灯；52、第一拨码开关；53、第二拨码开关；54、切换开关；55、串口接口；

61、绕组接口单元；62、电源接口单元；63、脉冲信号接口；64、方向信号接口；65、使能信号接口；66、报警接口；67、抱闸接口；68、公共接口；69、编码器接口；610、到位接口；

电阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)；稳压管Z1；防反二极管D1；二极管(D2、D3)；三极管(Q1、Q2)；电容C1。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

从图1至图9可知，本发明实施例所述新型接口的步进电机驱动器包括有：

底座1，如图1和图2所示，底座1包括垂直连接的底板11和竖版12；对于所述底板11，底板11左右两侧靠近边缘处各设有第一安装孔(因被耳板25遮盖未示出)，在每个第一安装孔的周侧均设有两个第二安装孔13，第二安装孔13将底板11贯通，并以第二安装孔13、第一安装孔、第二安装孔13的顺序在同一直线上进行布置；另外，底板11的底面设有多块散热鳍片14，多块散热鳍片14间隔排列布置；对于所述竖版12，竖版12左右两侧靠近边缘处各设有一个安装槽15，安装槽15从竖版12的侧面往内凹陷形成，即此时的安装槽15实质为U型槽。

壳体2，如图1和图2所示，壳体2包括矩形板24、第一侧板21、第二侧板22和第三侧板23，第一侧板21设于矩形板24正向的一侧，第二侧板22和第三侧板23分别设于矩形板24的左右两侧，从而使得第一侧板21相对的两侧分别与第二侧板22和第三侧板23衔接，即第一侧板21构成壳体2的正面、第二侧板22和第三侧板23构成壳体2的左右侧面；其中，第一侧板21上设有第一镂空区211，第一镂空区211沿第一侧板21的长度方向延伸布置，第三侧板23上设有第二镂空区231，第二镂空区231沿第三侧板23的长度方向延伸布置；另外，第二侧板22和第三侧板23的外表面底端均设有耳板25，耳板25的设置位置与第一安装孔相匹配；再者，第二侧板22的上侧设有多个第一散热条孔212，多个第一散热条孔212在第二侧板22的长度方向上间隔排列布置，每个第一散热条孔212从第二侧板22的上侧延伸至接近第二侧板22底端的位置，而第三侧板23的上侧设有多个第二散热条孔232，多个第二散热条孔232在第三侧板23的长度方向上间隔排列布置，每个第二散热条孔232从第三侧板23的上侧往第三侧板23的底端稍作延伸，并保持每条第二散热条孔232均置于第二镂空区231的上方，即使得第一散热条孔212的长度长于第二散热条孔232的长度；更进一步的，将壳体2安装于底板11上，并通过螺钉3穿过耳板25和第一安装孔，便可实现壳体2与底座1的安装固定，此时壳体2与底座1将可围成一个容纳其他相关器件的容纳腔。

驱动控制板(未示出)，如图1至图3所示，驱动控制板设于底座1与壳体3包围形成的容纳腔内，其中，驱动控制板包括有微处理器41、光耦单元42、开关切换电路43、兼容电路44、报警电路45、抱闸电路46和串口电路47；另外，驱动控制面板还连接有显示单元51、接口单元、第一拨码开关52、第二拨码开关53、切换开关54和串口接口55。

有关所述显示单元51，如图1至图3示，显示单元51在第一镂空区211的最右侧显露，显示单元51包括运作指示灯511和报警指示灯512，运作指示灯511和报警指示灯512上下排列布置；其中，显示单元51包括LED灯、数码管、显示屏一种或几种，即可以使用不同的发光指示器件作为运作指示灯511和报警指示灯512，且运作指示灯511和报警指示灯512也并非限定必须使用同类型的发光指示器件。

有关所述接口单元，如图1至图3所示，接口单元包括绕组接口单元61、电源接口单元62和I/O接口单元，I/O接口单元包括脉冲信号接口63、方向信号接口64、使能信号接口65、报警接口66、抱闸接口67和公共接口68，具体如下：

