CN213715755U - 一种双轴伺服驱动器及双轴伺服驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双轴伺服驱动器，包括:电源接口，用于接入电源；控制器；双轴功率板，与所述电源接口和控制器连接，所述控制器控制所述双轴功率板获取所述电源并分别向第一电机和第二电机提供功率；第一单轴驱动板，与所述控制器连接，所述控制器控制所述第一单轴驱动板驱动所述第一电机；第二单轴驱动板，与所述控制器连接，所述控制器控制所述第二单轴驱动板驱动所述第二电机。根据本实用新型，提高了能源利用率并简化了接口,接线独立便捷，为现场接线提供了便利，提高了接线效率。

Description

一种双轴伺服驱动器及双轴伺服驱动系统

技术领域

本实用新型涉及伺服驱动领域，更具体地涉及双轴伺服驱动器及其系统。

背景技术

传统的通用伺服驱动器通常采用单入单出的驱动方式，一路进电电源，一路输出可控制一台电机，多个电机则需要多台驱动器控制。然而，随着自动化系统的飞速发展，单台设备的驱动器数量明显增加。所以集成度高的双轴或多轴伺服器伺服驱动器成为刚需。虽然存在一些双轴或多轴驱动器可以缓解上述压力，但是传统的双轴或多轴驱动器内部能源的利用率低，不利于体积的减小。此外，传统的双轴或多轴驱动器通常把控制IO和设备IO同时设置于一个连接器上，这就给造成了后续过程中的接线困难，驱动器的灵活性和可扩展性也受到极大的限制。

实用新型内容

考虑到上述问题而提出了本实用新型。本实用新型提供了一种双轴伺服驱动器及双轴伺服驱动系统以至少解决上述问题之一。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种双轴伺服驱动器,包括：

电源接口，用于接入电源；

控制器；

双轴功率板，与所述电源接口和控制器连接，所述控制器控制所述双轴功率板获取所述电源并分别向第一电机和第二电机提供功率；

第一单轴驱动板，与所述控制器连接，所述控制器控制所述第一单轴驱动板驱动所述第一电机；

第二单轴驱动板，与所述控制器连接，所述控制器控制所述第二单轴驱动板驱动所述第二电机。

可选地，所述电源接口包括：

输入电源接口，用于接入主电源；

控制电源接口，用于接入控制电源。

可选地，所述双轴伺服驱动器还包括：

第一电机功率线接口，用于向所述第一电机提供功率；

第二电机功率线接口，用于向所述第二电机提供功率。

可选地，所述双轴伺服驱动器还包括：制动电阻接口，用于接入制动电阻，以完成对所述第一电机和/或所述第二电机的制动过程。

可选地，所述第一单轴驱动板包括：第一控制输入输出接口、第一设备输入输出接口和第一编码器接口；其中，

所述第一控制输入输出接口用于向所述第一电机发送相应的控制指令；所述第一设备输入输出接口用于获取所述第一电机的电压信号和/或电流信号；所述第一编码器接口用于接收所述第一电机的转速信号和/或位置信号；以及

所述第二单轴驱动板包括：第二控制输入输出接口、第二设备输入输出接口和第二编码器接口；其中，

所述第二控制输入输出接口用于向所述第二电机发送相应的控制指令；所述第二设备输入输出接口用于获取所述第二电机的电压信号和/或电流信号；所述第一编码器接口用于接收所述第二电机的转速信号和/或位置信号。

可选地，所述第一单轴驱动板还包括：第一数码显示管，用于显示所述第一电机的转速；所述第二单轴驱动板还包括：第二数码显示管，用于显示所述第二电机的转速。

可选地，所述第一单轴驱动板还包括：

第一串口地址拨码装置，用于与第一外部设备进行通信；

第一串口调试接口，用于与第二外部设备进行通信；以及

所述第二单轴驱动板还包括：

第二串口地址拨码装置，用于与第三外部设备进行通信；

第二串口调试接口，用于与第四外部设备进行通信。

可选地，所述双轴伺服驱动器还包括：外壳，所述外壳包括可拆卸连接的底座和盖板，其中，

所述双轴功率板通过连接件固定在所述底座上，所述第一单轴驱动板和所述第二单轴驱动板通过支架固定在所述双轴功率板的一侧，所述盖板上设置有所述双轴功率板、所述第一单轴驱动板和所述第二单轴驱动板的各个接口。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种双轴伺服驱动系统，所述系统包括：

