CN203883717U - 增量式编码器伺服电机的断电复位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及增量式编码器伺服电机的断电复位装置。本实用新型解决如何在正常电源不工作情况下的电机位置存储和重启电源后的电机复位的问题，技术方案是：一种增量式编码器伺服电机的断电复位装置，由电源供电包括增量式编码器伺服电机，还包括串口通信单元、电压异常检测单元、电机复位触发电路和存储器，所述的串口通信单元与所述增量式编码器伺服电机的增量式编码器电连接，所述串口通信单元与电机复位触发电路电连接，所述存储器与所述电机复位触发电路电连接所述电压异常检测单元的检测端与所述电源电连接，所述电压异常检测单元的输出端与所述电机复位触发电路电连接。
Description
技术领域
本实用新型属于一种电机控制装置，涉及增量式编码器伺服电机的断电复位装置。
背景技术
伺服电机(servo motor)是指可以通过伺服系统来控制机械元件运转的发动机，相比较普通的电机，伺服电机可以精确地控制速度、位置等参数，该优点使其成为许多工控应用中是必须的执行机构。伺服电机依赖电机轴向上的编码器来实现闭环控制。根据编码器的类别来分类，有增量式编码器伺服电机和绝对式编码器伺服电机。绝对式编码器在断电时能够保存其绝对位置记录，在机械手臂等应用中有大量应用，在断电后不会丢失了当前的关节角度信息从而不会对操作的物件发出错误的动作，然而其维护的成本较高。增量式编码器在断电后不能保留当前的位置信息，这对需要断电后电机要回位或者必需保留当前位置信息的应用就不适用了，然而其突出的优点是成本很低，性能高效。
在汽车工业上，有时候需要对伺服器断电后，在再次工作之前电机要回到初始位置，特别是必须马上关闭引擎的情况下，那时蓄电池也不供电，所以存在整个系统涉及如何在正常电源不工作情况下的电机位置存储和重启电源后的电机复位的问题。
中国专利公告号：203254413U在2013年10月公开的中国专利，公开了一种设有复位检测器装置的工业机器人机械臂，包括设有若干转轴的机器手臂和设置在转轴连接处的转轴电机，所述转轴电机为步进电机或普通增量式编码器伺服电机，所述机器手臂转轴连接处设有复位检测器；本实用新型通过在工业机器人机器手臂的转轴处安装步进电机或普通增量式编码器伺服电机和复位检测器，通过自动复位的方式来克服重力、误操作等因素影响，保证重复操作精度，使用步进电机或普通增量式编码器伺服电机从而有效降低成本，便于工业机器人的市场推广普及。但是此技术方案依然存在有整个系统涉及如何在正常电源不工作情况下的电机位置存储和重启电源后的电机复位的问题。
实用新型内容
本实用新型解决了上述如何在正常电源不工作情况下的电机位置存储和重启电源后的电机复位的问题，提供一种增量式编码器伺服电机的断电复位装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种增量式编码器伺服电机的断电复位装置，由电源供电包括增量式编码器伺服电机，还包括串口通信单元、电压异常检测单元、电机复位触发电路和存储器，所述的串口通信单元与所述增量式编码器伺服电机的增量式编码器电连接，所述串口通信单元与电机复位触发电路电连接，所述存储器与所述电机复位触发电路电连接所述电压异常检测单元的检测端与所述电源电连接，所述电压异常检测单元的输出端与所述电机复位触发电路电连接。存储器在本实用新型中推荐使用永久存储器，在正常工作的情况下，伺服电机通过串口与电机复位触发电路建立通讯，电机复位触发电路获知电机的实时位置，但电机复位触发电路并不会将位置信息发送至永久存储单元存储；在断电的异常情况下，电压异常电路检测单元立即向电机复位触发电路发出紧急信号，并提供正常电源给电机复位触发电路，使之在断电后的短暂时间内仍然可以工作，在该时间内电机复位触发电路将最新的电机位置信息存储至永久存储单元。在下一次的正常启动电机后，电机复位触发电路会将存储的位置信息发送给伺服电机，需要特别注意的是，由于增量式编码器在每次启动后，自动设置初始位置为零，故电机从电机复位触发电路中获知上次存储的位置信息后，会反转调整至相关的位置，并且以后的每次转角需要考虑这个初始位置的偏置。本实用新型中电机复位触发电路可以通过数字或模拟电路来进行实现，可以是触发器和门电路的组合来形成电机复位触发电路，也可以采用单片机或其他控制器的形成来形成电机复位触发电路，电机复位触发电路的构成有多种形式，通过数字或模拟电路来进行实现的话适合复杂和恶劣环境，通过单片机形式实现则成本较为低廉，实现较为简单。
作为优选，所述电机复位触发电路包括单片机电路和晶振电路，所述单片机输入输出口分别与串口通信单元、电压异常检测单元和存储器电连接，所述晶振电路与单片机电路电连接。这样设置，是单片机形式的电路构成，结构简单，成本较低。