1、脉冲信号接口63，如图1、图3和图5所示，脉冲信号接口63在第一镂空区211显露，并置于显示单元51的左侧，脉冲信号接口63与开关切换电路43连接，开关切换电路43通过光耦单元42与微处理器41连接；其中，开关切换电路43包括有第一变阻单元431，脉冲信号接口63通过第一变阻单元431与光耦单元42连接，而此第一变阻单元431为并联连接的电阻R1和电阻R2。

2、方向信号接口64，如图1、图3和图6所示，方向信号接口64在第一镂空区211显露，并置于脉冲信号接口63的左侧，方向信号接口64与开关切换电路43连接，开关切换电路43通过光耦单元42与微处理器41连接；其中，开关切换电路43包括有第二变阻单元432，方向信号接口64通过第二变阻单元432与光耦单元42连接，而此第二变阻单元为并联连接的电阻R3和电阻R4。

3、使能信号接口65，如图1、图3和图7所示，使能信号接口65在第一镂空区211显露，并置于方向信号接口64的左侧，使能信号接口65与兼容电路44连接，兼容电路44通过光耦单元42与微处理器41连接。

其中如图7所示，兼容电路44包括电阻R5、电阻R6、防反二极管D1、二极管D2、稳压管Z1、三极管Q1和电容C1；首先，使能信号接口通过防反二极管D1与三极管Q1的集电极连接，此使能信号接口65还依次通过电阻R5、二极管D2与三极管Q1的基极连接，此时防反二极管D1和二极管D2均是通过负极与三极管Q1连接；其次，稳压管Z1的负极与二极管D2的正极连接，稳压管Z1的正极与三极管Q1的发射极、以及光耦单元42的一个输入端连接，而电阻R6连接于三极管Q1的发射极与光耦单元42的另一个输入端之间；最后，电容C1的两端分别与光耦单元42的两个输入端连接，此时电容C1的一端将连接于电阻R6与光耦单元42的一个输入端之间，从而使得电容C1与电阻R6构成RC滤波电路。

4、报警接口66，如图1和图3所示，报警接口66在第一镂空区211显露，并置于使能信号接口65的左侧，报警接口66与报警电路45连接，报警电路45通过光耦单元42与微处理器41连接。

5、抱闸接口67，如图1、图3和图8所示，抱闸接口67在第一镂空区211显露，并置于报警接口66的左侧，抱闸接口67与抱闸电路46连接，抱闸电路46通过光耦单元42与微处理器41连接；其中，抱闸电路46包括有三极管Q2和电阻R7；对于所述三极管Q2，其基极与光耦单元42输出侧的第一端电连接，其集电极与光耦单元42输出侧的第二端电连接，并共同与抱闸接口67电连接，其发射极接公共接口；对于所述电阻R7，其电连接在三极管Q2的基极与发射极之间。

6、公共接口68，如图1和图3所示，公共接口68在第一镂空区211显露，并置于抱闸接口67的左侧，公共接口68通过光耦单元42与微处理器41连接。

有关所述第一拨码开关52，如图1和图3所示，第一拨码开关52在第一镂空区211显露，并置于公共接口68的左侧，第一拨码开关52与微处理器41连接。

有关所述电源接口单元62，如图1和图3所示，电源接口单元62在第一镂空区211显露，并置于第一拨码开关52的左侧，电源接口单元62与微处理器41连接。

有关所述绕组接口单元61，如图1和图3所示，绕组接口单元61在第一镂空区211显露，并置于电源接口单元62的左侧，绕组接口单元61与微处理器41连接。

有关所述切换开关54，如图2和图3所示，切换开关54在第二镂空区231的左侧显露，切换开关54与开关切换电路43连接，切换开关54用于控制开关切换电路43的电阻值切换；具体的，即控制进行电阻R1与电阻R2之间的切换，以及电阻R3与R4之间的切换。

