CN209044924U - 一种机器人系统电机学习装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种机器人系统电机学习装置，包括：主板和两个并排安装在主板上的接线端口；安装在主板上的中央处理器，所述中央处理器的信号输出端与左端的接线端口连接；安装在主板上的超声波发生器、超声波控制模块和功率自适应模块；安装在主板上的模拟控制电路和PWM控制电路；安装在主板上的闭环控制模块；安装在主板上的第一电机和第二电机。本机器人系统电机学习装置，通过一个已经连接好的线路板将各电机线路连接好，可以针对电机使用所涉及的驱动、数据采集、闭环控制等进行全面的训练，并留有通讯控制接口，通过该接线端口，可以读写到各电机的参数，提高学员的学习效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人教学技术领域，具体涉及一种机器人系统电机学习装置。
背景技术
在机器人中，执行机构一般分为液压驱动和电机驱动两种类型，其中又以电机驱动最为常见。机器人中常用的电机分为有刷直流电机、无刷直流电机、永磁同步电机、步进电机等。其中在中小型机器人(尺寸在15CM-30CM)中，由于价格便宜，定位精度高，直流电机以及无刷直流电机最为常见。机器人系统中运动控制技术是一个重要的领域，这门课程的教学需要理论与实践相结合。
机器人运动控制技术的学习包好两个方面一是对电机硬件特性的熟悉，二是控制算法的学习，现有的电机学习装置多集中于第一个方面，对机器人电机运动原理及控制算法的教学并不充分，而机器人电机运动原理及控制算法的教学需要涉及电机的驱动、数据采集、闭环控制等全面的训练，目前并没有直观的学习装置可以实现上述教学目的。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种机器人系统电机学习装置，通过一个已经连接好的线路板将各电机线路连接好，可以针对电机使用所涉及的驱动、数据采集、闭环控制等进行全面的训练，并留有通讯控制接口，通过该接线端口，可以读写到各电机的参数。
为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种机器人系统电机学习装置，包括：主板和两个并排安装在主板上的接线端口；安装在主板上的中央处理器，所述中央处理器的信号输出端与左端的接线端口连接；安装在主板上的超声波发生器、超声波控制模块和功率自适应模块，所述超声波发生器的信号输出端与超声波控制模块连接，所述超声波控制模块的第一信号输出端与中央处理器连接，所述超声波控制模块的第二信号输出端与功率自适应模块连接，所述功率自适应模块的信号输出端与中央处理器连接；安装在主板上的模拟控制电路和PWM控制电路，所述模拟控制电路和PWM控制电路的第一信号输出端均与中央处理器连接，所述模拟控制电路和PWM控制电路的第二信号输出端均与右端的接线端口连接；安装在主板上的闭环控制模块；安装在主板上的第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴通过联轴器连接，所述第一电机的信号输出端与PWM控制电路连接，所述第二电机的信号输出端与闭环控制模块连接。
在实际的训练过程中，使用者只需在接线端口上进行接线，就可以激活第一电机或者第二电机，由于第一电机和第二电机的输出轴通过联轴器连接，且第一电机与PWM控制电路连接，第二电机与闭环控制模块连接，当第一电机运转时，经过PWM控制电路将第一电机的输入电压的振幅转换成宽度一定的脉冲，然后输入至中央处理器，中央处理器控制模拟控制电路使得第一电机按照设定的程序进行模拟运转，超声波发生器的作用是记录电机在运转过程中的震动频率，然后通过超声波控制模块将记录的信号传输至中央处理器，中央处理器经过处理后将数据传输至接线端口，外部设备可以通过接线端口获取实验数据。另外可以通过右端的接线端口对PWM控制电路和模拟控制电路的参数进行调整，以便适应不同电机的模拟需求。通过闭环控制模块可以实现对电机的闭环控制实验，加强学员对闭环控制的理解。
优选的，所述主板上还安装有电源开关、电源控制模块和可调电压输出模块，所述电源开关和可调电压输出模块分别与电源控制模块的信号输入端连接，电源控制模块的第一信号输出端与中央处理器连接，电源控制模块的第二信号输出端与左端的接线端口连接。电源开关用于对整个学习装置电源启闭的控制，通过电源控制模块和可调电压输出模块，可以实现对模拟过程中输入电压的控制，使得学员加强对输入电压控制的理解。
优选的，所述第一电机为无刷直流电机，所述第二电机为永磁同步电机。
优选的，所述第一电机为有刷直流电机，所述第二电机为步进电机，第一电机和第二电机之间可以进行随机配对，以便学员对不同组合电机在实际运行过程中驱动功率、闭环控制等详细情况的理解。
本实用新型提供的一种机器人系统电机学习装置的有益效果在于：本机器人系统电机学习装置通过一个已经连接好的线路板将各电机线路连接好，在实际的训练过程中，使用者只需在接线端口上进行接线，就可以激活电机，可以针对电机使用所涉及的驱动、数据采集、闭环控制等进行全面的训练，并留有通讯控制接口，通过该接线端口，可以读写到各电机的参数，提高学员的学习效率。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构模块示意图。
图2为本实用新型的接线示意图。
图中：1、主板；2、闭环控制模块；3、超声波发生器；4、超声波控制模块；5、接线端口；6、电源开关；7、电源控制模块；8、可调电压输出模块；9、模拟控制电路；10、中央处理器；11、PWM控制电路；12、第一电机；13、联轴器；14、第二电机；15、功率自适应模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。
