CN213693523U - 一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统及宠物用品 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统，包括MCU控制单元、功率驱动MOS、电机、电压检测电路、PWM驱动电路和电源。MCU控制单元设置有电源输入端口、脉冲输出端口和电压检测端口，电源输入端口与电源的输出端相连，电源的输出端还与功率驱动MOS的源极相连，功率驱动MOS的漏极与电机的电源输入端相连，电机的电源输出端通过检流电阻接地。脉冲输出端口通过PWM驱动电路与功率驱动MOS的栅极相连。电压检测端口通过电压检测电路与电机的电源输入端相连，MCU控制单元通过电压检测端口能够检测得到电机的工作电压，MCU控制单元根据检测得到的电机的工作电压调整PWM脉冲信号的占空比进而控制调整电机的工作状态，实现对电机的智能化控制。

Description

一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统及宠物用品

技术领域

本实用新型涉及宠物用品领域，尤其涉及一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统及宠物用品。

背景技术

在日常的生活中，宠物受到主人越来越多的关爱呵护，在宠物用品中，尤其是包括有电池供电的电机驱动技术的这类产品在市场中应用广泛。但是电池电压和负载状态在整个产品工作过程是动态变化的，电池电压和负载状态不稳定性导致了电机运行状态不稳定，从而降低了用户的使用体验。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供了一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统及宠物用品旨在解决现有技术中用户在使用含有电机的宠物用品时，容易出现电机运行不稳定从而导致用户使用体验低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统，包括MCU控制单元、功率驱动MOS、电机、电压检测电路、PWM驱动电路和电源；

所述MCU控制单元设置有电源输入端口、脉冲输出端口和电压检测端口，所述电源输入端口与所述电源的输出端相连，所述电源的输出端还与所述功率驱动MOS的源极相连，所述功率驱动MOS的漏极与所述电机的电源输入端相连，所述电机的电源输出端与检流电阻的第一端相连，所述检流电阻的第二端接地；

所述脉冲输出端口通过所述PWM驱动电路与所述功率驱动MOS的栅极相连，所述MCU控制单元在所述脉冲输出端口产生PWM脉冲信号，所述PWM脉冲信号控制所述功率驱动MOS中漏极与源极的通断；所述电压检测端口通过所述电压检测电路与所述电机的电源输入端相连，所述MCU控制单元通过所述电压检测端口能够检测得到所述电机的工作电压，所述MCU控制单元根据检测得到的所述电机的工作电压调整所述PWM脉冲信号的占空比。

优选地，所述宠物用品直流电机动能补偿控制系统还包括电流检测电路，所述MCU控制单元上还设置有电流检测端口，所述电流检测端口通过所述电流检测电路与所述电机的电源输出端相连，所述MCU控制单元能够通过所述电流检测端口能够检测得到所述电机的工作电流。

优选地，所述电流检测电路包括第一滤波电容和滤波电阻，所述滤波电阻的第一端连接在所述检流电阻的第一端与所述电机的电源输出端之间的线路上，所述滤波电阻的第二端与所述电流检测端口相连，所述第一滤波电容的一侧连接在所述电流检测端口与所述滤波电阻的第二端之间的线路上，所述第一滤波电容的另一侧接地。

优选地，所述PWM驱动电路包括上拉电阻和驱动极限电阻，所述驱动极限电阻的第一端与所述脉冲输出端口相连，所述驱动极限电阻的第二端分别与所述上拉电阻的第一端和所述功率驱动MOS的栅极相连，所述上拉电阻的第二端与所述功率驱动MOS的源极相连。

优选地，所述电压检测电路包括分压上端电阻、分压下端电阻和第二滤波电容，所述分压上端电阻的第一端连接在所述电机的电源输入端与所述功率驱动MOS的漏极之间的线路上，所述分压上端电阻的第二端与所述分压下端电阻的第一端相连，所述分压下端电阻的第二端接地，所述分压上端电阻的第二端与所述分压下端电阻的第一端之间的线路上还设置有检压点，所述检压点与所述电压检测端口相连，所述第二滤波电容的一侧连接在所述检压点与所述电压检测端口之间的线路上，所述第二滤波电容的另一侧接地。