有关所述串口接口55，如图2和图3所示，串口接口55在第二镂空区231显露，并置于切换开关54的右侧，串口接口55通过串口电路48与微处理器41连接。

有关所述第二拨码开关53，如图2和图3所示，第二拨码开关53在第二镂空区231显露，并置于串口接口55的右侧，第二拨码开关53与微处理器41连接。

此实施例的应用方式大致如下：

1、脉冲信号接口63用于接收步进电机的脉冲信号，假定输入的脉冲信号有5V和24V两种，在电阻R1设置合适电阻值的情况下，切换开关54切换选择电阻R1，便可为5V脉冲信号进行分压适配，同理，切换开关54切换选择电阻R2，便可为24V脉冲信号进行分压适配，从而实现5V/24V的快速适配；

2、方向信号接口64用于接收方向信号，假定输入的方向信号有5V和24V两种，在电阻R3设置合适电阻值的情况下，切换开关54切换选择电阻R3，便可为5V方向信号进行分压适配，同理，切换开关54切换选择电阻R4，便可为24V方向信号进行分压适配，从而实现5V/24V的快速适配；

3、定义经使能信号接口65输入信号的电压为5V或24V，选定合适参数的器件构成兼容电路44后，输入信号通过电阻R5和稳压管Z1稳压，其次经过防反二极管D1、二极管D2和三极管Q1形成降压电路，把大于5V的信号转化为5V的信号，等于或略小于5V的信号可保持不变，然后转化后的信号经过电阻R6和电容C1形成的RC电路进行滤波；

4、当步进电机驱动器或其相关连接设备产生故障时，报警电路45将经报警接口66输出报警信号，以便工作人员及时进行维修调试；

5、当需要对步进电机进行抱死操作时，微处理器41通过光耦单元42对抱闸电路46发出信号，三极管Q2导通，以将接收的电流信号放大至抱闸接口67输出。

6、通过拨动第一拨码开关52、第二拨码开关53，便可将步进电机驱动器切换至不同的功能模式；

7、通过应用串口接口55便可实现与特定的设备、电路进行连接。

此实施例至少具备具备以下有益效果：

1、实现步进电机驱动器的抱闸控制功能，满足此功能的结构可以概括为：一种新型接口的步进电机驱动器，包括，底座1，与所述底座1相适配的壳体2、设置于所述壳体2和所述底座1之内且用于驱动电机的驱动控制板、位于所述壳体2一侧或多侧并与所述驱动控制板相连的接口单元；其中，所述接口单元包括电源接口单元62、绕组接口单元61、以及用于传输信号的I/O接口单元；所述驱动控制板包括微处理器41，其中，所述I/O接口单元设置有抱闸接口67，所述驱动控制板上设置有抱闸电路46，其一端与所述抱闸接口67相连接；所述抱闸接口67用于与电机中的抱闸器电连接；所述抱闸电路46包括隔离单元和放大单元，所述微处理器41通过所述隔离单元连接所述放大单元，所述放大单元用于将所述微处理器41输出的电流信号放大输出至所述抱闸接口67。

在满足此功能后，便可通过抱闸接口67输出足够大的电流，以实现利用步进电机驱动器进行抱闸操作的目的。

其中，本实施例实现抱闸电路46的结构可以概括为：所述驱动控制板还包括光耦单元42，所述抱闸电路46另一端与所述光耦单元42一端电连接，所述光耦单元42的另一端与所述微处理器41相连接；其中，所述抱闸电路46包括：三极管Q2，其基极与所述光耦单元42输出侧的第一端电连接，其集电极与所述光耦单元42输出侧的第二端电连接，并共同与所述抱闸接口67电连接，其发射极接公共接口；电阻R7，其电连接在所述三极管Q2的基极与发射极之间。

此方式的好处在于无需在抱闸电路46内应用继电器，从而降低了生产成本，为产品的量化生产提供了重要帮助。

另外，在上述实施例的基础上还可对抱闸电路46进行改进，具体如图3和图9所示，所述抱闸电路46还包括二极管D3，所述二极管D3的阴极与所述抱闸接口67电连接，所述二极管D3的阳极与所述公共接口电连接。

