本實(shí)用新型涉及伺服控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于SOC構(gòu)架的AGV專用低壓伺服驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)：

AGV是（Automated Guided Vehicle）的縮寫，意即“自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車”，是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，它能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，AGV屬于輪式移動(dòng)機(jī)器人（WMR――Wheeled Mobile Robot）的范疇。

伺服系統(tǒng)，是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出，能夠跟隨輸入量(或給定值)的任意變化而變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。而在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，能夠以一定的準(zhǔn)確度響應(yīng)控制信號(hào)的系統(tǒng)稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，亦稱伺服系統(tǒng)。伺服的主要任務(wù)是按控制命令的要求，對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制得非常靈活方便。

現(xiàn)有的AGV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都是由一臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器配合一個(gè)伺服電機(jī)組成一個(gè)輪子的控制系統(tǒng)，這樣一臺(tái)4輪AGV將需要4臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器去控制4臺(tái)伺服電機(jī)，這種情況下不僅增加了AGV生產(chǎn)成本也占有了大量AGV車的內(nèi)部空間，是AGV車無法小型化，同時(shí)調(diào)試及維修AGV伺服系統(tǒng)也變得比較繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于SOC構(gòu)架的AGV專用低壓伺服驅(qū)動(dòng)器，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種基于SOC構(gòu)架的AGV專用低壓伺服驅(qū)動(dòng)器，包括電源模塊、程序下載模塊、LCD顯示模塊、SOC處理器模塊、編碼器接口模塊、IPM控制模塊、伺服電機(jī)模塊、內(nèi)存模塊和RS通信模塊，所述電源模塊的輸出端電性連接在SOC處理器模塊和編碼器接口模塊的輸入端上，所述程序下載模塊、LCD顯示模塊、內(nèi)存模塊和RS通信模塊的輸出端均與SOC處理器模塊的輸入端電性控制連接；所述SOC處理器模塊由ARMA位置環(huán)速度環(huán)、FPGA電流環(huán)、PWM和編碼器接口組成， ARMA位置環(huán)速度環(huán)的輸出端電性連接在FPGA電流環(huán)的輸入端上， FPGA電流環(huán)的輸出端電性連接在PWM的輸入端上， PWM的輸出端電性連接在IPM控制模塊的輸入端上， IPM控制模塊的輸出端電性連接在伺服電機(jī)模塊的輸入端上，伺服電機(jī)模塊的輸出端電性連接在編碼器接口模塊的輸入端上，所述編碼器接口模塊的輸出端電性連接在編碼器接口的輸入端上。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：電源模塊由車載電源接入到專業(yè)變壓器上,變壓器轉(zhuǎn)換輸出為24V、±15、5V的不同電源。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：LCD顯示模塊為128×64點(diǎn)陣顯示模塊。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：編碼器接口模塊共有四個(gè)接口。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：IPM控制模塊共有四個(gè)接口。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：伺服電機(jī)模塊共有四個(gè)伺服電機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果：

本實(shí)用新型的基于SOC構(gòu)架的AGV專用低壓伺服驅(qū)動(dòng)器，依托FPGA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一拖四的驅(qū)動(dòng)控制，而且通過工業(yè)總線實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸GV車體驅(qū)動(dòng)端,實(shí)時(shí)控制車載系統(tǒng)，同時(shí)在一定的周期內(nèi)，實(shí)時(shí)與調(diào)度系統(tǒng)通信，使調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握整個(gè)AGV車體的信息。這樣一來不但大大降低了AGV的生產(chǎn)及研發(fā)成本，而且大大降低了AGV車內(nèi)的空間，使AGV小型化成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)方便與AGV伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試與維修。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；