第一电机和第二电机；

根据第一方面所述的双轴伺服驱动器，分别与第一电机和第二电机连接，用于控制第一电机和第二电机；

主控单元，与所述双轴伺服驱动器连接，用于控制双轴伺服驱动器。

可选地，所述系统还包括：

一个单轴伺服驱动器或多个串联连接的单轴伺服驱动器，与所述双轴伺服驱动器连接；

至少一个第三电机，分别与对应的所述单轴伺服驱动器连接。

根据本实用新型的双轴伺服驱动器及双轴伺服驱动系统，通过单个双轴功率板通过电源接口共享电源，同时向两个电机提供功率，提高了能源利用率并简化了接口；此外，采用两个单轴驱动板分别驱动两个电机，使得接线独立便捷，为现场接线提供了便利，提高了接线效率。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是根据本实用新型实施例的一种双轴伺服驱动器的示意性框图；

图2是根据本实用新型的双轴伺服驱动器的示例；

图3是根据本实用新型的双轴伺服驱动系统的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

目前，传统的双轴或多轴驱动器内部可能仍然采用独立的输入电源来通过多个功率接口向多个电机提供功率，这使得驱动器内部能源的利用率低，不利于体积的减小。此外，传统的双轴或多轴驱动器通常把控制IO和设备IO同时设置于一个连接器上，这就给造成了后续过程中的接线困难，驱动器的灵活性和可扩展性也受到极大的限制。

基于上述考虑，根据本实用新型实施例提供了一种双轴伺服驱动器。参见图1，图1示出了根据本实用新型实施例的一种双轴伺服驱动器100的示意性框图，所述双轴伺服驱动器100包括：

电源接口110，用于接入电源；

控制器120；

双轴功率板130，与所述电源接口110和控制器120连接，所述控制器120控制所述双轴功率板130获取所述电源并分别向第一电机和第二电机提供功率；

第一单轴驱动板140，与所述控制器120连接，所述控制器120控制所述第一单轴驱动板140驱动所述第一电机；

第二单轴驱动板150，与所述控制器120连接，所述控制器120控制所述第二单轴驱动板150驱动所述第二电机。

其中，双轴伺服驱动器100采用单个双轴功率板130通过电源接口110共享电源，同时向两个电机提供功率，提高了能源利用率并简化了接口；此外，采用两个单轴驱动板分别驱动两个电机，使得接线独立便捷，为现场接线提供了便利，提高了接线效率。

在一些实施例中，控制器120可以通过软件、硬件、固件或者其组合实现。在一些实施例中，可以使用电路、单个或多个为特定用途集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、数字信号处理装置（Digital Signal Processing Device，DSPD）、可编程逻辑装置（ProgrammableLogic Device，PLD）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）、中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、PLC、微控制器、微处理器中的至少一种。

可选地，参见图2，图2示出了根据本实用新型的双轴伺服驱动器100的示例。如图2所示，电源接口110可以包括：

输入电源接口111，用于接入主电源；

控制电源接口112，用于接入控制电源。

其中，主电源可以是为双轴功率板130中的主电路提供电源，控制电源可以是为双轴功率板130中的控制电路提供电源。

可选地，双轴伺服驱动器100还包括：散热器，用于对双轴伺服驱动器100进行散热。在一些实施例中，双轴伺服驱动器100还包括风扇模组。

可选地，双轴伺服驱动器100还包括：外壳，用于保护双轴伺服驱动器100的内部器件。在一些实施例中，外壳包括可拆卸连接的盖板和底座。

具体来说，双轴功率板130可以通过连接件（如螺钉）固定在底座上，双轴功率板130上设置有主电路、散热器等。显示板、第一单轴驱动板140和第二单轴驱动板150通过支架固定在双轴功率板130的一侧，风扇模组设置于盖板上与散热器对应的位置。盖板上还设置有双轴功率板130、第一单轴驱动板140和第二单轴驱动板150的各个接口。

可选地，双轴伺服驱动器100还可以包括：

第一电机功率线接口171，用于向第一电机提供功率；

第二电机功率线接口172，用于向第二电机提供功率。

具体来说，双轴功率板130通过第一电机功率线接口171和第二电机功率线接口172分别向第一电机和第二电机提供功率。在一些实施例中，可以采用第一电机动力线连接第一电机和第一电机功率线接口171，采用第二电机动力线连接第二电机和第二电机功率线接口172。可见，第一电机和第二电机同时共享主电源、控制电源以及制动电阻，采用共母线设计，提高了内部能源的利用率。

可选地，双轴伺服驱动器100还可以包括制动电阻接口160，用于接入制动电阻，以完成对第一电机和/或第二电机的制动过程。应了解，制动电阻的大小可以根据需要进行设置，在此不做限制。

可选地，所述第一单轴驱动板140包括：第一控制输入输出接口141、第一设备输入输出接口142和第一编码器接口143。

在一些实施例中，第一控制输入输出接口141，用于向第一电机发送相应的控制指令。具体来说，控制器120可以通过第一控制输入输出接口141向第一电机发送相应的控制指令。