实施例1：一种机器人系统电机学习装置。
参照图1至图2所示，一种机器人系统电机学习装置，包括：主板1和两个并排安装在主板1上的接线端口5；安装在主板1上的中央处理器10，所述中央处理器10的信号输出端与左端的接线端口5连接；安装在主板1上的超声波发生器3、超声波控制模块4和功率自适应模块15，所述超声波发生器3的信号输出端与超声波控制模块4连接，所述超声波控制模块4的第一信号输出端与中央处理器10连接，所述超声波控制模块4的第二信号输出端与功率自适应模块15连接，所述功率自适应模块15的信号输出端与中央处理器10连接；安装在主板1上的模拟控制电路9和PWM控制电路11，所述模拟控制电路9和PWM控制电路11的第一信号输出端均与中央处理器10连接，所述模拟控制电路9和PWM控制电路11的第二信号输出端均与右端的接线端口5连接；安装在主板1上的闭环控制模块2；安装在主板1上的第一电机12和第二电机14，所述第一电机12为无刷直流电机，所述第二电机14为永磁同步电机，所述第一电机12和第二电机14的输出轴通过联轴器13连接，所述第一电机12的信号输出端与PWM控制电路11连接，所述第二电机14的信号输出端与闭环控制模块2连接；所述主板1上还安装有电源开关6、电源控制模块7和可调电压输出模块8，所述电源开关6和可调电压输出模块8分别与电源控制模块7的信号输入端连接，电源控制模块7的第一信号输出端与中央处理器10连接，电源控制模块7的第二信号输出端与左端的接线端口5连接，电源开关6用于对整个学习装置电源启闭的控制，通过电源控制模块7和可调电压输出模块8，可以实现对模拟过程中输入电压的控制，使得学员加强对输入电压控制的理解。
在实际的训练过程中，使用者只需在接线端口5上进行接线，就可以激活第一电机12或者第二电机14，由于第一电机12和第二电机14的输出轴通过联轴器13连接，且第一电机12与PWM控制电路11连接，第二电机14与闭环控制模块2连接，当第一电机12运转时，经过PWM控制电路11将第一电机12的输入电压的振幅转换成宽度一定的脉冲，然后输入至中央处理器10，中央处理器10控制模拟控制电路9使得第一电机12按照设定的程序进行模拟运转，超声波发生器3的作用是记录电机在运转过程中的震动频率，然后通过超声波控制模块4将记录的信号传输至中央处理器10，中央处理器10经过处理后将数据传输至接线端口5，外部设备可以通过接线端口5获取实验数据，功率自适应模块15可以在系统运转发生故障时对超声波发生器3进行自动保护。另外可以通过右端的接线端口5对PWM控制电路11和模拟控制电路9的参数进行调整，以便适应不同电机的模拟需求。通过闭环控制模块2可以实现对电机的闭环控制实验，加强学员对闭环控制的理解。
实施例2：一种机器人系统电机学习装置。
所述第一电机12为有刷直流电机，所述第二电机14为步进电机，其余的特征与实施例1相同，第一电机12和第二电机14之间可以进行随机配对，以便学员对不同组合电机在实际运行过程中驱动功率、闭环控制等详细情况的理解。
以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.一种机器人系统电机学习装置，其特征在于包括：主板和两个并排安装在主板上的接线端口；安装在主板上的中央处理器，所述中央处理器的信号输出端与左端的接线端口连接；安装在主板上的超声波发生器、超声波控制模块和功率自适应模块，所述超声波发生器的信号输出端与超声波控制模块连接，所述超声波控制模块的第一信号输出端与中央处理器连接，所述超声波控制模块的第二信号输出端与功率自适应模块连接，所述功率自适应模块的信号输出端与中央处理器连接；安装在主板上的模拟控制电路和PWM控制电路，所述模拟控制电路和PWM控制电路的第一信号输出端均与中央处理器连接，所述模拟控制电路和PWM控制电路的第二信号输出端均与右端的接线端口连接；安装在主板上的闭环控制模块；安装在主板上的第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴通过联轴器连接，所述第一电机的信号输出端与PWM控制电路连接，所述第二电机的信号输出端与闭环控制模块连接。
2.如权利要求1所述的机器人系统电机学习装置，其特征在于：所述主板上还安装有电源开关、电源控制模块和可调电压输出模块，所述电源开关和可调电压输出模块分别与电源控制模块的信号输入端连接，电源控制模块的第一信号输出端与中央处理器连接，电源控制模块的第二信号输出端与左端的接线端口连接。
3.如权利要求1所述的机器人系统电机学习装置，其特征在于：所述第一电机为无刷直流电机，所述第二电机为永磁同步电机。
4.如权利要求1所述的机器人系统电机学习装置，其特征在于：所述第一电机为有刷直流电机，所述第二电机为步进电机。
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|---|---|---|---|---|
| CN114120736A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-01 | 深圳职业技术学院 | 一种电动汽车的驱动电机实训教学系统及试验方法 |
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| CN114120736B (zh) * | 2021-10-29 | 2023-10-03 | 深圳职业技术学院 | 一种电动汽车的驱动电机实训教学系统及试验方法 |
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