圖2為電源模塊電路設(shè)計(jì)圖；

圖3為內(nèi)存模塊電路設(shè)計(jì)圖；

圖4為程序下載模塊電路設(shè)計(jì)圖；

圖5為 SOC模塊電路設(shè)計(jì)圖；

圖6為RS232通信接口模塊電路設(shè)計(jì)圖；

圖7為LCD顯示模塊電路設(shè)計(jì)圖；

圖8為編碼器模塊電路設(shè)計(jì)圖；

圖9為IPM模塊電路設(shè)計(jì)圖。

圖中：1-電源模塊；2-程序下載模塊；3- LCD顯示模塊；4- SOC處理器模塊；41-ARMA9位置環(huán)速度環(huán)；42-FPGA電流環(huán)；43-PWM；44-編碼器接口43；5-編碼器接口模塊；6- IPM控制模塊；7-伺服電機(jī)模塊；8-內(nèi)存模塊；9-RS232通信模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種基于SOC構(gòu)架的AGV專用低壓伺服驅(qū)動(dòng)器，包括電源模塊1、程序下載模塊2、LCD顯示模塊3、SOC處理器模塊4、編碼器接口模塊5、IPM控制模塊6、伺服電機(jī)模塊7、內(nèi)存模塊8和RS232通信模塊9，電源模塊1的輸出端電性連接在SOC處理器模塊4和編碼器接口模塊5的輸入端上，電源模塊1由車載電源接入到專業(yè)變壓器上,并轉(zhuǎn)換輸出為24V、±15、5V的不同電源，程序下載模塊2、LCD顯示模塊3、內(nèi)存模塊8和RS232通信模塊9的輸出端均與SOC處理器模塊4的輸入端電性控制連接，程序下載模塊2用于將程序通過J17 接口下載到芯片中， LCD顯示模塊3為128×64點(diǎn)陣顯示模塊，并用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)，內(nèi)存模塊8用于將SOC的軟件啟動(dòng)部分以及RAM數(shù)據(jù)移值到內(nèi)存系統(tǒng)中，RS232通信模塊9用于串口數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，SOC處理器模塊4由ARMA9位置環(huán)速度環(huán)41、FPGA電流環(huán)42、PWM43和編碼器接口44組成，ARMA9位置環(huán)速度環(huán)41的輸出端電性連接在FPGA電流環(huán)42的輸入端上，F(xiàn)PGA電流環(huán)42的輸出端電性連接在PWM43的輸入端上，PWM43的輸出端電性連接在IPM控制模塊6的輸入端上，IPM控制模塊6的輸出端電性連接在伺服電機(jī)模塊7的輸入端上，IPM控制模塊6共有四個(gè)接口，且IPM模塊6負(fù)責(zé)控制伺服電機(jī)的開關(guān)模塊，伺服電機(jī)模塊7的輸出端電性連接在編碼器接口模塊5的輸入端上，伺服電機(jī)模塊7共有四個(gè)伺服電機(jī)，編碼器接口模塊5的輸出端電性連接在編碼器接口44的輸入端上，編碼器接口模塊5共有四個(gè)接口，且編碼器接口模塊8負(fù)責(zé)接收從伺服電機(jī)發(fā)送過來的編碼器回讀值，通過整個(gè)值來確定伺服旋轉(zhuǎn)的速度與位置。本實(shí)用新型的基于SOC構(gòu)架的AGV專用低壓伺服驅(qū)動(dòng)器，依托FPGA電流環(huán)42技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一拖四的驅(qū)動(dòng)控制，而且通過工業(yè)總線實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸GV車體驅(qū)動(dòng)端,實(shí)時(shí)控制車載系統(tǒng)，同時(shí)在一定的周期內(nèi)，實(shí)時(shí)與調(diào)度系統(tǒng)通信，使調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握整個(gè)AGV車體的信息。這樣一來不但大大降低了AGV的生產(chǎn)及研發(fā)成本，而且大大降低了AGV車內(nèi)的空間，使AGV小型化成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)方便與AGV伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試與維修。

綜上所述：本實(shí)用新型的基于SOC構(gòu)架的AGV專用低壓伺服驅(qū)動(dòng)器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以完全替換傳統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)器，且不會(huì)增加生產(chǎn)成本，同時(shí)調(diào)試及維修AGV伺服系統(tǒng)也變得更加便捷。

請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例中，為電源模塊電路設(shè)計(jì)圖，主要是將車載電源接入到專業(yè)變壓器上,變壓器可以根據(jù)負(fù)載的需要，輸出24V，±15V，5V等等多種電源信號(hào)。

請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例中，為內(nèi)存模塊電路設(shè)計(jì)圖，主要是將SOC的軟件啟動(dòng)部分以及RAM數(shù)據(jù)移值到內(nèi)存系統(tǒng)中,其中M8.H1A1、A8、C1、C9、D2、E9、H2、H9、B2、D9、K2、K8、N1、R1、R9引腳是輸入的1.5V電壓, A0-A14輸入的是地址總線,DQ0-DQ15是數(shù)據(jù)總線，CK,CKE,CS,RSA,CAS,WE等等是控制總線。

請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例中，為程序下載模塊電路設(shè)計(jì)圖，程序最終通過J17 接口下載到芯片中，其中的FT232HQ-TRAY芯片就是將程序下載到IC中的核心器件, 而后端接入的74LCX126BQX是一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片，負(fù)責(zé)給拱足夠的驅(qū)動(dòng)電流。

請(qǐng)參閱圖5，本實(shí)用新型實(shí)施例中，圖5為 SOC模塊電路設(shè)計(jì)圖，該模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心控制單元,共484個(gè)I/O引腳,一部分是PS ARM核心功能，一部分是PL FPGA邏輯功能。對(duì)于本控制器的軟件算法和硬件外設(shè)的控制都是基于該IC設(shè)計(jì)的。其中的PS部分是ARM A9內(nèi)核，伺服的位置環(huán)控制程序與速度環(huán)控制程序都在這個(gè)環(huán)中處理。

請(qǐng)參閱圖6，本實(shí)用新型實(shí)施例中，為RS232通信接口模塊電路設(shè)計(jì)圖，該模塊負(fù)責(zé)串口數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，Pin4、23負(fù)責(zé)和SOC的主控芯片鏈接進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信，Pin14、15 是負(fù)責(zé)對(duì)上位機(jī)通信的接口。

請(qǐng)參閱圖7，本實(shí)用新型實(shí)施例中，為LCD顯示模塊電路設(shè)計(jì)圖，Pin1-4接入1uf電容, Pin5是對(duì)比度電源接入引腳，PinCS、RES、DC、SCLK SDIN 為LCD的控制端口，該模塊是128*64點(diǎn)陣顯示模塊，可以顯示漢子、英文字母等車體工作狀態(tài)信息。

請(qǐng)參閱圖8，本實(shí)用新型實(shí)施例中，為編碼器電路設(shè)計(jì)圖,伺服電機(jī)的編碼器輸出接口通過P1接入到該模塊，其中的AM26LS32ACD是把單端信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)的IC，而74LVC14是一個(gè)驅(qū)動(dòng)方向器。通過整個(gè)IC可以把編碼器信號(hào)送入到FPGA中。

請(qǐng)參閱圖9，本實(shí)用新型實(shí)施例中，為IPM模塊電路設(shè)計(jì)圖，W,V,U 是接入三相電機(jī)的接口。而IN_WH，IN_VH,IN_UH 是PWM輸入信號(hào)的接口, FO P_W P_V P_U 是報(bào)警輸出信號(hào)接口，整個(gè)IC是需要±15V供電的。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。