在一些实施例中，第一设备输入输出接口142，用于获取所述第一电机的电压和/或电流信号。

在一些实施例中，第一编码器接口143，用于接收所述第一电机的转速信号。进一步地，第一编码器接口143还可以接收第一电机的位置信号。

具体地，控制器120可以通过第一设备输入输出接口142获取第一电机的电压和/或电流信号，从而得到第一电机的转矩信号；通过第一编码器接口143获取第一电机的位置信号和转速信号，并结合给定信号（例如，给定转速信号、给定电流信号等）进行计算后，输出相应的控制指令，用过第一控制输入输出接口141发送至第一电机，以实现对第一电机的控制。

在一些实施例中，第一单轴驱动板140还包括：

第一数码显示管144，用于显示第一电机的转速。应了解，第一数码显示管144还可以根据需要进行设置，用于显示其他数据，例如故障代码，脉冲数等等，在此不做限制。

在一些实施例中，第一单轴驱动板140还包括：第一串口地址拨码装置145，用于与第一外部设备进行通信。

在一些实施例中，第一串口地址拨码装置145可以包括MODBUS485通信接口和地址拨码。

进一步地，第一外部设备可以是上位机。具体来说，上位机可以通过第一串口地址拨码装置145与双轴伺服驱动器100建立通信连接，实现与双轴伺服驱动器100之间的数据传输，以及对双轴伺服驱动器100的控制。

在一些实施例中，第一单轴驱动板140还包括：

第一串口调试接口（未示出），用于与第二外部设备进行通信。

其中，第二外部设备可以通过第一串口调试接口与双轴伺服驱动器100进行通信，从而获取（如，读取）第一电机的运行数据或双轴伺服驱动器100的工作数据。

可选地，所述第二单轴驱动板150包括：第二控制输入输出接口151、第二设备输入输出接口152和第二编码器接口153。

在一些实施例中，第二控制输入输出接口151，用于向第二电机发送相应的控制指令。具体来说，控制器120可以通过第二控制输入输出接口151向第二电机发送相应的控制指令。

在一些实施例中，第二设备输入输出接口152，用于获取所述第二电机的电压和/或电流信号。

在一些实施例中，第二编码器接口153，用于接收所述第二电机的转速信号。进一步地，第二编码器接口153还可以接收第二电机的位置信号。

具体地，控制器120可以通过第二设备输入输出接口152获取第二电机的电压和/或电流信号，从而得到第二电机的转矩信号；通过第二编码器接口153获取第二电机的位置信号和转速信号，并结合给定信号（例如，给定转速信号、给定电流信号等）进行计算后，输出相应的控制指令，用过第二控制输入输出接口151发送至第二电机，以实现对第二电机的控制。

在一些实施例中，第二单轴驱动板150还包括：

第二数码显示管154，用于显示第二电机的转速。应了解，第二数码显示管154还可以根据需要进行设置，用于显示其他数据，例如故障代码，脉冲数等等，在此不做限制。

在一些实施例中，第二单轴驱动板150还包括：第二串口地址拨码装置155，用于与第三外部设备进行通信。

在一些实施例中，第二串口地址拨码装置155可以包括MODBUS485通信接口和地址拨码。

进一步地，第三外部设备可以是与第一外部设备相同的上位机，也可以是与第一外部设备不同的另一上位机。具体来说，第三外部设备的上位机可以通过第二串口地址拨码装置155与双轴伺服驱动器100建立通信连接，实现与双轴伺服驱动器100之间的数据传输，以及对双轴伺服驱动器100的控制。

在一些实施例中，第二单轴驱动板140还包括：

第二串口调试接口（未示出），用于与第四外部设备进行通信。

其中，第四外部设备可以通过第二串口调试接口与双轴伺服驱动器100进行通信，从而获取（如，读取）第二电机的运行数据或双轴伺服驱动器100的工作数据。应了解，第四外部设备可以与第二外部设备是同一设备，也可以是不同的设备，在此不做限制。

可选地，双轴伺服驱动器100还包括：

安全转矩关断（Safe Torque Off, STO）接口180，用于当所述双轴伺服驱动器100或第一电机或第二电机中至少一个出现异常时，关断所述第一电机和/或所述第二电机的输出扭矩。

根据本实用新型实施例，还提供了一种双轴伺服驱动系统，参见图3，图3示出了根据本实用新型的双轴伺服驱动系统的示意性框图。如图3所示，双轴伺服驱动系统300包括：

第一电机310和第二电机320；

根据本实用新型实施例的双轴伺服驱动器330，分别与第一电机310和第二电机320连接，用于控制第一电机310和第二电机320；

主控单元340，与所述双轴伺服驱动器330连接，用于控制双轴伺服驱动器330。

在一些实施例中，主控单元340可以通过软件、硬件、固件或者其组合实现。在一些实施例中，可以使用电路、单个或多个为特定用途集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、数字信号处理装置（Digital Signal Processing Device，DSPD）、可编程逻辑装置（ProgrammableLogic Device，PLD）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）、中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、PLC、微控制器、微处理器中的至少一种。

