[发明专利]模块化高精度机器人关节控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种关节控制器，尤其适用于机器人的关节控制器。

背景技术

任何机器人要正常工作必然会涉及到各个关节的运动与协调，关节运动控制的精确程度，直接决定了机器人性能的优劣，成为了机器人技术发展和研究的重要方向。关节运动控制器作为机器人关节运动控制的直接控制装置，因此成为机器人控制系统的核心部分。目前，中国国内专门针对机器人关节的位置控制器还很少，特别是缺乏一种模块化、控制精度高、实时性强、结构简单、可靠性好的能够应用于机器人关节控制的装置。

中国发明专利申请CN200710051849.1，名称为“一种基于DSP的模块化机器人独立关节控制器”的专利中提到了基于DSP的模块化机器人独立关节控制器，此发明设计的是一个关节的控制模块，需要多个组合在一起使用，高了成本和延长了生产设计周期。此发明利用的是光电编码器，从而限制了它在需要小型角度传感器的领域如灵巧手关节控制领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用的控制精度高、实时性强、结构简单、可靠性好的能够控制机器人关节的模块化高精度机器人关节控制器。

本发明模块化高精度机器人关节控制器，包括：数据运算处理模块、电源模块、时钟和复位模块、数据存储模块、数据采集模块、电机驱动模块、角度传感器RDC506，数据采集模块包括模数转换芯片AD7888和基准电压芯片REF5030，基准电压芯片REF5030与模数转换芯片AD7888连接，模数转换芯片AD7888与数据运算处理模块相连；数据运算处理模块包括DSP芯片和FPGA芯片，DSP芯片和FPGA芯片相连接；数据存储模块包括FLASH存储器AM29LV800和同步动态跟随存取存储器XCS3400A，FLASH存储器AM29LV800和同步动态跟随存取存储器XCS3400A分别和数据运算处理模块连接；电机驱动模块包括电机驱动芯片L6207和光耦合器TLP115，电机驱动芯片L6207通过光耦合器TLP115与数据运算处理模块连接；电源模块包括电源TPS75733和电源LT1746，电源TPS75733分别和数据运算处理模块和数据采集模块相连，电源LT1746和数据运算处理模块相连；时钟和复位模块包括复位芯片IMP811，复位芯片IMP811与数据运算处理模块相连；角度传感器RDC506与数据采集模块的模数转换芯片AD7888链接。

本发明模块化高精度机器人关节控制器还可以包括：

（1）电源模块还包括电源DC5V，电源TPS75733的引脚2接电源DC5V的引脚2，电源DC5V的引脚1接数字地GND，电源TPS75733的引脚1接数字地GND，并且在电源TPS75733的引脚1与引脚2之间接有第一电容C11，第二电阻R5一端与电源TPS75733的引脚5连接，第二电阻R5另一端与3.3V电压连接，第二电容C13和第一极性电容C12并联在3.3V电压与数字地GND之间，第一电阻R1一端与电源TPS75733的引脚4相连，第一电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极相连，发光二极管D1的阴极和数字地GND相连，电源TPS75733的引脚4输出3.3V电压；电源LT1746的引脚1、引脚2与3.3V电压相连，电源LT1746的引脚3与数字地GND相连，电源LT1746的引脚2和引脚3之间连接有第二极性电容C19，第三电容C21和第三极性电容C20并联在电源LT1746的引脚4和引脚3之间，第三电阻R3连接在电源LT1746的引脚4和引脚5之间，第四电阻R4连接在电源LT1746的引脚5和引脚3之间，电源LT1746的引脚4输出1.2V电压。