[发明专利]用于控制多电机运行的分时复用伺服装置及方法

权利要求书

1.一种用于控制多电机运行的分时复用伺服装置，其特征在于：包括分时复用驱动器、切换装置和N台电机，切换装置包含信号切换单元和动力切换单元；

分时复用驱动器按照编码指令，控制切换装置从N台电机中选取对应电机的UVW动力线和分时复用驱动器的UVW动力线连通，对应电机端编码器和分时复用驱动器端编码器接口进行信息交互；

信号切换单元接收分时复用驱动器发送的选通信号和抱闸信号，完成电机端编码器与分时复用驱动器端编码器的连通，并输出动力选通控制信号和抱闸信号；

动力切换单元用于接收信号切换单元发送的动力选通控制信号，完成相应电机的UVW动力线与分时复用驱动器的UVW动力线连通，并将选通状态反馈信号反馈给信号切换单元；同时，动力切换单元对信号切换单元输出的抱闸开关信号进行中转，完成电机的抱闸动作；

每台所述电机端编码器的输出信号包含模拟信号和数字信号，模拟编码器选通电路的模拟信号发送至分时复用驱动器的模拟接口，数字编码器选通电路与FPGA中央处理单元采用双向通信，FPGA中央处理单元将数字信号发送至分时复用驱动器的数字接口。

2.根据权利要求1所述用于控制多电机运行的分时复用伺服装置，其特征在于：所述信号切换单元包括FPGA中央处理单元、I/O电路、编码器选通电路、动力选通控制信号驱动电路及抱闸开关电路；信号切换单元通过I/O电路接收分时复用驱动器发送的选通信号和抱闸信号，由FPGA中央处理单元解析后，将选通信号中的编码器选通信号发送至编码器选通电路、将选通信号中的动力选通信号发送至动力选通控制信号驱动电路，将抱闸信号发送至抱闸开关电路；编码器选通电路根据接收到的编码器选通信号将相应电机端编码器与分时复用驱动器端编码器接口连接；动力选通控制信号驱动电路根据接收到的动力选通信号输出相应动力选通控制信号至动力切换单元，分时复用驱动器的UVW接口与动力切换单元的UVW输入口连通，动力切换单元的UVW输出口分别与N台电机的UVW接口连通，动力切换单元根据动力选通控制信号将对应的电机的UVW接口与分时复用驱动器的UVW接口连通；抱闸开关电路输出抱闸信号经动力切换单元发送至N台电机，用于控制相应电机的抱闸；动力切换单元的选通状态反馈信号通过I/O电路反馈给分时复用驱动器。

3.根据权利要求2所述用于控制多电机运行的分时复用伺服装置，其特征在于：所述信号切换单元还包括给信号切换单元中各部分功能电路供电的DC/DC模块。

4.一种如权利要求1所述用于控制多电机运行的分时复用伺服装置的分时复用伺服方法，其特征在于：分时复用伺服方法具体如下：

分时复用驱动器通过总线接收到上位机切换指令后，将指令译码成对应电机编码；如果当前电机处在动态运行状态，分时复用驱动器向信号切换到单元的I/O电路发送抱闸信号，FPGA中央处理单元解析后将抱闸信号经抱闸开关电路发送至动力切换单元，动力切换单元对N个电机进行抱闸控制停止当前电机运行状态；当所有电机完成抱闸后分时复用驱动器输出目标切换电机的选通信号；

信号切换单元的I/O电路接收到目标切换电机的选通信号后发送至FPGA中央处理单元进行解析，FPGA中央处理单元将目标切换电机的选通信号中的编码器选通信号发送至编码器选通电路，编码器选通电路根据接收到的编码器选通信号将相应电机端编码器与分时复用驱动器端编码器接口连接，完成电机编码信号的切换；FPGA中央处理单元将目标切换电机的选通信号中的动力选通信号发送至动力选通控制信号驱动电路，动力选通控制信号驱动电路根据接收到的动力选通信号输出相应动力选通控制信号至动力切换单元，动力切换单元根据动力选通控制信号将对应的电机的UVW接口与分时复用驱动器的UVW接口连通，完成电机动力信号的切换；

编码信号和动力信号切换完成后，动力切换单元将选通状态反馈信号经信号切换单元的I/O电路反馈给分时复用驱动器，分时复用驱动器发出抱闸信号给I/O电路，FPGA中央处理单元解析后将抱闸信号经抱闸开关电路发送至动力切换单元，动力切换单元对N个电机进行解锁，分时复用驱动器从而进入正常电机运行控制模式。