一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性驅(qū)動器是近年國內(nèi)外機器人領(lǐng)域發(fā)明熱點，機器人與周圍環(huán)境發(fā)生接觸碰撞，會造成較大的瞬時沖擊載荷，過高的沖擊載荷對剛性機器人系統(tǒng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)直流電機驅(qū)動器造成破壞，而柔性驅(qū)動器依靠柔性元件儲能，實時監(jiān)測外界載荷力矩，實現(xiàn)過載自保護功能，達到緩解沖擊和提高能量利用效。率的目的。而目前的發(fā)明重點大多集中在從機構(gòu)和能量學(xué)的角度設(shè)計各種依靠機構(gòu)方式實現(xiàn)變剛度的柔性驅(qū)動器，實際應(yīng)用中，任何驅(qū)動模式性能的體現(xiàn)，不僅與柔性驅(qū)動器本身的性能有關(guān)，而且與在柔性驅(qū)動器基礎(chǔ)上建立起來的控制測試系統(tǒng)有關(guān)。當(dāng)前柔性驅(qū)動器控制測試系統(tǒng)通常針對于單一柔性驅(qū)動器、單一控制算法模式單獨發(fā)明，由此造成兩方面的問題:①缺乏通用性。當(dāng)柔性驅(qū)動器中電機和編碼器部分發(fā)生變化時，需要對控制器重新編程進行系統(tǒng)參數(shù)配置，不符合實際應(yīng)用的需求缺乏對照性。在不同控制模式，例如常用的位置、速度、指令、自適應(yīng)控制算法對柔性驅(qū)動器性能進行分析時，缺少對不同控制模式和控制參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)果進行顯示、比較和保存。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種通用性強、具有對照性的一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括系統(tǒng)參數(shù)上位機、顯示屏、AVR面板操控平臺、DSP控制器、傳感器、柔性機械裝置、電機功率驅(qū)動板、UPS電源模塊、柔性驅(qū)動器和驅(qū)動控制，其特征在于，DSP控制器與上位機、AVR面板操控平臺、電機功率驅(qū)動板之間進行信號的相互傳輸，傳感器與DSP控制器的信號輸入端口相連;AVR面板操控平臺的輸出端口連接顯示屏，UPS電源模塊連接電機功率驅(qū)動板的輸入端口，電機功率驅(qū)動板的輸出端口連接微型電機，微型電機還與柔性機械裝置相連；USP電源模塊與驅(qū)動與控制模塊、柔性驅(qū)動器相連。
[0005]作為一種優(yōu)選方案，所述的DSP控制器為TMS320F2812控制器。
[0006]作為另一種優(yōu)選方案，所述的上位機為LabWindows/CVI柔性驅(qū)動器控制系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明有益效果。
[0008]本發(fā)明針對柔性驅(qū)動器測試裝置特點的需求，設(shè)計了集串口通信、算法控制、系統(tǒng)監(jiān)測和數(shù)據(jù)動態(tài)交換分析為一體的柔性驅(qū)動器控制系統(tǒng)軟件，該系統(tǒng)為當(dāng)前柔性驅(qū)動器性能分析和控制算法發(fā)明提供了方便的平臺。系統(tǒng)實際操作簡單方便，人機交互界面友好，通過簡單操作就可以直觀觀測動態(tài)測試過程和測試結(jié)果；根據(jù)不同數(shù)據(jù)類型選擇16位和32位數(shù)據(jù)傳輸，可提高系統(tǒng)的測量準確度和精度；同時系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)靈活、功能全面、擴展性和可維護性強等特點。系統(tǒng)軟件對測試結(jié)果進行保存、重放、刪除等處理，并且能支持用戶選擇不同的控制模式，大大節(jié)省了測試時間，提高了測試效率。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖所示，本發(fā)明包括系統(tǒng)參數(shù)上位機、顯示屏、AVR面板操控平臺、DSP控制器、傳感器、柔性機械裝置、電機功率驅(qū)動板、UPS電源模塊、柔性驅(qū)動器和驅(qū)動控制，其特征在于，DSP控制器與上位機、AVR面板操控平臺、電機功率驅(qū)動板之間進行信號的相互傳輸,傳感器與DSP控制器的信號輸入端口相連；AVR面板操控平臺的輸出端口連接顯示屏，UPS電源模塊連接電機功率驅(qū)動板的輸入端口，電機功率驅(qū)動板的輸出端口連接微型電機，微型電機還與柔性機械裝置相連；USP電源模塊與驅(qū)動與控制模塊、柔性驅(qū)動器相連。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述的DSP控制器為TMS320F2812控制器。
[0012]作為另一種優(yōu)選方案，所述的上位機為LabWindows/CVI柔性驅(qū)動器控制系統(tǒng)。