更进一步的，更可以是所述抱闸接口67用于与继电器连接，所述继电器用于与电机中的抱闸器电连接，同样能够实现抱闸控制。

2、实现壳体2与底座1的快速组装，满足此功能的结构可以概括为：所述壳体2包括矩形板24、以及设于所述矩形板24周侧的第一侧板21、第二侧板22和第三侧板23，所述第一侧板21相对的两侧分别与第二侧板22和第三侧板23衔接，所述第二侧板22和第三侧板23相对布置；其中，所述第二侧板22和第三侧板23的外表面底端分别设置有耳板25；所述底座1包括底板11和与底板11垂直连接的竖板12；所述底板11在与所述耳板25相对应位置处设置有安装孔(即上述实施例中的第一安装孔)，所述竖板12与所述第二侧板22和第三侧板23相对侧相抵接；所述耳板25通过螺钉3穿过所述底板11上的所述安装孔，以使所述壳体2与所述底座1的固定安装。

在满足此结构后，只需将壳体2放置于底板11上，并使得耳板25和安装孔相互对准，便可通过螺钉3快速实现壳体2与底座1的安装固定，操作过程简单便捷，不但便于生产组装，而且也便于日后的维修检测。

另外，此时的壳体2还用于显露接口单元，其显露方式可以概括为：所述第一侧板21、所述第二侧板22和所述第三侧板23的其中一个或几个上设有镂空区(如上文所述第一镂空区211和第二镂空区231)，所述镂空区用于显露所述驱动控制板相连的所述接口单元。

即表明接口单元的接口可能全部经同一个镂空区显露，也可能经不同的镂空区显露，譬如可能是一部分接口经第一侧板21的镂空区显露，其余接口经第二侧板22的镂空区显露，也可能是第一侧板21、第二侧板22和第三侧板23均设置镂空区显露有接口单元的接口。

3、提高了步进电机驱动器的散热效果，实现此效果的结构可以概括为：所述第二侧板22和第三侧板23上分别设有多个散热条孔，多个所述散热条孔呈间隔排列布置。

所以步进电机驱动器内部产生的热量将可经散热条孔及时排出，而且散热条孔分别设于第二侧板22和第三侧板23上，从而使得散热方向更为多样化，提高了散热效率。

在此基础上，还可将上述散热结构改进为：所述散热条孔包括多个第一散热条孔212和第二散热条孔232；所述第一散热条孔212和第二散热条孔232分别设置于第二侧板22和第三侧板23之上，其中，所述第二散热条孔232从所述矩形板24往所述底座1延伸的长度大于所述第一散热条孔212从所述矩形板24往所述底座1延伸的长度。

由于第一散热条孔212长于第二散热条孔232，所以若第二侧板22或第三侧板23其中一个需要设置镂空区时，可以选择将镂空区设于第三侧板23上，避免第二散热条孔232过长而影响镂空区的布局，且第一散热条孔212还继续保持足够的长度提高散热效果，从而使得产品的整体设计得以优化。

4、进一步提高步进电机驱动器的散热效果，实现此效果的结构可以概括为：所述底座1在背离所述壳体2的表面设有多块散热鳍片14，多块所述散热鳍片14间隔排列布置。

由于驱动控制板与底座1之间是发热重点区域，而此区域的热量难以经散热条孔进行散热，所以增设散热鳍片14便可弥补此缺陷，以将此区域的热量从底座1吸取排出，稳定了步进电机驱动器的工作温度。

5、提高了产品的工作稳定性，实现此效果的结构可以概括为：所述底座1与所述驱动控制板之间设有导热矽胶布，所述导热矽胶布置于所述驱动控制板的功率放大器与所述底座1之间。

驱动控制板上设有功率放大器，功率放大器一旦与底座产生接触，则容易出现短路故障，所以增设导热矽胶布能够实现功率放大器与底座1的阻隔，避免短路现象的出现，还能通过导热矽胶布及时吸取功率放大器的热量送至底座1排出。

