[发明专利]一种柔性机械臂的多路直流电机控制系统

权利要求书

1.一种柔性机械臂的多路直流电机控制系统，其特征在于，包括柔性机械臂控制模块以及与柔性机械臂控制模块通信连接的至少一个电机驱动器，每个电机驱动器同时连接多个直流电机；

所述柔性机械臂控制模块，用于根据接收的柔性机械臂控制任务，生成包含对应电机期望位置和速度信息的控制指令；

所述电机驱动器，用于接收所述柔性机械臂控制模块生成的控制指令及采集包含位置和速度信息的电机运行状态信息，产生用于驱动电机运转的PWM脉冲信号并对直流电机进行伺服控制，同时将包含位置和速度信息的电机运行状态信息反馈至所述柔性机械臂控制模块；所述电机驱动器具体包括：主控单元、分别与所述主控单元连接的存储器、电源单元、收发器和多个直流电机驱动电路，所述直流电机驱动电路与对应直流电机连接；

所述电源单元包括降压控制器U1及外围保护电路，所述降压控制器U1采用MP9942降压控制器，U1的输入端与外部电压输入端连接，其供电端分别向主控单元、存储器、收发器、直流电机驱动电路供电；所述降压控制器U1的2脚作为输入端，连接外部电源输入端PWRIN，同时外部电源输入端PWRIN经过瞬态抑制二极管D1连接MOS管U2、再经电容C17接降压控制器U1的7脚，降压控制器U1的2脚还经过电阻R3连接MOS管U2的栅极，所述MOS管U2的源极和漏极接地，所述降压控制器U1的7脚经过电阻R9连接降压控制器U1的1脚，所述降压控制器U1的3脚经串联电感L1和电阻R2后分为两路，一路作为DC供电端，另一路经过电阻R7和LEDD2接地；

所述主控单元用于控制四个直流电机，其包括单片机U3，所述单片机U3采用单片机STM32F405RGT6；所述单片机U3的14脚、15脚分别接电阻R12和电阻R20后连接第一电机编码器信号采集接口M1_A和M1_B，所述单片机U3的58脚、59脚分别接电阻R33和电阻R34后作为第二电机编码器信号采集接口M2_A和M2_B，所述单片机U3的21脚、55脚分别接电阻R22和电阻R30后作为第三电机编码器信号采集接口M3_A和输出端M3_B，所述单片机U3的22脚、23脚分别接电阻R14和电阻R16后作为第四电机编码器信号采集接口M4_A和M4_B，所述编码器信号采集接口M1_A、M1_B、M2_A、M2_B、M3_A、M3_B、M4_A和M4_B分别接入相应的电机插座，用于采集相应直流电机编码器反馈的直流电机位置、速度信息；所述单片机U3的41脚、42脚分别作为第一直流电机驱动电路的PWM脉冲信号输入TIM1_CH1和TIM1_CH2，所述单片机U3的43脚、44脚分别作为第二直流电机驱动电路的PWM脉冲信号输入TIM1_CH3和TIM1_CH4，所述单片机U3的37脚、38脚分别作为第三直流电机驱动电路的PWM脉冲信号输入TIM8_CH1和TIM8_CH2，所述单片机U3的39脚、40脚分别作为第四直流电机驱动电路的PWM脉冲信号输入TIM8_CH3和TIM8_CH4；所述单片机U3的45脚、61脚分别接电阻R29和电阻R35后作为收发器的信号发送端CAN1_TX和信号接收端CAN1_RX；所述单片机U3的29脚、30脚分别接电阻R36和电阻R37后作为与存储器连接的数据接口I2C2_SDA和控制接口I2C2_SCL；所述单片机U3的13、48、64、32、19脚均连接DC供电端。

2.如权利要求1所述的柔性机械臂的多路直流电机控制系统，其特征在于，所述柔性机械臂控制模块通过CAN总线与至少一个电机驱动器通信连接。

3.如权利要求1所述的柔性机械臂的多路直流电机控制系统，其特征在于，所述外围保护电路包括电容C6和电阻R6形成的第一RC电路，电容C16和电阻R10形成的第二RC电路，电容C15和电阻R8形成的第三RC电路，电容C7-C10并联形成的第一电容组以及电容C11-C14并联形成的第二电容组；第一RC电路一端经电阻R5接降压控制器U1的8脚，另一端接电感L1与电阻R2之间连接电路；第二RC电路一端接降压控制器U1的6脚、同时经电阻R4接降压控制器U1的2脚，另一端接地；第三RC电路一端接MOS管U2的栅极，另一端接地；第一电容组一端接降压控制器U1的2脚，另一端接地；第二电容组一端接电感L1与电阻R2之间连接电路，另一端接地。