CN206568163U - 一种可检测异常的舵机控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种可检测异常的舵机控制装置，包括：输入输出接口，用于连接至少一个舵机；舵机电流检测模块，用于经由所述输入输出接口采样各个舵机的电流；主控模块，用于经由所述输入输出接口接收各个舵机的输入的舵机位置角度信号以及发送驱动信号至各个舵机，根据舵机位置角度信号以及采样到的舵机的电流检测舵机异常；异常警报模块，用于在检测到舵机异常时进行报警；舵机电源控制模块，用于通过输入输出接口给舵机供电，以及在主控模块检测到舵机异常时控制断开对舵机的供电。本实用新型可实时检测舵机的工作状态，并在异常时及时断开给舵机的供电；同时还可以进行异常报警，帮助迅速快捷找到异常出现处，减少异常给舵机及控制装置带来进一步的损害。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种可检测异常的舵机控制装置。
背景技术
随着近几年机器人及人工智能的兴起，市场上出现各种各样的舵机类机器人及其舵机类机械手臂，而这些产品的控制装置也出现了多样化，但是此类舵机最早是应用航模方向，舵机的产品质量，性能参数参差不齐，出现异常时无法即使检测出来。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可检测异常的舵机控制装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种可检测异常的舵机控制装置，包括：
输入输出接口，用于连接至少一个舵机；
舵机电流检测模块，与输入输出接口连接，用于经由所述输入输出接口采样各个舵机的电流；
主控模块，与输入输出接口和舵机电流检测模块连接，用于经由所述输入输出接口接收各个舵机的输入的舵机位置角度信号以及发送驱动信号至各个舵机，根据舵机位置角度信号以及采样到的舵机的电流检测舵机异常；
异常警报模块，与所述主控模块连接，用于在检测到舵机异常时进行报警；
舵机电源控制模块，与主控模块以及输入输出接口连接，用于通过输入输出接口给舵机供电，以及在主控模块检测到舵机异常时控制断开对舵机的供电。
在本实用新型所述的可检测异常的舵机控制装置中，所述主控模块包括：
舵机驱动模块，用于在一个周期内产生多个PWM方波信号作为所述驱动信号以同时驱动多个舵机工作；
模数转换模块，用于将采样到的舵机的电流所对应的电压信号以及舵机位置角度信号所对应的电压信号转换为数字信号；
异常处理模块，用于根据模数转换模块中的模数转换结果，检测舵机的阻转、过载与损坏异常。
在本实用新型所述的可检测异常的舵机控制装置中，所述异常警报模块包括以下任意一种或任意种的组合：蜂鸣器、OLED显示屏、震动模块、通信模块。
在本实用新型所述的可检测异常的舵机控制装置中，所述舵机电源控制模块包括舵机电源、控制模块以及开关器件。
在本实用新型所述的可检测异常的舵机控制装置中，所述开关器件为MOS管、三极管或继电器。
实施本实用新型的可检测异常的舵机控制装置，具有以下有益效果：本实用新型通过采样各个舵机的电流，实时检测多个舵机的工作状态，并在舵机出现异常的情况下可以通过舵机电源控制模块及时断开给舵机的供电；同时还可以通过异常警报模块进行异常报警，能够迅速快捷找到异常出现处，实现异常时对舵机的及时保护，减少异常情况给舵机及控制装置带来进一步的损害。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
图1是本实用新型的可检测异常的舵机控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参考图1，是本实用新型的可检测异常的舵机控制装置的结构示意图。
本实用新型的一种可检测异常的舵机控制装置包括：输入输出接口、舵机电流检测模块、主控模块、异常警报模块、舵机电源控制模块。其中，舵机电流检测模块、主控模块、舵机电源控制模块均分别与输入输出接口连接，主控模块连接还分别与舵机电流检测模块、异常警报模块、舵机电源控制模块连接。下面详细介绍各个结构及其功能。
输入输出接口，用于连接至少一个舵机。如图中，舵机1、舵机2、…、舵机N所示。输入输出接口是整个舵机控制装置与外部连接的唯一通道，包括各类反馈信号、驱动信号以及供电，都需要经由输入输出接口。
舵机电流检测模块，与输入输出接口和主控模块连接，用于经由所述输入输出接口采样各个舵机的电流并将采样结果发送至主控模块，电流采样实际上是采样得到电流相应的电压信号，可以采用但不限于霍尔传感器、分流器、检流电阻等。
主控模块，与输入输出接口、舵机电流检测模块、异常警报模块、舵机电源控制模块连接，用于经由所述输入输出接口接收各个舵机的输入的舵机位置角度信号以及发送驱动信号至各个舵机，根据舵机位置角度信号以及舵机电流检测模块采样到的舵机的电流检测舵机异常，在检测到舵机异常时发送异常信号至异常警报模块以提示异常信息，以及发送异常控制信号至舵机电源控制模块。