优选地，所述功率驱动MOS为PMOS管。

优选地，本实用新型还提供了一种宠物用品，所述宠物用品上设置有能够运动的工作组件，所述工作组件与如上述的宠物用品直流电机动能补偿控制系统中的所述电机驱动连接。

(三)有益效果

本实用新型通过设置电压检测电路来测量电机的工作电压，MCU控制单元产生PWM脉冲信号来控制功率驱动MOS的通断进而实现控制电机的导电和断开，同时MCU控制单元通过电机的工作电压来调整PWM脉冲信号的脉宽进而控制调整电机的工作状态，实现了当电机的工作电压不稳定时，电机依然能够稳定的工作，提高了用户的使用体验。

附图说明

图1为本实用新型一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统的电路图。

【附图标记说明】

1：MCU控制单元；2：功率驱动MOS；3：电机；4：电源；

R1：检流电阻；R2：分压上端电阻；R3：分压下端电阻；R4：上拉电阻；R5：驱动极限电阻；R6：滤波电阻；C1：第一滤波电容；C2：第二滤波电容；A：检压点。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实用新型提供了一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统，包括MCU控制单元1、功率驱动MOS2、电机3、电压检测电路、PWM驱动电路和电源4。MCU控制单元1设置有电源输入端口、脉冲输出端口和电压检测端口，电源输入端口与电源4的输出端相连，电源4的输出端还与功率驱动MOS2的源极相连，功率驱动MOS2的漏极与电机3的电源输入端相连，电机3的电源输出端与检流电阻R1的第一端相连，检流电阻R1的第二端接地。

脉冲输出端口通过PWM驱动电路与功率驱动MOS2的栅极相连，MCU控制单元1在脉冲输出端口产生PWM脉冲信号，PWM脉冲信号控制功率驱动MOS2中漏极与源极的通断。电压检测端口通过电压检测电路与电机3的电源输入端相连，MCU控制单元1通过电压检测端口能够检测得到电机3的工作电压，MCU控制单元1根据检测得到的电机3的工作电压调整PWM脉冲信号的占空比。其中功率驱动MOS2为PMOS管。

PWM脉冲信号是一个连续的高电平与低电平交替的信号，当PWM脉冲信号处于高电平时，功率驱动MOS2的源极与漏极处于导通状态，此时电机3的电源输入端与电源4相连，电机3处于工作状态。在现有的技术中，电机3的工作时，电机3两端的电压往往会随着负载的变化而变化，从而导致电机3的转速不恒定。在本实施例中，MCU控制单元1通过电压检测电路实时对电机3的工作电压进行检测，并能够根据电机3的工作电压调节PWM脉冲信号的占空比，实现对电机3转速的实时控制，所以在本实施例中，当电机3的负载发生变化时，MCU控制单元1能够通过控制PWM脉冲信号的占空比实现电机3以恒定的转速进行工作，即电机3能够不受电源4的供电电压、负载状态波动的等外在环境的影响而稳定工作。

实施例2：

宠物用品直流电机动能补偿控制系统还包括电流检测电路，MCU控制单元1上还设置有电流检测端口，电流检测端口通过电流检测电路与电机3的电源输出端相连，MCU控制单元1能够通过电流检测端口能够检测得到电机3的工作电流。

在本实施例中，MCU控制单元1还通过电流检测电路对电机3的工作电流进行检测，在实施例1的基础上，检测到电机3的工作电压和工作电流后，就能够知道电机3的实时功率，使得MCU控制单元1了解到的电机3的工作状态更加准确，从而使得对电机3的控制更加智能化。