6、实现了步进电机驱动器的竖向安装，实现此效果的结构可以概括为：所述竖板12相对的两侧上分别均设有至少一个安装槽15，用于固定步进电机驱动器；其中，还可设定所述安装槽15为U型槽。

在本实施例中，通过螺钉穿过第二安装孔13，便可将步进电机驱动器与一水平安装面进行安装固定，而在竖板12增设安装槽15后，将可通过螺钉穿过安装槽15实现步进电机驱动器与一竖直平面(也可能为一倾斜面)实现安装固定，从而使得步进电机驱动的安装固定方式更为多样化，更好满足了不同应用场景的需求。

7、实现了步进电机接口的多样化，实现此效果的结构可以分别概括如下：

第一，所述驱动控制板上还包括拨码开关(即上文所述的第一拨码开关52和第二拨码开关53)，所述拨码开关与微处理器41相连接，所述拨码开关通过所述镂空区显露于所述壳体2外部。

在设置拨码开关后，能够通过拨码开关切换步进电机驱动器的各种功能，操作简单快捷，为使用者的应用提供了便利。

其中，在上述实施例中的拨码开关数量为两个，但在实际设计中也可选择为一个，具体根据需要而定；不过为了使得步进电机驱动器的功能更为全面，可限定所述步进电机驱动器包括至少两个拨码开关，以及再在此基础上限定所述步进电机驱动器包括至少一个8位拨码开关，从而使得步进电机驱动器具有足够多的开关用于功能选择切换。

第二，所述步驱动控制板上还包括切换开关54和开关切换电路43，所述切换开关54通过所述镂空区显露于所述壳体2外部，所述切换开关54用于控制所述开关切换电路43的电阻值切换，其与所述开关切换电路43一端相连接，所述开关切换电路43的另一端通过所述光耦单元42与所述微处理器41相连接。

此时通过拨动切换开关54便可实现开关切换电路43的电阻值切换，操作简单便捷；其中在上述实施例中，切换开关54可以是一个，用于同步或异步控制第一变阻单元431和第二变阻单元432的电阻值切换，也可以是同时设置两个切换开关54，一个切换开关54用于控制第一变阻单元431的电阻值切换，另一个切换开关54用于控制第二变阻单元432的电阻值切换。

第三，所述驱动控制板上还包括显示单元51，所述显示单元51包括LED灯、数码管、显示屏一种或几种；其中，所述显示单元51显露于所述壳体2外部；另外，所述显示单元51包括用于显示上电信息的运作指示灯511和或用于显示报警信息的报警指示灯512。

在设置显示单元51后，能够便于使用者及时了解步进电机驱动器的工作状态，譬如当运作指示灯511亮起时，使用者便可得知步进电机驱动器处于正常工作状态，当报警指示灯512亮起时，使用者便可得知步进电机驱动器出现故障，以便及时进行检修。

其中显示单元51的设置方式至少有两种，一种所述显示单元51通过所述镂空区显露于所述壳体2外部；另一种是所述第一侧板21、所述第二侧板22和所述第三侧板23的其中一个设有透光孔；所述运作指示灯511和或报警指示灯512通过所述透光孔显露于所述壳体2外部；从而表明显示单元51是可以通过镂空区显露，也可以是通过透光孔进行显露，而且此方式通过第一侧板21、第二侧板22或第三侧板23均可实现，其中，透光孔可理解镂空区的一种特殊情况，此时透光孔属于镂空区范围较小的通孔。

第四，所述I/O接口单元还包括有报警接口66，所述驱动控制板上还包括有报警接口66；所述报警接口66通过所述镂空区显露于所述壳体2外部；所述报警接口66的一端与所述报警电路45相连接，所述报警电路45通过所述光耦单元42与所述微处理器41相连接。

即微处理器41发现步进电机驱动器存在故障时，即可通过报警电路45输出报警信号至报警接口66输出，以便工作人员及时进行检测维修，为避免步进电机驱动器长时间故障运行提供了重要帮助。

