CN209606814U - 一种自动化交互式运动控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化交互式运动控制器，包括触控液晶屏、STM32单片机、BLDC电机、电源模块、被控制运动元件和多个外设模块；外设模块包括MOS驱动器模块、电机监测模块、驱动保护模块和位置传感器模块；该控制系统对BLDC电机的驱动控制功能非常灵活强大。同时维护性强，易于控制，使得BLDC电机的控制性能大幅改进，有利于电机的小型化和智能化，又可以大幅节约成本。同时利用液晶触控屏实现人机交互，使设备的运动控制更加便捷。

Description

一种自动化交互式运动控制器

技术领域

本实用新型属于工业设备自动化控制技术领域，具体涉及一种自动化交互式运动控制器。

背景技术

在电机的应用中，优良的控制系统十分重要。随着机械设备自动化智能化的发展，许多自动化设备正逐步进入和取代传统机械设备，进而用来提高设备的生产效率和可靠性。

目前，小型专用定制化设备的自动化改造处于一个滞后和被忽略的状态，尤其是工业生产中处于主要地位的机械运动控制系统。由于该类设备属于非标准设备，所以其应用阶段也没有达到足够大的产业规模。对于目前的粗放型和非标准的现状，需要一类能够对接和满足该领域自动化需求的机械设备控制系统。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、可定制功能、灵活性强、可外接多种传感器和执行器的自动化交互式运动控制器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种自动化交互式运动控制器，包括触控液晶屏、STM32单片机、BLDC电机、电源模块、被控制运动元件和多个外设模块；外设模块包括MOS驱动器模块、电机监测模块、驱动保护模块和位置传感器模块；

触控液晶屏与STM32单片机之间双向电信号连接，STM32单片机的信号输出端分别与MOS驱动器模块和驱动保护模块的信号输入端连接，电源模块为STM32单片机和MOS驱动器模块提供电能，BLDC电机的信号输入端分别与MOS驱动器模块和驱动保护模块的信号输出端连接，BLDC电机的信号输出端与电机监测模块的信号输入端连接，位置传感器模块用于监测被控制运动元件的运动位置，STM32单片机的信号输入端分别与位置传感器模块和电机监测模块的信号输出端连接；BLDC电机的动力输出端与被控制运动元件的动力输入端连接。

触控液晶屏采用型号为SDWE070C05的电容触控屏。

被控制运动元件包括导轨和滑动连接在导轨上的滑块，BLDC电机的动力输出端通过旋转变直线运动机构与滑块传动连接。

旋转变直线运动机构包括带传动机构、链轮传动机构、齿轮齿条传动机构、蜗轮蜗杆传动机构或丝杠传动机构。

采用上述技术方案，本实用新型的工作使用原理及其具有以下技术效果为：

触控液晶屏是实现人机交互的主要元件。该触控液晶屏界面设定的有电机控制按键页面、电机参数显示页面等等。按下电机控制按键页面相应的按键区域，可以实现BLDC电机的转动、停止、正反转、调速等，BLDC电机运行状态则通过旋转变直线运动机构驱动滑块在导轨上的运动来体现。

STM32单片机为本实用新型的核心控制元件。STM32单片机接收到触控液晶屏发出的信号，向对应外设模块发送指令，然后使BLDC电机的运行状态做出相应的改变。同时STM32单片机也接收外设模块发出的信号，对BLDC电机的运行状态进行判断，以便做出相应的调整和在触控液晶屏中显示出BLDC电机运行参数。

外设模块包括MOS驱动器模块、电机监测模块、驱动保护模块、位置传感器模块。MOS驱动器模块是控制BLDC电机的开关，MOS驱动器模块通过接收的驱动电平信号控制对应的MOS管通断路来驱动BLDC电机旋转。电机监测模块主要是通过BLDC电机上安装的霍尔传感器发出脉冲信号，传输到STM32单片机来对电机的运行参数来进行监测。位置传感器模块是定位到导轨两端的霍尔传感器，用来监测STM32电机的极限位置，当导轨上的滑块运动到极限位置时，STM32单片机通过捕捉相应位置的霍尔传感器信号发出相应的脉冲信号，使STM32电机停止转动，并在一定延时后进行反向转动，实现被控制元件的往复变速运动。驱动保护模块可以实现当电机运行状态出现异常时进行报警、断电等保护功能。

综上所述，该控制系统对BLDC电机的驱动控制功能非常灵活强大。同时维护性强，易于控制，使得BLDC电机的控制性能大幅改进，有利于电机的小型化和智能化，又可以大幅节约成本。同时利用液晶触控屏实现人机交互，使设备的运动控制更加便捷。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种自动化交互式运动控制器，包括触控液晶屏1、STM32单片机2、BLDC电机3、电源模块9、被控制运动元件4和多个外设模块；外设模块包括MOS驱动器模块5、电机监测模块6、驱动保护模块7和位置传感器模块8；