实施例3：

本实施例对PWM驱动电路、电压检测电路和电流检测电路的具体组成进行描述。

电机3的电源输出端与检流电阻R1的第一端相连，检流电阻R1的第二端接地。电流检测电路包括第一滤波电容C1和滤波电阻R6，滤波电阻R6的第一端连接在检流电阻R1的第一端与电机3的电源输出端之间的线路上，滤波电阻R6的第二端与电流检测端口相连，第一滤波电容C1的一侧连接在电流检测端口与滤波电阻R6的第二端之间的线路上，第一滤波电容C1的另一侧接地。MCU控制单元1上的电流检测端口能够检测到流经电机3的工作电流的电流信号，且第一滤波电容C1和滤波电阻R6能够组成RC滤波电路对电流信号进行滤波，使得电流检测端口测得的电机3的工作电流更加准确，受偶然因素影响小。

PWM驱动电路包括上拉电阻R4和驱动极限电阻R5，驱动极限电阻R5的第一端与脉冲输出端口相连，驱动极限电阻R5的第二端分别与上拉电阻R4的第一端和功率驱动MOS2的栅极相连，上拉电阻R4的第二端与功率驱动MOS2的源极相连。脉冲输出端口在输出PWM脉冲信号后会经过驱动极限电阻R5在功率驱动MOS2的栅极上形成一个高、低交替的电动势，从而控制功率驱动MOS2上源极和漏极的导通和断开。同时还在驱动极限电阻R5的第二端与栅极连接的线路上并联一个上拉电阻R4用于分流，使得当PWM脉冲信号由低电平转换为高电平的瞬间，栅极上的电流不会过大而导致功率驱动MOS2无法工作。

电压检测电路包括分压上端电阻R2、分压下端电阻R3和第二滤波电容C2，分压上端电阻R2的第一端连接在电机3的电源输入端与功率驱动MOS2的源极之间的线路上，分压上端电阻R2的第二端与分压下端电阻R3的第一端相连，分压下端电阻R3的第二端接地，分压上端电阻R2的第二端与分压下端电阻R3的第一端之间的线路上还设置有检压点A，检压点A与电压检测端口相连，第二滤波电容C2的一侧连接在检压点与电压检测端口之间的线路上，第二滤波电容C2的另一侧接地。电压检测端口能够对检压点A的电压值进行采样和检测得到检压点A的电压，通过分压下端电阻R3和分压上端电阻R2的阻值即能够计算得到分压上端电阻R2的第一端的电压，而分压上端电阻R2的第一端的电压与电机3的电源4输入端的电压相同，在实际的使用过程中检流电阻R1的阻值相对于电机3的阻值会很小，从而忽略检流电阻R1上的压降，将电机3的电源输入端的电压视为电机3的工作电压。

实施例4：

在本实施例中，电源4为额定电压3.7V的锂离子电池，功率驱动MOS2型号选择SI3401，上拉电阻R4的阻值为1KΩ，驱动极限电阻R5的阻值为10Ω，分压上端电阻R2的阻值为200KΩ，分压下端电阻R3的阻值为100KΩ，检流电阻R1的阻值为0.1Ω。

本实用新型的控制目标是让电机3工作在3.0V平均工作电压下工作，按照上述设定参数，当电压检测端口检测到的电压值小于1.0V时，MCU控制单元1逐周期加大PWM脉冲信号的占空比；当电压检测端口检测到的电压值大于1.0V时，MCU控制单元1逐周期降低PWM脉冲信号的占空比，最终实现控制目标。

同时，因为检流电阻R1的压降因素，实际电机3两端工作电压稍低于3.0V，MCU控制单元1同时检测电流值计算检流电阻R1两端压降，考虑到检流电阻R1两端的压降后，MCU控制单元1能够更加准确的控制电机3的工作电压。