第五，所述驱动控制板上还包括串口接口55；所述串口接口55与所述微处理器41相连接；其中，所述串口接口55通过所述镂空区显露于所述壳体2外部。

所以步进电机驱动器具备与串口设备进行连接的功能，从而进一步扩大了步进电机驱动器的适用范围。

另外，在上述实施例的基础上，还可进一步增加接口的多样化，具体如下：

1、如图4所示，增设编码器接口69，如所述驱动控制板上还包括编码器接口69和编码器反馈电路48；所述编码器接口69一端通过所述编码器反馈电路48与所述微处理器41相连接；其中，所述编码器接口69通过所述镂空区显露于所述壳体2外部。

此时步进电机驱动器具备与编码器进行连接的功能，从而再进一步扩大了步进电机驱动器的适用范围。

2、如图4所示，增设到位接口610，如所述I/O接口单元还包括有到位接口610，所述到位接口610通过所述光耦单元42与所述微处理器41连接；所述到位接口610通过所述镂空区显露于所述壳体2外部。

此时步进电机驱动器也将具备到位计算功能，譬如微处理器预定计算一定数量的输入脉冲，若此输入脉冲的数量已到达设定值，便可通过到位接口610输出到位信号，以便其他相关电路、设备进行相应的工作。

综上可知，本发明所述新型接口的步进电机驱动器可具有显示单元51、电源接口单元62、绕组接口单元61、脉冲信号接口63、方向信号接口64、使能信号接口65、报警接口66、抱闸接口67、到位接口610、公共接口68、串口接口55、编码器接口69、切换开关54和拨码开关，各者排列方式并不受限，除了上述实施例所述的排列方式，还可参考以下排列方式：

在驱动控制板与第一侧板21相邻的一侧，从左往右依次设置电源接口单元62、绕组接口单元61、编码器接口69、公共接口68、抱闸接口67、到位接口610、报警接口66、使能信号接口65、方向信号接口64、脉冲信号接口63、以及显示单元51，且各个部件在同一直线上布置，除显示单元51通过透光孔显露，其余接口均通过第一镂空区211显露于壳体2外部。

在驱动控制板与第三侧板23相邻的一侧，从左往右依次设置串口接口55、切换开关54、以及拨码开关，各个部件在同一直线上布置，且均通过第二镂空区231显露于壳体2外部。

从而表明各种接口部件的排列方式并不限定唯一，具体可根据需要进行随意选择，但由于电源接口单元62与绕组接口单元61的关联性较强，所以两者应优先设于相邻相近的位置布置，以便两者经同一镂空区进行显露，同理，I/O接口单元的各个接口亦是如此。

更进一步的，开关切换电路43和兼容电路44的连接方式也不仅限于上述实施例，譬如可以是所述驱动控制板上还包括有开关切换电路43和兼容电路44的一种或几种；所述脉冲信号接口63、所述方向信号接口64和所述使能信号接口65分别与所述开关切换电路43和或所述兼容电路44相连接，所述开关切换电路43和所述兼容电路44分别通过所述光耦单元42与所述微处理器41连接。

即脉冲信号接口63、方向信号接口64和使能信号接口65可以均是与开关切换电路43连接，或者脉冲信号接口63、方向信号接口64和使能信号接口65均是与兼容电路44，又或者脉冲信号接口63、方向信号接口64和使能信号接口65的一部分与开关切换电路43连接，其余与兼容电路44连接。

新型接口的步进电机驱动器包括开关切换电路43，所述开关切换电路43用于根据指令信号的不同电压值进行不同电阻值的匹配切换。从而，开关切换电路43在与外部的控制系统连接时，可以兼容不同厂家的控制系统，从而扩大了本发明的开关切换电路43的应用范围，也即扩大了本发明的电机驱动器的应用范围。而且，当需要从一种电压值的指令信号换成另外一种电压值的指令信号时，开关切换电路43进行匹配切换的操作也非常简单。本新型接口的步进电机驱动器还包括多种抱闸电路46，实现电机驱动器的抱闸功能，为用户的使用和安全带来极大便利。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (35)

