CN217213501U - 一种分布式电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于控制电路技术领域，具体公开了一种分布式电机控制系统，包括电源、主控制器、若干组驱动单元、CAN总线；所述主控制器通过CAN总线与若干组所述驱动单元连接；若干组所述驱动单元分别用于驱动若干组驱动电机；所述驱动单元用于向所述驱动电机发送驱动信号并对驱动电机进行监控以及将监控的数据通过所述CAN总线发送给主控制器；所述电源用给若干所述驱动单元供电。本技术方案通过CAN总线实现连接，并通过CAN总线通信协议实现信息传输，避免通过大量线缆连接带来的性能损耗和安装困难。

Description

一种分布式电机控制系统

技术领域

本实用新型属于控制电路技术领域，尤其涉及一种分布式电机控制系统。

背景技术

传统的闭环机械臂控制采用控制核心VCU输出电压至各机械臂电机，同时每一路电机将采集的电机编码器信号返回至各机械臂电机。对于多轴机械臂，控制核心同时连接至多个电机需要大量的线缆去连接，同时电源和编码器线过长也会带来性能损耗。电机线束均需要从集总控制单元引出，穿过各关节轴的线束较多，导致线束制作复杂、安装困难。控制单元至驱动电机的线束较长，而该线束上传输的是高频开关功率电流，导致整体EMC干扰较大，使用电磁屏蔽材料成本较高且效果不明显。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种分布式电机控制系统，以解决目前线束复杂、安装困难并且线束较长导致性能损耗的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：一种分布式电机控制系统，包括电源、主控制器、若干组驱动单元、CAN总线；所述主控制器通过CAN总线与若干组所述驱动单元连接；若干组所述驱动单元分别用于驱动若干组驱动电机；所述驱动单元用于向所述驱动电机发送驱动信号并对驱动电机进行监控以及将监控的数据通过所述CAN总线发送给主控制器；所述电源用给若干所述驱动单元供电。

进一步，每组所述驱动单元包括控制器、驱动器、编码器接口、电源接口和CAN总线接口；所述控制器通过PWM控制信号控制所述驱动器；所述驱动器用于驱动对应的驱动电机；所述电源的主电源线通过电源接口分别与所述驱动单元的电源线连接；所述控制器与所述主控制器之间通过CAN总线和CAN总线接口连接；所述控制器通过所述编码器接口与电机编码器连接；所述电机编码器与所述驱动电机连接。

进一步，还包括CAN线，所述电源通过所述CAN线与CAN总线连接。

进一步，所述驱动器通过H桥驱动电路与所述驱动电机连接。

进一步，所述控制器采用单片机。

进一步，还包括电源保护器，所述电源保护器与所述电源接口连接。

本技术方案的工作原理在于：控制器接收并解析CAN总线上的对应关节的驱动电机模式和驱动指令，根据驱动模式和驱动指令向对应的驱动电机提供驱动信号，控制器检测运行时驱动电机的转矩、转速和位置等，并按照CAN总线通信协议要求发送关节信息报文。

本技术方案的有益效果在于：本技术方案通过CAN总线和CAN线实现连接，并通过CAN总线通信协议实现信息传输，避免通过大量线缆连接带来的性能损耗和安装困难。

附图说明

图1为本实用新型一种分布式电机控制系统的连接示意图；

图2为本实用新型一种分布式电机控制系统的原理图；

图3为一种分布式电机控制系统的电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：主控制器1、控制器2、CAN总线3、CAN总线接口4、电源接口5、电源保护器6、编码器接口7、驱动器8、H桥驱动电路9。

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、完整地描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例基本如附图1-3所示：一种分布式电机控制系统，包括电源、主控制器1、若干组驱动单元、CAN总线3和CAN线；主控制器1通过CAN总线3与若干组驱动单元连接；若干组驱动单元分别用于驱动若干组驱动电机，驱动电机用于驱动对应的关节；驱动单元用于向驱动电机发送驱动信号并对驱动电机进行监控以及将监控的数据通过CAN总线3发送给主控制器1；电源用给若干驱动单元供电。

每组驱动单元包括控制器2、驱动器8、编码器接口7、电源接口5和CAN总线接口4，控制器2采用32位单片机，驱动器8采用栅极驱动器；控制器2通过PWM控制信号控制驱动器8；驱动器8用于驱动对应的驱动电机，具体地驱动器8通过H桥驱动电路9与驱动电机连接；电源的主电源线通过电源接口5分别与驱动单元的电源线连接，电源通过CAN线与CAN总线3连接，电源保护器6与电源接口5连接；控制器2与主控制器1之间通过CAN总线3和CAN总线接口4连接；控制器2通过编码器接口7与电机编码器连接；电机编码器与驱动电机连接。

具体实施过程如下：

控制器2接收并解析CAN总线3上的对应关节的驱动电机模式和驱动指令，根据驱动模式和驱动指令向对应的驱动电机提供驱动信号，控制器2检测运行时驱动电机的转矩、转速和位置等，并按照CAN总线3通信协议要求发送关节信息报文，例如驱动控制报文、驱动回传报文、驱动调试报文、Bootloader报文，均为现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种分布式电机控制系统，其特征在于：包括电源、主控制器、若干组驱动单元、CAN总线；所述主控制器通过CAN总线与若干组所述驱动单元连接；若干组所述驱动单元分别用于驱动若干组驱动电机；所述驱动单元用于向所述驱动电机发送驱动信号并对驱动电机进行监控以及将监控的数据通过所述CAN总线发送给主控制器；所述电源用给若干所述驱动单元供电。

2.根据权利要求1所述的一种分布式电机控制系统，其特征在于：每组所述驱动单元包括控制器、驱动器、编码器接口、电源接口和CAN总线接口；所述控制器通过PWM控制信号控制所述驱动器；所述驱动器用于驱动对应的驱动电机；所述电源的主电源线通过电源接口分别与所述驱动单元的电源线连接；所述控制器与所述主控制器之间通过CAN总线和CAN总线接口连接；所述控制器通过所述编码器接口与电机编码器连接；所述电机编码器与所述驱动电机连接。

3.根据权利要求2所述的一种分布式电机控制系统，其特征在于：还包括CAN线，所述电源通过所述CAN线与CAN总线连接。

4.根据权利要求2所述的一种分布式电机控制系统，其特征在于：所述驱动器通过H桥驱动电路与所述驱动电机连接。

5.根据权利要求2所述的一种分布式电机控制系统，其特征在于：所述控制器采用单片机。

6.根据权利要求2所述的一种分布式电机控制系统，其特征在于：还包括电源保护器，所述电源保护器与所述电源接口连接。

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