在一些实施例中，双轴伺服驱动系统330 还包括：

单轴伺服驱动器350，与所述双轴伺服驱动器330连接；

第三电机360，与所述单轴伺服驱动器350连接。

在一些实施例中，双轴伺服驱动系统330 还包括：

多个串联连接的单轴伺服驱动器350，与所述双轴伺服驱动器330连接；

多个第三电机360，分别与对应的所述单轴伺服驱动器350连接。

根据本实用新型的双轴伺服驱动器及双轴伺服驱动系统，通过单个双轴功率板通过电源接口共享电源，同时向两个电机提供功率，提高了能源利用率并简化了接口；此外，采用两个单轴驱动板分别驱动两个电机，使得接线独立便捷，为现场接线提供了便利，提高了接线效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双轴伺服驱动器，其特征在于，包括：

电源接口，用于接入电源；

控制器；

双轴功率板，与所述电源接口和控制器连接，所述控制器控制所述双轴功率板获取所述电源并分别向第一电机和第二电机提供功率；

第一单轴驱动板，与所述控制器连接，所述控制器控制所述第一单轴驱动板驱动所述第一电机；

第二单轴驱动板，与所述控制器连接，所述控制器控制所述第二单轴驱动板驱动所述第二电机。

2.根据权利要求1所述的双轴伺服驱动器，其特征在于，所述电源接口包括：

输入电源接口，用于接入主电源；

控制电源接口，用于接入控制电源。

3.根据权利要求1所述的双轴伺服驱动器，其特征在于，所述双轴伺服驱动器还包括：

第一电机功率线接口，用于向所述第一电机提供功率；

第二电机功率线接口，用于向所述第二电机提供功率。

4.根据权利要求1所述的双轴伺服驱动器，其特征在于，所述双轴伺服驱动器还包括：制动电阻接口，用于接入制动电阻，以完成对所述第一电机和/或所述第二电机的制动过程。

5.根据权利要求1所述的双轴伺服驱动器，其特征在于，所述第一单轴驱动板包括：第一控制输入输出接口、第一设备输入输出接口和第一编码器接口；其中，

所述第一控制输入输出接口用于向所述第一电机发送相应的控制指令；所述第一设备输入输出接口用于获取所述第一电机的电压信号和/或电流信号；所述第一编码器接口用于接收所述第一电机的转速信号和/或位置信号；以及

所述第二单轴驱动板包括：第二控制输入输出接口、第二设备输入输出接口和第二编码器接口；其中，

所述第二控制输入输出接口用于向所述第二电机发送相应的控制指令；所述第二设备输入输出接口用于获取所述第二电机的电压信号和/或电流信号；所述第一编码器接口用于接收所述第二电机的转速信号和/或位置信号。

6.根据权利要求5所述的双轴伺服驱动器，其特征在于，所述第一单轴驱动板还包括：第一数码显示管，用于显示所述第一电机的转速；所述第二单轴驱动板还包括：第二数码显示管，用于显示所述第二电机的转速。

7.根据权利要求5或6所述的双轴伺服驱动器，其特征在于，所述第一单轴驱动板还包括：

第一串口地址拨码装置，用于与第一外部设备进行通信；

第一串口调试接口，用于与第二外部设备进行通信；以及

所述第二单轴驱动板还包括：

第二串口地址拨码装置，用于与第三外部设备进行通信；

第二串口调试接口，用于与第四外部设备进行通信。

8.根据权利要求1所述的双轴伺服驱动器，其特征在于，所述双轴伺服驱动器还包括：外壳，所述外壳包括可拆卸连接的底座和盖板，其中，

所述双轴功率板通过连接件固定在所述底座上，所述第一单轴驱动板和所述第二单轴驱动板通过支架固定在所述双轴功率板的一侧，所述盖板上设置有所述双轴功率板、所述第一单轴驱动板和所述第二单轴驱动板的各个接口。

9.一种双轴伺服驱动系统，其特征在于，包括：

第一电机和第二电机；

根据权利要求1-8中任一项所述的双轴伺服驱动器，分别与第一电机和第二电机连接，用于控制第一电机和第二电机；

主控单元，与所述双轴伺服驱动器连接，用于控制双轴伺服驱动器。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：

一个单轴伺服驱动器或多个串联连接的单轴伺服驱动器，与所述双轴伺服驱动器连接；

至少一个第三电机，分别与对应的所述单轴伺服驱动器连接。

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