[实用新型]一种巡检机器人双路直流无刷电机伺服驱动器

说明书

本实用新型提供一种巡检机器人的双路直流无刷电机伺服驱动器，包括：主控制模块、半桥驱动模块、九开关功率逆变桥模块、保护电路模块、霍尔编码器接口模块、惯性导航模块、GPS模块、通信接口模块、电机接口模块、电源模块构成。本实用新型的有益效果：用于巡检机器人运动电机驱动，通过一套九开关功率逆变桥模块同时驱动双路直流无刷电机，同时集成霍尔编码器接口模块、惯性导航模块、GPS模块等具有导航定位功能的模块，将巡检机器人运动驱动与定位功能基于一体，同时满足巡检机器人运动驱动与导航定位的需求，实现集中、高效、便利的控制，降低系统体积，减少系统成本，具有很好的实用价值。

技术领域

本实用新型属于电机伺服驱动器领域，尤其是涉及一种巡检机器人的双路直流无刷电机伺服驱动器。

背景技术

随着人工智能和机器人技术的飞速发展，机器人逐步进入各类生产现场，不断代替人类从事高危环境和特殊工况的工作。巡检机器人，具有自动巡检功能，可以实现自动采集、自动分析和自动报警，在提高了智能运维水平的同时，大大减少了运维工作量。目前，巡检机器人已在电力、石化行业得到应用，具有良好的示范效应。巡检机器人多采用轮式或履带式运动结构，由双台或四台直流无刷电机带动运转，直流无刷电机运转需要通过驱动器进行有效驱动，传统驱动双路直流无刷电机需要两个六开关功率逆变桥模块，一套九开关功率逆变桥模块可实现双路直流无刷电机的同时驱动，减少开关数量，减少系统成本，降低系统体积，提高巡检机器人驱动效率，节省能耗，可延长由蓄电池供电条件下机器人的巡检工作时长。同时，巡检机器人要完成导航巡检工作需具备高精度定位能力，通常编码器、惯性导航模块、GPS模块可以用于巡检机器人的定位，但使用单一器件或模块无法获取精确定位信息，需要通过多种传感器融合的手段，即集成编码器、惯性导航模块和GPS模块进行数据融合处理后获得高精度定位。因此，将巡检机器人运动驱动与导航定位功能基于一体的巡检机器人的双路直流无刷电机伺服驱动器，相比于分离的模块形式，可实现集中、高效、便利的控制，可同时满足巡检机器人运动驱动与导航定位的需求，具有很好的实用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种巡检机器人的双路直流无刷电机伺服驱动器，尤其适合巡检机器人。

本实用新型的技术方案是：一种巡检机器人双路直流无刷电机伺服驱动器，包括主控制模块、半桥驱动模块、九开关功率逆变桥模块、保护电路模块、霍尔编码器接口模块、惯性导航模块、GPS模块、通信接口模块、电机接口模块、电源模块。

进一步的，所述主控制模块采用STM32F407VET6芯片。

进一步的，所述半桥驱动模块与主控制模块相连接，所述半桥驱动模块由两个NPN型的MMBT3904三极管、两个PNP型的MMBT3906三极管、一个1N4148二极管、电阻和电容构成，用于对九开关功率逆变桥模块驱动。

进一步的，所述九开关功率逆变桥模块与半桥驱动模块、保护电路模块和电机接口模块相连接，所述九开关功率逆变桥模块包括三个桥臂，每个桥臂有上中下三个开关管，所述开关管采用MOSFET场效晶体管AM60N04-12D。

进一步的，所述保护电路模块与主控制模块和九开关功率逆变桥模块相连接，所述保护电路模块包括反电动势采样电路、电流采样电路，所述电流采样电路包括U相电流采样电路、V相电流采样电路、母线电流采样电路、总电流采样电路。

进一步的，所述霍尔编码器接口模块与主控制模块相连接，所述霍尔编码器接口模块包括两个接口，能够接入两台直流无刷电机的霍尔传感器，用于对转子位置采样。

进一步的，所述惯性导航模块与主控制模块相连接，按照I²C通信方式进行通信，所述惯性导航模块由ADXL345三轴陀螺仪芯片、HMC5883L三轴加速度芯片、ITG3205三轴磁场芯片构成。

进一步的，所述GPS模块与主控制模块相连接，按照串口通信方式进行通信，所述GPS模块采用S1216F8-BD北斗+GPS双模定位芯片构成。