本技術(shù)涉及電機控制器，尤其涉及一種多軸聯(lián)動控制器。

背景技術(shù)：

1、在多種生活和工業(yè)場景中，如運動機器人、自動炒菜機和自動化生產(chǎn)線中，運動控制系統(tǒng)扮演著無可替代的角色。常見的多軸運動控制系統(tǒng)，為了精確實現(xiàn)動作控制和定位，往往需要配備一系列高效的控制和檢測設(shè)備。這些關(guān)鍵的設(shè)備包括程序邏輯控制器(plc)、信號檢測模塊以及通信模塊，這些模塊可監(jiān)測和傳輸關(guān)鍵的操作數(shù)據(jù)。同時，模數(shù)轉(zhuǎn)換(ad)模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換(da)模塊負責數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換，編碼器用于測量位置或角度變化，驅(qū)動器則直接控制電機運動。這些獨立的裝置相互協(xié)作，共同確保運動控制系統(tǒng)的高效和準確性。通過這些高精度的元件和高級的控制技術(shù)，多軸運動控制系統(tǒng)可以在復(fù)雜的自動化應(yīng)用中實現(xiàn)精確的運動執(zhí)行和位置控制。

2、直流無刷電機因其構(gòu)造直觀且緊湊、控制性能出眾、操作便捷性高、集成有霍爾位置感應(yīng)來確保精確度，以及在持續(xù)作業(yè)時保持穩(wěn)定性不積聚誤差的優(yōu)勢，因此在眾多運動控制系統(tǒng)中備受青睞，直流無刷電機成為了各類設(shè)備的運動控制系統(tǒng)。這些運動控制系統(tǒng)涵蓋了各種工業(yè)和家用設(shè)備，直流無刷電機在其中的廣泛應(yīng)用顯著提高了設(shè)備工作的準確性和效率，確保了運動控制的精細和可靠性。

3、而現(xiàn)有技術(shù)中，無論是運動機器人、自動炒菜機、還是其他的自動化生產(chǎn)設(shè)備，都是通過單個控制器來對單個直流無刷電機進行驅(qū)動動作，例如自動炒菜機中需要設(shè)計多個為無刷直流電機的運動控制系統(tǒng)來作為動力源進行驅(qū)動以達成炒菜的動作時，就會有多個控制器控制同等數(shù)量的無刷直流電機進行驅(qū)動，奈何這一來，多控制器和多個直流無刷電機的分布組合控制方式，致使整個控制器變得復(fù)雜，布線、安裝、調(diào)試等工作變得困難，導致抗干擾性能變差、可靠性降低、系統(tǒng)成本增加等不利因素。

4、故而提出一種多軸聯(lián)動控制器用以解決或緩解上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種多軸聯(lián)動控制器。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案：

3、一種多軸聯(lián)動控制器，包括控制模塊、串口通訊模塊、以及驅(qū)動輸出電路；

4、所述串口通訊模塊用于連接上位機和控制模塊，并完成數(shù)據(jù)傳輸；

5、所述控制模塊的輸出端與驅(qū)動輸出電路連接，其接收數(shù)據(jù)并發(fā)出信號啟動驅(qū)動輸出電路；

6、所述驅(qū)動輸出電路接收自控制模塊發(fā)出的信號令無刷電機通電且控制無刷電機動作；

7、還包括數(shù)字信號隔離電路，所述數(shù)字信號隔離電路的輸入端與控制模塊、串口通訊模塊的輸出端耦接，所述數(shù)字信號隔離電路的輸出端與控制模塊、串口通訊模塊、驅(qū)動輸出電路的輸入端耦接，所述數(shù)字信號隔離電路用于對控制模塊與外部的信號進行電氣隔離。

8、優(yōu)選地，所述驅(qū)動輸出電路包括無刷電機驅(qū)動電路、以及繼電器輸出電路，所述無刷電機驅(qū)動電路、和繼電器輸出電路均通過數(shù)字信號隔離電路與控制模塊耦接，且所述無刷電機驅(qū)動電路接收自控制模塊發(fā)出的信號控制無刷電機的動作，所述繼電器輸出電路接收自控制模塊發(fā)出的信號令無刷電機通電。

9、優(yōu)選地，還包括傳感器信號輸入模塊和光耦隔離電路；

10、所述傳感器信號輸入模塊用于連接外部的傳感器，并輸入傳感器信號；

11、所述光耦隔離電路連接傳感器信號輸入模塊和控制模塊，其用于將傳感器信號轉(zhuǎn)換為符合控制模塊工作電壓并傳遞至控制模塊。

12、優(yōu)選地，還包括ad/da轉(zhuǎn)換模塊，所述ad/da轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)字信號隔離電路與控制模塊耦接，其用于采集電機工作電流傳遞至控制模塊，以及將控制模塊發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓并輸出。