实施例5：

本实用新型还提供了一种宠物用品，宠物用品上设置有能够运动的工作组件，工作组件与上述的宠物用品直流电机动能补偿控制系统中的电机3驱动连接。

在实际的使用过程中，宠物用品可以为电推剪、磨甲器或者含有直流电机3驱动的宠物用品，其中工作组件可以为刀头、磨头或者其他由电机3驱动的装置。

实施例6：

当宠物用品为磨甲器时，磨甲器的工作组件为磨头，为了磨头的使用场景更加广泛，本实用新型在磨头上设置不同的区域来适配不同的使用场景，例如可以在磨头上设置用于粗磨的粗磨区和用于细磨的精磨区，其中粗磨区的粗糙度大于精磨区的粗糙度。当宠物的指甲过长时先用粗磨区对指甲进行粗磨，然后用细磨区对指甲进行细磨，这既提高了磨甲的效率又保护了宠物不会被磨头磨伤，且由于在进行磨甲时，磨甲器会产生振动，为了便于使用者握持，在磨甲器的外表面设置有多个用于防滑的防滑凸起。

需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种宠物用品直流电机动能补偿控制系统，其特征在于，包括MCU控制单元、功率驱动MOS、电机、电压检测电路、PWM驱动电路和电源；

所述MCU控制单元设置有电源输入端口、脉冲输出端口和电压检测端口，所述电源输入端口与所述电源的输出端相连，所述电源的输出端还与所述功率驱动MOS的源极相连，所述功率驱动MOS的漏极与所述电机的电源输入端相连，所述电机的电源输出端与检流电阻的第一端相连，所述检流电阻的第二端接地；

所述脉冲输出端口通过所述PWM驱动电路与所述功率驱动MOS的栅极相连，所述MCU控制单元在所述脉冲输出端口产生PWM脉冲信号，所述PWM脉冲信号控制所述功率驱动MOS中漏极与源极的通断；所述电压检测端口通过所述电压检测电路与所述电机的电源输入端相连，所述MCU控制单元通过所述电压检测端口能够检测得到所述电机的工作电压，所述MCU控制单元根据检测得到的所述电机的工作电压调整所述PWM脉冲信号的占空比。

2.如权利要求1所述的宠物用品直流电机动能补偿控制系统，其特征在于，所述宠物用品直流电机动能补偿控制系统还包括电流检测电路，所述MCU控制单元上还设置有电流检测端口，所述电流检测端口通过所述电流检测电路与所述电机的电源输出端相连，所述MCU控制单元能够通过所述电流检测端口能够检测得到所述电机的工作电流。

3.如权利要求2所述的宠物用品直流电机动能补偿控制系统，其特征在于，所述电流检测电路包括第一滤波电容和滤波电阻，所述滤波电阻的第一端连接在所述检流电阻的第一端与所述电机的电源输出端之间的线路上，所述滤波电阻的第二端与所述电流检测端口相连，所述第一滤波电容的一侧连接在所述电流检测端口与所述滤波电阻的第二端之间的线路上，所述第一滤波电容的另一侧接地。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的宠物用品直流电机动能补偿控制系统，其特征在于，所述PWM驱动电路包括上拉电阻和驱动极限电阻，所述驱动极限电阻的第一端与所述脉冲输出端口相连，所述驱动极限电阻的第二端分别与所述上拉电阻的第一端和所述功率驱动MOS的栅极相连，所述上拉电阻的第二端与所述功率驱动MOS的源极相连。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的宠物用品直流电机动能补偿控制系统，其特征在于，所述电压检测电路包括分压上端电阻、分压下端电阻和第二滤波电容，所述分压上端电阻的第一端连接在所述电机的电源输入端与所述功率驱动MOS的漏极之间的线路上，所述分压上端电阻的第二端与所述分压下端电阻的第一端相连，所述分压下端电阻的第二端接地，所述分压上端电阻的第二端与所述分压下端电阻的第一端之间的线路上还设置有检压点，所述检压点与所述电压检测端口相连，所述第二滤波电容的一侧连接在所述检压点与所述电压检测端口之间的线路上，所述第二滤波电容的另一侧接地。

6.如权利要求1-3中任意一项所述的宠物用品直流电机动能补偿控制系统，其特征在于，所述功率驱动MOS为PMOS管。

7.一种宠物用品，其特征在于，所述宠物用品上设置有能够运动的工作组件，所述工作组件与如权利要求1-6中任意一项所述的宠物用品直流电机动能补偿控制系统中的所述电机驱动连接。

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