[发明专利]一种电机驱动系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种电机驱动系统包括主控芯片、用于与外部指令模块进行输入输出的I/O接口、存储模块、用于与上位机进行通信的通信模块、电源模块、功率模块、用于采集被控电机位置速度的位置/速度传感器采集模块以及用于采集所述被控电机电流电压数据的电流/电压采集模块，能够接收来自外部多种器件发出的控制指令，驱动多种类型的伺服电机，满足机器人控制领域中的多种使用需求，不仅通用性好，而且使用便利，方便生产，同时也为装置的维护和维修带来了很大的便利，本发明还提供一种通过采用本发明的电机驱动方法。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种电机驱动系统及方法。

背景技术

机器人可以接收人类的指挥，按照预先编排的程序自动执行工作，高效可靠，在工业生产以及日常生活中给人们带来了极大的便利和帮助。

伺服电机是构成机器人执行机构的最主要部件，广泛应用于机器人的关节和底盘等部位的控制中。在机器人控制中，根据不同的实际需求，需要选择的伺服电机种类很多，例如直流有刷电机、直流无刷电机、永磁同步电机等。同时，不同电机所安装的位置/速度传感器种类也不同，例如电位计、霍尔位置传感器、编码器以及旋转变压器等。此外，对于控制指令的接收，可能来自人机交互界面、物理按键或者是其它传感器等。

对于上述的种种情况，需要有针对性的设计不同的电机驱动系统，给使用以及日常维护或者维修带来了极大的不便利，而且还增加了生产的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电机驱动系统及方法，具有通信、输出、接收指令等多种外部接口，能够驱动装有多种传感器的多种伺服电机，在机器人控制中，能够满足机器人关节和底盘的多种使用需求。

第一方面，本发明提供一种电机驱动系统，包括主控芯片、用于与外部指令模块进行输入输出的I/O接口、存储模块、用于与上位机进行通信的通信模块、电源模块、功率模块、用于采集被控电机位置速度的位置/速度传感器采集模块以及用于采集所述被控电机电流电压数据的电流/电压采集模块；

所述I/O接口与所述主控芯片电连接，所述存储模块与所述主控芯片电连接，所述通信模块与所述主控芯片电连接，所述电源模块分别与所述主控芯片和所述功率模块电连接，所述主控芯片分别与所述功率模块、位置/速度传感器采集模块及电流/电压采集模块电连接。

可选地，所述通信模块包括CAN通信模块及串行通信模块，所述CAN通信模块和所述串行通信模块分别与所述主控芯片电连接。

可选地，所述I/O接口还用于接收所述外部指令模块的多种控制指令，所述多种控制指令用于控制多种类型的伺服电机。

可选地，所述主控芯片的SPI接口与所述存储模块连接。

可选地，所述CAN通信模块用于向所述上位机传递电机和所述主控芯片工作状态信息和接收所述上位机向所述主控芯片发送的控制命令；

所述串行通信模块用于传输所述上位机对驱动器以及电机参数的调试数据，并在调试完成后，将调试结果参数存储到所述存储模块中。

可选地，所述主控芯片的PWM发生引脚经过预驱动芯片与功率模块连接，所述功率模块为独立功率器件搭建的三相桥驱动电路，当所述电机为有刷直流电机，将三相桥的任意两相与电机的电源线相连；当电机为无刷直流电机或者永磁同步电机，将三相桥分别于电机三相电源线相连。

可选地，所述主控芯片的XINT引脚与所述位置/速度传感器采集模块相连，所述位置/速度传感器采集模块为外扩的FPGA芯片，所述位置/速度传感器采集模块接收到传感器信号后进行处理，并将处理后的数据发送给所述主控芯片作为电机闭环控制算法的数据反馈。