[实用新型]小型机械臂控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械臂控制器，具体涉及一种小型机械臂控制器。

 

背景技术

多自由度机械臂技术属于新兴技术，其移动轨迹虽然可以通过数学建模仿真得到，但是受生产工艺的影响，在实际应用中，仍然有未仿真到的死区和干涉存在。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小型度机械臂控制器，保证小型机械臂安全可靠运行。

为了达到上述的目的，本实用新型提供一种小型机械臂控制器，包括上位机、串口通信模块和FPGA处理器，所述FPGA处理器包括电流A/D采样单元；所述上位机通过所述串口通信模块与所述FPGA处理器连接；所述FPGA处理器输送驱动控制指令至外部驱动电路模块，由外部驱动电路模块驱动机械臂各关节电机转动；所述电流A/D采样单元采集机械臂各关节电机绕组电流。

上述小型机械臂控制器，其中，所述串口通信采用MAX3232芯片。

上述小型机械臂控制器，其中，所述FPGA处理器采用AMS090芯片。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显而易见的实质性特点和优点：工作模式分为自动控制和手动控制，可以适应多种工况；带有过流检测，可以有效避免运行中遇到死区和干涉时的电机损坏。

附图说明

本实用新型的小型机械臂控制器由以下的实施例及附图给出。

图1是本实用新型的小型机械臂控制器的结构框图。

具体实施方式

以下将结合图1对本实用新型的小型机械臂控制器作进一步的详细描述。

本实用新型一较佳实施例中，小型机械臂控制器驱动五自由度机械臂。

参见图1，本实施例的小型机械臂控制器包括上位机1、串口通信模块2和FPGA处理器3；

所述上位机1通过所述串口通信模块2与所述FPGA处理器3连接；

所述FPGA处理器3输送驱动控制指令至外部驱动电路模块4，由外部驱动电路模块4驱动机械臂各关节电机转动；同时，机械臂各关节电机的电流传输至所述FPGA处理器3。

所述上位机1包括自动控制模块11和手动控制模块12，提供两种工作模式，由操作人员进行自动控制模式与手动控制模式间的切换，选择采用手动控制方式或自动控制方式控制机械臂各关节电机转动。当选择采用手动控制方式时，操作人员于上位机1进行操作，可操作对象为5台电机，每次可操作一台电机正转或反转，从而驱动机械臂对应关节的转动，此工作模式下无法实行自动控制；当选择采用自动控制方式时，上位机1发送机械臂的运行目标位置，机械臂根据规划路径自行移动并抓取，此工作模式下无法实行手动控制。

所述FPGA处理器3包括电流A/D采样单元31，所述电流A/D采样单元31采集机械臂各关节电机绕组电流，并进行模数转换，可实现对械臂各关节电机绕组电流的检测；当某电机绕组的电流在一定时间内大于预设值时，可判断出该电机对应的机械臂关节出现死区或干涉现象，此时，FPGA处理器3向外部驱动电路模块4发送关闭指令，关闭驱动，实现过流保护，并通过所述串口通信模块2向所述上位机1发送报警信息。

本实施例中，所述上位机1为个人PC。

所述串口通信模块2采用MAX3232芯片搭建，与所述上位机1通过RS-232总线进行通信。

机械臂5个关节电机均采用双极性步进电机，从而实现5自由度，分别为X轴方向的平移、Y轴方向的平移、Z轴方向的平移与旋转及机械臂顶端抱爪的收紧与释放。

所述驱动电路模块4采用3片a3988电机驱动芯片实现，共驱动5台步进电机。

所述FPGA处理器3采用模数混合芯片AMS090及其外围电路搭建。

所述电流A/D采样单元31采用AMS090内置A/D转换模块实现，用于采集步进电机相应绕组的电流，所述FPGA处理器3根据电流值判断机械臂是否运行到死区和是否遇到干涉，若检测到运行中遇到死区或干涉，则关闭驱动，对步进电机实行过流保护，并通过RS-232向上位机发送报警信息。

本实用新型的小型机械臂控制器可驱动五自由度及五自由度以下的小型机械臂工作，以保证小型机械臂能够安全可靠地运行。