[0013]柔性驅(qū)動系統(tǒng)具有以下特征:(1)依據(jù)變形量測力矩。系統(tǒng)利用編碼器測量電機的轉(zhuǎn)速和輸出旋轉(zhuǎn)角度，在柔性機械裝置輸出端通過傳感器測量輸出的速度和旋轉(zhuǎn)角度，柔性機械裝置左、右兩端旋轉(zhuǎn)角度差值即為柔性機械裝置變形量，根據(jù)變形量及柔性機械裝置的內(nèi)部剛度參數(shù)可求得柔性驅(qū)動器輸出力矩，與傳統(tǒng)使用力矩傳感器測量輸出力矩的方法相比，該方法成本低、簡單且容易實現(xiàn)。(2)工作在大扭矩、高速和碰撞環(huán)境。柔性器驅(qū)動器性能測試一般在具有碰撞、高速或者大扭矩輸出的環(huán)境下開展，要實現(xiàn)柔性驅(qū)動器參數(shù)評估以及控制策略發(fā)明，不僅需要采集編碼器信號、角位移傳感器信號測量位置速度，同時需要對功率驅(qū)動板的電壓、電流、溫度信息進行監(jiān)測，若出現(xiàn)電流過大、溫度過高現(xiàn)象，實現(xiàn)保護功能。
[0014]指令控制模式有兩種，包括指令速度控制和指令位置控制?？芍苯虞斎胫噶顢?shù)據(jù)，或采用動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)(DDE)建立軟件系統(tǒng)和Excel指令數(shù)據(jù)庫之間的通話，調(diào)用指令數(shù)據(jù)庫中控制指令。指令控制模式主要利用系統(tǒng)狀態(tài)空間控制算法準確跟蹤指定速度和位置曲線。
[0015]系統(tǒng)監(jiān)控包括對整個系統(tǒng)的軟硬件運行進行檢測報錯，例如過溫、過壓、過流故障，轉(zhuǎn)速過大保護，短路保護，串口故障，軟件錯誤，指令錯誤，開/關(guān)機錯誤。TMS320F2812數(shù)字處理芯片擁有16路12位帶流水線模式的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)模塊，16路通道采集端口在級聯(lián)模式下構(gòu)成一個16通道模塊，ADC轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)0~3V單極模擬電壓信號的采集。本發(fā)明利用F2812的12位A/D轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)角位移傳感器、電壓信號、電機電流以及功率驅(qū)動板溫度信號的四通道采集。采集過程中，本發(fā)明將上述角位移、電壓、電流和溫度傳感器的原始信號轉(zhuǎn)化為F2812可接收的0~3V的電壓信號進行標定，并采用六次均值濾波法進行數(shù)據(jù)處理，對于重要的功率板溫度、電機電壓、電機電流參數(shù)利用傳感器進行檢測的同時，將檢測結(jié)果進行可視化顯示。當(dāng)連接AVR操控平臺時，液晶顯示器顯示電機的實時參數(shù)，有錯誤時實現(xiàn)報警。
【主權(quán)項】
1.一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)，包括系統(tǒng)參數(shù)上位機、顯示屏、AVR面板操控平臺、DSP控制器、傳感器、柔性機械裝置、電機功率驅(qū)動板、UPS電源模塊、柔性驅(qū)動器和驅(qū)動控制，其特征在于，DSP控制器與上位機、AVR面板操控平臺、電機功率驅(qū)動板之間進行信號的相互傳輸，傳感器與DSP控制器的信號輸入端口相連;AVR面板操控平臺的輸出端口連接顯示屏，UPS電源模塊連接電機功率驅(qū)動板的輸入端口，電機功率驅(qū)動板的輸出端口連接微型電機，微型電機還與柔性機械裝置相連；USP電源模塊與驅(qū)動與控制模塊、柔性驅(qū)動器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)，其特征在于:所述的DSP控制器為TMS320F2812 控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)，其特征在于:所述的上位機為Labffindows/CVI柔性驅(qū)動器控制系統(tǒng)。
【專利摘要】一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)屬于驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種通用性強、具有對照性的一種柔性驅(qū)動器系統(tǒng)。本發(fā)明包括系統(tǒng)參數(shù)上位機、顯示屏、AVR面板操控平臺、DSP控制器、傳感器、柔性機械裝置、電機功率驅(qū)動板、UPS電源模塊、柔性驅(qū)動器和驅(qū)動控制，其特征在于，DSP控制器與上位機、AVR面板操控平臺、電機功率驅(qū)動板之間進行信號的相互傳輸，傳感器與DSP控制器的信號輸入端口相連；AVR面板操控平臺的輸出端口連接顯示屏，UPS電源模塊連接電機功率驅(qū)動板的輸入端口，電機功率驅(qū)動板的輸出端口連接微型電機，微型電機還與柔性機械裝置相連；USP電源模塊與驅(qū)動與控制模塊、柔性驅(qū)動器相連。
【IPC分類】G05B19/418
【公開號】CN105527934
【申請?zhí)枴緾N201410513624
【發(fā)明人】李福霞
【申請人】李福霞
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月29日