13、優(yōu)選地，所述ad/da轉(zhuǎn)換模塊包括ad轉(zhuǎn)換電路和da轉(zhuǎn)換電路；

14、所述ad轉(zhuǎn)換電路用于連接無刷直流電機中霍爾電流傳感器的電流采集電路以及控制模塊，且其可采集電機的工作電流，用于判斷電機的工作狀態(tài)；

15、所述da轉(zhuǎn)換電路通過數(shù)字信號隔離電路與控制模塊耦接，所述da轉(zhuǎn)換電路把控制模塊中發(fā)出的pwm數(shù)字信號輸出轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出。

16、優(yōu)選地，還包括電源模塊，所述電源模塊用于對除控制模塊外所有模塊和電路供電。

17、優(yōu)選地，所述電源模塊包括快速連接器jp3、防反接二極管、dc/dc轉(zhuǎn)換器、ldo線性穩(wěn)壓管、濾波電容組成，所述快速連接器jp3、防反接二極管、dc/dc轉(zhuǎn)換器、ldo線性穩(wěn)壓管分別提供各直流工作電壓，所述濾波電容用于濾除諧波電壓。

18、本實用新型具有以下有益效果：

19、本實用新型為避免信號干擾不同模塊和電路間使用獨立電源供電，信號傳輸采用光耦、數(shù)字信號隔離電路兩種方式進行傳輸，有效地提高了控制器的電氣抗干擾性能。

技術(shù)特征：

1.一種多軸聯(lián)動控制器，其特征在于，包括控制模塊(1)、串口通訊模塊(3)、以及驅(qū)動輸出電路(4)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸聯(lián)動控制器，其特征在于，所述驅(qū)動輸出電路(4)包括無刷電機驅(qū)動電路、以及繼電器輸出電路，所述無刷電機驅(qū)動電路、和繼電器輸出電路均通過數(shù)字信號隔離電路(2)與控制模塊(1)耦接，且所述無刷電機驅(qū)動電路接收自控制模塊(1)發(fā)出的信號控制無刷電機的動作，所述繼電器輸出電路接收自控制模塊(1)發(fā)出的信號令無刷電機通電。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸聯(lián)動控制器，其特征在于，還包括傳感器信號輸入模塊(5)和光耦隔離電路(6)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸聯(lián)動控制器，其特征在于，還包括ad/da轉(zhuǎn)換模塊(7)，所述ad/da轉(zhuǎn)換模塊(7)通過數(shù)字信號隔離電路(2)與控制模塊(1)耦接，其用于采集電機工作電流傳遞至控制模塊(1)，以及將控制模塊(1)發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓并輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多軸聯(lián)動控制器，其特征在于，所述ad/da轉(zhuǎn)換模塊(7)包括ad轉(zhuǎn)換電路和da轉(zhuǎn)換電路；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸聯(lián)動控制器，其特征在于，還包括電源模塊(8)，所述電源模塊(8)用于對除控制模塊(1)外所有模塊和電路供電。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多軸聯(lián)動控制器，其特征在于，所述電源模塊(8)包括快速連接器jp3、防反接二極管、dc/dc轉(zhuǎn)換器、ldo線性穩(wěn)壓管、濾波電容組成，所述快速連接器jp3、防反接二極管、dc/dc轉(zhuǎn)換器、ldo線性穩(wěn)壓管分別提供各直流工作電壓，所述濾波電容用于濾除諧波電壓。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種多軸聯(lián)動控制器，屬于電機控制器技術(shù)領(lǐng)域，解決了導致抗干擾性能變差、可靠性降低、系統(tǒng)成本增加等不利因素的問題。包括控制模塊、串口通訊模塊、以及驅(qū)動輸出電路；所述串口通訊模塊用于連接上位機和控制模塊，并完成數(shù)據(jù)傳輸；所述控制模塊的輸出端與驅(qū)動輸出電路連接，其接收數(shù)據(jù)并發(fā)出信號啟動驅(qū)動輸出電路；所述驅(qū)動輸出電路接收自控制模塊發(fā)出的信號令無刷電機通電且控制無刷電機動作。本技術(shù)為了減少信號干擾，不同的模塊和電路采取分別獨立的電源供電策略，在信號傳遞上，通過運用光電隔離和數(shù)字信號隔離電路，成功實現(xiàn)了信號的安全傳輸，這些措施顯著增強了控制器對電氣干擾的防護能力。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡用華,王衛(wèi)明,高峰,黃海祥
受保護的技術(shù)使用者：上海小烹智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240423
技術(shù)公布日：2025/1/2