异常警报模块，与所述主控模块连接，在接收到主控模块发送的异常信号时，进行报警，提示异常发生。其中，所述异常警报模块包括以下任意一种或任意种的组合：蜂鸣器、OLED显示屏、震动模块、通信模块。例如，可以通过蜂鸣器发出警告声，同时通过OLED显示屏显示舵机运行状态及警告信息。再例如，还可以通过通信模块发送短信给用户。优选的，异常提示的内容可以包括舵机序号及舵机异常种类，基于此，可以帮助用户迅速快捷找到异常出现处。
舵机电源控制模块，与主控模块以及输入输出接口连接，用于通过输入输出接口给舵机供电，以及在主控模块检测到舵机异常时控制断开对舵机的供电。具体的，所述舵机电源控制模块包括舵机电源、控制模块以及开关器件。其中，控制模块用于接收主控模块下发的异常控制信号，从而控制开关模块的断开。其中，所述开关器件可以采用但不限于MOS管、三极管或继电器。
较佳实施例中，所述主控模块包括：舵机驱动模块、模数转换模块、异常处理模块。其中，舵机驱动模块，用于采用分时复用的方式在一个周期内产生多个PWM方波信号作为所述驱动信号以同时驱动多个舵机工作；模数转换模块，用于将采样到的舵机的电流所对应的电压信号以及舵机位置角度信号所对应的电压信号转换为数字信号；异常处理模块，用于根据模数转换模块中的模数转换结果，检测舵机的阻转、过载与损坏异常。
需要明确的是，舵机驱动模块、模数转换模块、异常处理模块可以分别采用具体的硬件，也可以是软件模块。当采用软件模块时，可以将其共同写入同一个主控芯片内，例如可以采用ST公司ARM内核高性能的单片机。
本实用新型的工作原理为：舵机控制装置上电初始化，舵机电源控制模块将舵机电源导通；然后舵机电流检测模块及主控模块中的模数转换模块开始工作，舵机驱动模块产生PWM方波，舵机开始工作，其中PWM方波利用单片机内部定时器，采用分时复用的方式，在一个PWM控制周期内输出多路PWM方波，控制精度较高，时间利用率也非常高；针对实时采样的舵机电流，首先判断舵机电流是否大于第一阈值，若大于则舵机电源控制模块切断舵机电源，异常警告舵机损坏，此处舵机损坏主要为舵机内部出现了短路的情况；若不大于第一阈值，则继续比较舵机电流是否大于第二阈值，其中第二阈值小于第一阈值，第二阈值的设置值在舵机出现阻转或者过载时的电流值附近，如果舵机电流大于第二阈值，则根据舵机位置角度信号判断舵机是否转动到指令位置，若是则电源控制模块切断舵机电源，异常警告舵机过载，若不是则电源控制模块切断舵机电源，异常警告舵机阻转。可以理解的是，上述异常处理模块的几次比较，并非一定要依赖于软件算法，还可以基于硬件实现，比如为每一次比较设置一个相应的比较器。
综上所述，实施本实用新型的可检测异常的舵机控制装置，具有以下有益效果：本实用新型通过采样各个舵机的电流，实时检测多个舵机的工作状态，并在舵机出现异常的情况下可以通过舵机电源控制模块及时断开给舵机的供电；同时还可以通过异常警报模块进行异常报警，能够迅速快捷找到异常出现处，实现异常时对舵机的及时保护，减少异常情况给舵机及控制装置带来进一步的损害。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (5)
1.一种可检测异常的舵机控制装置，其特征在于，包括：
输入输出接口，用于连接至少一个舵机；
舵机电流检测模块，与输入输出接口连接，用于经由所述输入输出接口采样各个舵机的电流；
主控模块，与输入输出接口和舵机电流检测模块连接，用于经由所述输入输出接口接收各个舵机的输入的舵机位置角度信号以及发送驱动信号至各个舵机，根据舵机位置角度信号以及采样到的舵机的电流检测舵机异常；
异常警报模块，与所述主控模块连接，用于在检测到舵机异常时进行报警；
舵机电源控制模块，与主控模块以及输入输出接口连接，用于通过输入输出接口给舵机供电，以及在主控模块检测到舵机异常时控制断开对舵机的供电。
2.根据权利要求1所述的可检测异常的舵机控制装置，其特征在于，所述主控模块包括：
舵机驱动模块，用于在一个周期内产生多个PWM方波信号作为所述驱动信号以同时驱动多个舵机工作；
模数转换模块，用于将采样到的舵机的电流所对应的电压信号以及舵机位置角度信号所对应的电压信号转换为数字信号；
异常处理模块，用于根据模数转换模块中的模数转换结果，检测舵机的阻转、过载与损坏异常。
3.根据权利要求1所述的可检测异常的舵机控制装置，其特征在于，所述异常警报模块包括以下任意一种或任意种的组合：蜂鸣器、OLED显示屏、震动模块、通信模块。
4.根据权利要求1所述的可检测异常的舵机控制装置，其特征在于，所述舵机电源控制模块包括舵机电源、控制模块以及开关器件。
5.根据权利要求4所述的可检测异常的舵机控制装置，其特征在于，所述开关器件为MOS管、三极管或继电器。
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