触控液晶屏1与STM32单片机2之间双向电信号连接，STM32单片机2的信号输出端分别与MOS驱动器模块5和驱动保护模块7的信号输入端连接，电源模块9为STM32单片机2和MOS驱动器模块5提供电能，BLDC电机3的信号输入端分别与MOS驱动器模块5和驱动保护模块7的信号输出端连接，BLDC电机3的信号输出端与电机监测模块6的信号输入端连接，位置传感器模块8用于监测被控制运动元件4的运动位置，STM32单片机2的信号输入端分别与位置传感器模块8和电机监测模块6的信号输出端连接；BLDC电机3的动力输出端与被控制运动元件4的动力输入端连接。

触控液晶屏1采用型号为SDWE070C05的电容触控屏。

被控制运动元件4包括导轨和滑动连接在导轨上的滑块，BLDC电机3的动力输出端通过旋转变直线运动机构与滑块传动连接。

旋转变直线运动机构包括带传动机构、链轮传动机构、齿轮齿条传动机构、蜗轮蜗杆传动机构或丝杠传动机构。旋转变直线运动机构为现有常规技术，具体构造不再赘述。

本实用新型的工作使用原理及其具有以下技术效果为：

触控液晶屏1是实现人机交互的主要元件。该触控液晶屏1界面设定的有电机控制按键页面、电机参数显示页面等等。按下电机控制按键页面相应的按键区域，可以实现BLDC电机3的转动、停止、正反转、调速等，BLDC电机3运行状态则通过旋转变直线运动机构驱动滑块在导轨上的运动来体现。

STM32单片机2为本实用新型的核心控制元件。STM32单片机接收到触控液晶屏1发出的信号，向对应外设模块发送指令，然后使BLDC电机3的运行状态做出相应的改变。同时STM32单片机2也接收外设模块发出的信号，对BLDC电机3的运行状态进行判断，以便做出相应的调整和在触控液晶屏1中显示出BLDC电机3运行参数。

外设模块包括MOS驱动器模块5、电机监测模块6、驱动保护模块7、位置传感器模块8。MOS驱动器模块5是控制BLDC电机3的开关，MOS驱动器模块5通过接收的驱动电平信号控制对应的MOS管通断路来驱动BLDC电机3旋转。电机监测模块6主要是通过BLDC电机3上安装的霍尔传感器发出脉冲信号，传输到STM32单片机2来对电机的运行参数来进行监测。位置传感器模块8是定位到导轨两端的霍尔传感器，用来监测STM32电机的极限位置，当导轨上的滑块运动到极限位置时，STM32单片机2通过捕捉相应位置的霍尔传感器信号发出相应的脉冲信号，使STM32电机停止转动，并在一定延时后进行反向转动，实现被控制元件的往复变速运动。驱动保护模块7可以实现当电机运行状态出现异常时进行报警、断电等保护功能。

需要着重指出的是：本实用新型中涉及到的触控液晶屏1、STM32单片机2、BLDC电机3、被控制运动元件4、MOS驱动器模块5、电机监测模块6、驱动保护模块7和位置传感器模块8均为已知硬件，市场上均可以购置，其具体构造及型号不再赘述。所述硬件中分别内置有已知软件实现各自的功能。本实用新型的功能是由选择的硬件设备及其相互之间的连接关系带来的，不需要进行程序控制上的改进，不需要设计新的软件。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型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，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动化交互式运动控制器，其特征在于：包括触控液晶屏、STM32单片机、BLDC电机、电源模块、被控制运动元件和多个外设模块；外设模块包括MOS驱动器模块、电机监测模块、驱动保护模块和位置传感器模块；

触控液晶屏与STM32单片机之间双向电信号连接，STM32单片机的信号输出端分别与MOS驱动器模块和驱动保护模块的信号输入端连接，电源模块为STM32单片机和MOS驱动器模块提供电能，BLDC电机的信号输入端分别与MOS驱动器模块和驱动保护模块的信号输出端连接，BLDC电机的信号输出端与电机监测模块的信号输入端连接，位置传感器模块用于监测被控制运动元件的运动位置，STM32单片机的信号输入端分别与位置传感器模块和电机监测模块的信号输出端连接；BLDC电机的动力输出端与被控制运动元件的动力输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动化交互式运动控制器，其特征在于：触控液晶屏采用型号为SDWE070C05的电容触控屏。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动化交互式运动控制器，其特征在于：被控制运动元件包括导轨和滑动连接在导轨上的滑块，BLDC电机的动力输出端通过旋转变直线运动机构与滑块传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动化交互式运动控制器，其特征在于：旋转变直线运动机构包括带传动机构、链轮传动机构、齿轮齿条传动机构、蜗轮蜗杆传动机构或丝杠传动机构。