1.一种新型接口的步进电机驱动器，其特征在于包括，

底座，与所述底座相适配的壳体、设置于所述壳体和所述底座之内且用于驱动电机的驱动控制板、位于所述壳体一侧或多侧并与所述驱动控制板相连的接口单元；其中，所述接口单元包括电源接口单元、绕组接口单元、以及用于传输信号的I/O接口单元；所述驱动控制板包括微处理器，其中，所述I/O接口单元设置有抱闸接口，所述驱动控制板上设置有抱闸电路，其一端与所述抱闸接口相连接；所述抱闸接口用于与电机中的抱闸器电连接；

所述抱闸电路包括隔离单元和放大单元，所述微处理器通过所述隔离单元连接所述放大单元，所述放大单元用于将所述微处理器输出的电流信号放大输出至所述抱闸接口。

2.根据权利要求1所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板还包括光耦单元，所述抱闸电路另一端与所述光耦单元一端电连接，所述光耦单元的另一端与所述微处理器相连接；其中，所述抱闸电路包括：

三极管，其基极与所述光耦单元输出侧的第一端电连接，其集电极与所述光耦单元输出侧的第二端电连接，并共同与所述抱闸接口电连接，其发射极接公共接口；

电阻，其电连接在所述三极管的基极与发射极之间。

3.根据权利要求2所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述抱闸电路还包括二极管，所述二极管的阴极与所述抱闸接口电连接，所述二极管的阳极与所述公共接口电连接。

4.根据权利要求2所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，

所述壳体包括矩形板、以及设于所述矩形板周侧的第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板相对的两侧分别与第二侧板和第三侧板衔接，所述第二侧板和第三侧板相对布置；

其中，所述第二侧板和第三侧板的外表面底端分别设置有耳板。

5.根据权利要求4所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述底座包括底板和与底板垂直连接的竖板；所述底板在与所述耳板相对应位置处设置有安装孔，所述竖板与所述第二侧板和第三侧板相对侧相抵接。

6.根据权利要求5所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述耳板通过螺钉穿过所述底板上的所述安装孔，以使所述壳体与所述底座的固定安装。

7.根据权利要求4所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述第一侧板、所述第二侧板和所述第三侧板的其中一个或几个上设有镂空区，所述镂空区用于显露所述驱动控制板相连的所述接口单元。

8.根据权利要求7所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述镂空区显露有所述绕组接口单元、所述电源接口单元、所述I/O接口单元；其中，所述绕组接口单元和所述电源接口单元经同一所述镂空区显露于所述壳体外部。

9.根据权利要求8所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述I/O接口单元还包括有方向信号接口、脉冲信号接口、使能信号接口和公共接口；其中，所述方向信号接口、所述脉冲信号接口、所述使能信号接口、所述抱闸接口和所述公共接口排列布置于所述驱动控制板的同一直线上；所述方向信号接口、所述脉冲信号接口、所述使能信号接口和所述公共接口通过所述镂空区显露于所述壳体外部。

10.根据权利要求9所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述I/O接口单元还包括有报警接口，所述驱动控制板上还包括有报警电路；所述报警接口通过所述镂空区显露于所述壳体外部；所述报警接口的一端与所述报警电路相连接，所述报警电路通过所述光耦单元与所述微处理器相连接。

11.根据权利要求10所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述I/O接口单元在所述驱动控制板上呈直线排列，所述I/O接口单元依序设置所述脉冲信号接口、所述方向信号接口、所述使能信号接口、所述报警接口、所述抱闸接口和所述公共接口。

12.根据权利要求9所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板上还包括有开关切换电路和兼容电路的一种或几种；

所述方向信号接口、所述脉冲信号接口和所述使能信号接口分别与所述开关切换电路和或所述兼容电路相连接，所述开关切换电路和所述兼容电路分别通过所述光耦单元与所述微处理器连接。