作为优选，所述的电机复位触发电路包括异常电压触发器、复位电路触发器、数据烧录器和信号发生器，所述异常电压触发器的输入端与电压异常检测单元电连接，所述异常电压触发器的输出端与数据烧录器的控制端连接，所述数据烧录器的输入端与串口通信单元的输出端电连接，所述数据烧录器的输出端与存储器电连接，所述信号发生器的控制端与复位电路触发器的输出端电连接，复位电路触发器的输入端为与异常电压触发器的输出端连接的反相输入端，信号发生器的输入端与存储器电连接，信号发生器的输出端与所述串口通信单元的输入端电连接。本实用新型中触发器可以是多种形式的触发器，能够完成相应功能的触发器均可以适用，选用范围较广，以复位电路触发器为例，只需简单的非门也可实现相应功能，在简易环境下也可选用。
本实用新型的实质性效果是：在保证低成本的情况下，还能够胜任引擎关闭等情况下的伺服电机复位。
附图说明
图1本实用新型应用单片机构成的一种部分电路原理示意图；
图2本实用新型应用单片机构成的一种部分电路原理示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。
实施例：
一种增量式编码器伺服电机的断电复位装置(参见附图1和图2)，由电源供电包括增量式编码器伺服电机，还包括串口通信单元、电压异常检测单元、电机复位触发电路和存储器，所述的串口通信单元与所述增量式编码器伺服电机的增量式编码器电连接，所述串口通信单元与电机复位触发电路电连接，所述存储器与所述电机复位触发电路电连接所述电压异常检测单元的检测端与所述电源电连接，所述电压异常检测单元的输出端与所述电机复位触发电路电连接。所述电机复位触发电路包括单片机电路和晶振电路，所述单片机输入输出口分别与串口通信单元、电压异常检测单元和存储器电连接，所述晶振电路与单片机电路电连接。在正常工作的情况下，伺服电机通过串口与电机复位触发电路建立通讯，电机复位触发电路获知电机的实时位置，但电机复位触发电路并不会将位置信息发送至永久存储单元存储；在断电的异常情况下，电压异常电路检测单元立即向电机复位触发电路发出紧急信号，并提供正常电源给电机复位触发电路，使之在断电后的短暂时间内仍然可以工作，在该时间内电机复位触发电路将最新的电机位置信息存储至永久存储单元。在下一次的正常启动电机后，电机复位触发电路会将存储的位置信息发送给伺服电机，需要特别注意的是，由于增量式编码器在每次启动后，自动设置初始位置为零，故电机从电机复位触发电路中获知上次存储的位置信息后，会反转调整至相关的位置，并且以后的每次转角需要考虑这个初始位置的偏置。
实施例2：
与实施例1基本相同，不同之处在于：所述的电机复位触发电路包括异常电压触发器、复位电路触发器、数据烧录器和信号发生器，所述异常电压触发器的输入端与电压异常检测单元电连接，所述异常电压触发器的输出端与数据烧录器的控制端连接，所述数据烧录器的输入端与串口通信单元的输出端电连接，所述数据烧录器的输出端与存储器电连接，所述信号发生器的控制端与复位电路触发器的输出端电连接，复位电路触发器的输入端为与异常电压触发器的输出端连接的反相输入端，信号发生器的输入端与存储器电连接，信号发生器的输出端与所述串口通信单元的输入端电连接。本实用新型中触发器可以是多种形式的触发器，能够完成相应功能的触发器均可以适用，选用范围较广，以复位电路触发器为例，只需简单的非门也可实现相应功能，在简易环境下也可选用，适合复杂和恶劣环境。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (3)
1.一种增量式编码器伺服电机的断电复位装置，由电源供电包括增量式编码器伺服电机，其特征在于：还包括串口通信单元、电压异常检测单元、电机复位触发电路和存储器，所述的串口通信单元与所述增量式编码器伺服电机的增量式编码器电连接，所述串口通信单元与电机复位触发电路电连接，所述存储器与所述电机复位触发电路电连接所述电压异常检测单元的检测端与所述电源电连接，所述电压异常检测单元的输出端与所述电机复位触发电路电连接。
2.根据权利要求1所述的增量式编码器伺服电机的断电复位装置，其特征在于：所述电机复位触发电路包括单片机电路和晶振电路，所述单片机输入输出口分别与串口通信单元、电压异常检测单元和存储器电连接，所述晶振电路与单片机电路电连接。
3.根据权利要求1所述的增量式编码器伺服电机的断电复位装置，其特征在于：所述的电机复位触发电路包括异常电压触发器、复位电路触发器、数据烧录器和信号发生器，所述异常电压触发器的输入端与电压异常检测单元电连接，所述异常电压触发器的输出端与数据烧录器的控制端连接，所述数据烧录器的输入端与串口通信单元的输出端电连接，所述数据烧录器的输出端与存储器电连接，所述信号发生器的控制端与复位电路触发器的输出端电连接，复位电路触发器的输入端为与异常电压触发器的输出端连接的反相输入端，信号发生器的输入端与存储器电连接，信号发生器的输出端与所述串口通信单元的输入端电连接。
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ID=51684180
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