專利名稱：機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)以及控制技術(shù)的不斷發(fā)展，在彌補(bǔ)各種特異人群領(lǐng)域，比如特種作戰(zhàn)士兵和殘障人士的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)的控制器方面，越來(lái)越被人們所關(guān)注和應(yīng)用，成為近些年來(lái)發(fā)展比較迅速的一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域?？刂破魃婕皺C(jī)電、控制、信息、傳感和智能等多學(xué)科領(lǐng)域，是一個(gè)交叉性和應(yīng)用性強(qiáng)的領(lǐng)域。目前自動(dòng)控制領(lǐng)域所用到的開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用的微處理器的速度較慢、接口功能較少、擴(kuò)展性弱、系統(tǒng)功耗較高和二次開(kāi)發(fā)困難，從而導(dǎo)致機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)的控制器沒(méi)能形成一個(gè)較成熟的組件。但是根據(jù)實(shí)際工程需要，對(duì)機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器的功能卻提出了更具體的要求。首先控制器應(yīng)能滿足多路模擬采樣輸出和多路數(shù)字轉(zhuǎn)換模擬輸出。其次，需要用到多路RS422和多路RS232串行通信。最后，CAN總線要用多路CAN總線，PHY要用一路千兆PHY?，F(xiàn)有控制器已經(jīng)無(wú)法滿足需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，解決現(xiàn)有機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器升級(jí)困難，功耗高的缺陷。為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，包括處理器板和電源板，所述的處理器板包括CPU和分別與CPU連接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太網(wǎng)芯片、傳感器接口、存儲(chǔ)器和二次電源，所述的電源板包括電源和輸入輸出接口，所述的處理器板和電源板用插針式連接器連接。二次電源的設(shè)計(jì)，用以滿足控制器對(duì)電壓電流的特殊需要。CPU負(fù)責(zé)處理和運(yùn)算各個(gè)芯片傳輸來(lái)的所有數(shù)據(jù)，然后將處理結(jié)果反映到輸出設(shè)備上。其中的CPLD控制芯片是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。主要是借助集成開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)，用原理圖、硬件描述語(yǔ)言等方法，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件，通過(guò)下載電纜將代碼傳送到目標(biāo)芯片中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)。而FPGA控制芯片是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，是通過(guò)向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各芯片之間或芯片與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。而通過(guò)以太網(wǎng)芯片，只需在服務(wù)器端部安裝虛擬串口軟件，原有系統(tǒng)不需要任何改動(dòng)即可完成以太網(wǎng)通訊。各個(gè)部分分工合作，相互協(xié)作。上述的電源板和處理器板之間的距離為11mm。上述的FPGA控制芯片上設(shè)置有十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片和六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片。該設(shè)計(jì)就可實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換。上述的十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為AD7656BSTZ，六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為 AD5734AREZ。上述的CPU 的型號(hào)為 MPC8548ECVTAUJB。上述的FPGA控制芯片的型號(hào)為XC5SLX150-2FGG484I。上述的CPLD控制芯片的型號(hào)為XC95144XL-10TQ100I。上述的以太網(wǎng)芯片的型號(hào)為88E1111RCJ。上述的插針式連接器是成對(duì)存在的，型號(hào)分別為QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A。這種成對(duì)使用的插針式連接器，連接可靠，有效控制電源板和處理器之間的距離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型可應(yīng)用于不同工程，采樣方式和輸出控制差異減小，還可實(shí)現(xiàn)多種組合，升級(jí)也更加簡(jiǎn)單，功耗也降低了。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了模擬數(shù)字混合設(shè)計(jì)，功能更強(qiáng)大。該實(shí)用新型還設(shè)計(jì)有傳感器接口，可接入相對(duì)應(yīng)的傳感器，實(shí)現(xiàn)采樣和調(diào)節(jié)功能。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述，該實(shí)用新型的實(shí)施例不限于。實(shí)施例1:如圖1所示，本實(shí)用新型基于PowerPC系統(tǒng)，包括處理器板和電源板，其中的處理器板包括CPU和分別與CPU連接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太網(wǎng)芯片、傳感器接口、存儲(chǔ)器和二次電源，所述的電源板包括電源和輸入輸出接口，所述的處理器板和電源板用插針式連接器連接。其中的FPGA控制芯片上設(shè)置有十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片和六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片。該實(shí)施例所用的CPU為飛思卡爾的PowerPC，CPU的型號(hào)為MPC8548ECVTAUJB。所用的FPGA控制芯片的型號(hào)為XC5SLX150-2FGG484I。實(shí)施例所用的CPLD控制芯片的型號(hào)為XC95144XL-10TQ100I。實(shí)施例所用的以太網(wǎng)芯片的型號(hào)為88E1111RCJ。電源板與外界連接所用的連接器用的是埃利特的J30J-74KNP7-J。如上設(shè)計(jì)使得該實(shí)用新型升級(jí)簡(jiǎn)單且降低了功耗。實(shí)施例2:在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，電源板和處理器板之間的距離設(shè)定為11mm，所用的插針式連接器型號(hào)分別為QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A，插針式連接器每個(gè)引腳最大導(dǎo)通電流為1A。選用的十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為AD7656BSTZ，選用的六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為AD5734AREZ。其中的傳感器接口接有五只稱重傳感器，該有源傳感器有三路輸入，需要24V供電，輸出0-5V的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大后輸出信號(hào)范圍為正負(fù)5V。所用ADC通道數(shù)目為10路，備份8路，其中三路需要放大處理。該實(shí)施例中所用的有源傳感器為佛山普量電子的專用傳感器。該插針式連接器為一體式金屬板，具有防反插功能，體積小，適合高密度條件下使用。該實(shí)用新型還可實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)字混合設(shè)計(jì)的要求。以上所述，僅是本實(shí)用新型的部分實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)、方法實(shí)質(zhì)上對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:包括處理器板和電源板，所述的處理器板包括CPU和分別與CPU連接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太網(wǎng)芯片、傳感器接口、存儲(chǔ)器和二次電源，所述的電源板包括電源和輸入輸出接口，所述的處理器板和電源板用插針式連接器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述的電源板和處理器板之間的距離為11mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述的FPGA控制芯片上設(shè)置有十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片和六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述的十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為AD7656BSTZ，六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為AD5734AREZ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述的CPU的型號(hào)為MPC8548ECVTAUJB。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述的FPGA控制芯片的型號(hào)為 XC5SLX150-2FGG484I。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述的CPLD控制芯片的型號(hào)為 XC95144XL-10TQ100I。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述的以太網(wǎng)芯片的型號(hào)為 88E1111RCJ。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于:所述的插針式連接器是成對(duì)存在的，型號(hào)分別為QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器，包括處理器板和電源板，所述的處理器板包括CPU和分別與CPU連接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太網(wǎng)芯片、傳感器接口、存儲(chǔ)器和二次電源，所述的電源板包括電源和輸入輸出接口，所述的處理器板和電源板用插針式連接器連接。該實(shí)用新型通過(guò)上述結(jié)構(gòu)機(jī)器輔助運(yùn)動(dòng)控制器升級(jí)更簡(jiǎn)單，功耗也降低，性能更好。
文檔編號(hào)G06F9/445GK203038258SQ201320042938
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者葉川 申請(qǐng)人:四川鴻創(chuàng)電子科技有限公司