13.根据权利要求12所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述方向信号接口、所述脉冲信号接口分别与所述开关切换电路相连接，所述使能信号接口与所述兼容电路连接。

14.根据权利要求9所述的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板上依序设置有显示单元、所述脉冲信号接口、所述方向信号接口、所述使能信号接口、报警接口、所述抱闸接口、所述公共接口、拨码开关、所述电源接口单元和所述绕组接口单元。

15.根据权利要求9所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板在同一直线上设有切换开关、拨码开关和串口接口，所述切换开关、所述拨码开关和所述串口接口经同一个所述镂空区显露于所述壳体外。

16.根据权利要求15所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板上依次设置所述切换开关、所述串口接口和所述拨码开关。

17.根据权利要求15所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板上依次设置所述串口接口、所述切换开关和所述拨码开关。

18.根据权利要求8所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述步驱动控制板上还包括切换开关和开关切换电路，所述切换开关通过所述镂空区显露于所述壳体外部，所述切换开关用于控制所述开关切换电路的电阻值切换，其与所述开关切换电路一端相连接，所述开关切换电路的另一端通过所述光耦单元与所述微处理器相连接。

19.根据权利要求8所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板上还包括拨码开关，所述拨码开关与微处理器相连接，所述拨码开关通过所述镂空区显露于所述壳体外部。

20.如权利要求19所述的步进电机驱动器，其特征在于，所述步进电机驱动器包括至少两个拨码开关。

21.如权利要求20所述的步进电机驱动器，其特征在于，所述步进电机驱动器包括至少一个8位拨码开关。

22.根据权利要求8所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板上还包括显示单元，所述显示单元包括LED灯、数码管、显示屏一种或几种；其中，所述显示单元显露于所述壳体外部。

23.根据权利要求22所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述显示单元包括用于显示上电信息的运作指示灯和或用于显示报警信息的报警指示灯。

24.根据权利要求23所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述第一侧板、所述第二侧板和所述第三侧板的其中一个设有透光孔；所述运作指示灯和或报警指示灯通过所述透光孔显露于所述壳体外部。

25.根据权利要求8所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板上还包括串口接口和串口电路；所述串口接口通过所述串口电路与所述微处理器相连接；其中，所述串口接口通过所述镂空区显露于所述壳体外部。

26.根据权利要求8所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制板上还包括编码器接口和编码器反馈电路；所述编码器接口一端通过所述编码器反馈电路与所述微处理器相连接；其中，所述编码器接口通过所述镂空区显露于所述壳体外部。

27.根据权利要求4所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述第二侧板和第三侧板上分别设有多个散热条孔，多个所述散热条孔呈间隔排列布置。

28.根据权利要求27所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述散热条孔包括多个第一散热条孔和第二散热条孔；所述第一散热条孔和第二散热条孔分别设置于第二侧板和第三侧板之上，其中，所述第一散热条孔从所述矩形板往所述底座延伸的长度大于所述第二散热条孔从所述矩形板往所述底座延伸的长度。

29.根据权利要求5所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述竖板相对的两侧上分别均设有至少一个安装槽，用于固定步进电机驱动器。

30.根据权利要求29所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述安装槽为U型槽。

31.根据权利要求5所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述底座在背离所述壳体的表面设有多块散热鳍片，多块所述散热鳍片间隔排列布置。

32.根据权利要求5所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述底座与所述驱动控制板之间设有导热矽胶布，所述导热矽胶布置于所述驱动控制板的功率放大器与所述底座之间。

33.根据权利要求1所述新型接口的步进电机驱动器，其特征在于，所述抱闸接口用于与继电器连接，所述继电器用于与电机中的抱闸器电连接。

34.一种驱动装置，包括电机，其特征在于，所述驱动装置包括权利要求1至33任一项所述新型接口的步进电机驱动器。

35.一种自动化设备，其特征在于，包括权利要求34所述的驱动装置。

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