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基于STM32F107的搬运机器人电机控制电路设计

2022-06-09 08:58分类:电路图 阅读:

 

  伴随着人力成本的持续上升,用智能机器人替代人力资源去做一些可重复性的超强度的工作是现代机器人科学研究的一个关键方位。物流机器人在导航栏循迹中,必须后驱电动机和前胎舵机的相互配合。物流机器人电机驱动器有其独特的使用规定,对电动机的信息特性需求较高,能在任何时时刻刻抵达操纵必须的特定部位而且使舵机终止在任何视角;电机驱动器的转距转变 区域大,不仅有满载整平地面履行的高速运行、低转距办公环境,也是有满负荷上坡的运转工作状况,与此同时还规定维持较高的运作高效率。依据上面的技术标准,文中采用了控制系统完善,便于光滑变速的直流无刷电机做为物流机器人的实行饥构。

  输出功率推动的设计方案

  电动机的供电系统开关电源是由24V的蓄充电电池给予,最大功率为240W,由4个75N75构成桥式电源电路来完成。75N75是MOSFET整流管,其最大抗压75V,最大耐流75A,电机驱动器电源电路如图2所显示。

  

  Q1、Q4和Q2、Q三分别构成2个桥路,各自操纵马达的顺转和翻转。高档推动的MOS管导通时源极工作电压和漏极工作电压同样且都相当于供电系统电乐VCC,因此要完成MOS管一切正常的推动,栅压工作电压要比VCC大,这就必须专业的升压芯片IR2103。控制板造成的PWM信号键入HIN脚位,控制板I/O口輸出的 EN1、EN2做为也就能数据信号。輸出端HO就可获得比VCC要高的工作电压,且高于的电流值恰好是充在电容器两边的工作电压。二极管提升通断速率,促使75N75的通断电阻器更小,减少了电源开关管的损害。与此同时IR2103的两种輸出口HO、LO具备互作用,避免因为手机软件或硬件不正确导致的电动机左右电感的作用直达导致短路故障

  过电流保护的设计方案

  在电动机自动控制系统中安裝过电流保护有两层面的实际意义:一是避免在电动机一切正常运作时,电动机发生超重或堵继而促使同步电机绕阻电流量过大危害电动机乃至引起火灾事故;另一方面是因为电动机肩动时起动电流量非常大,通常不可以同时运行,既必须等励磁调节器绕阻慢慢创建电磁场后再一切正常运作,又期待电动机以尽可能快的速率肩运动起来。拥有过电流保护对电流量开展换流器,能够使电动机安全性迅速地运行。过电流保护电路原理图如图所示3所显示。

  

  电动机的相电压根据康铜丝转化成电流数据信号Vtext,历经运放电路变大后的模拟量输入AD1送往控制板A/D变换控制模块,与此同时将历经工作电压电压比较器较为后的数据量EVA送往控制板的外部中断口。对于物流机器人的前胎转为舵机和后驱电动机的调节规定,选用以Cortex-M3为核心的STM32F107做为主控制板,选用置入嵌入式操作系统μC/OS-II,将程序流程分为运行每日任务、电机额定功率操纵每日任务、舵机操纵每日任务等相对性独立性的好几个每日任务,并制定了各每日任务的优先。该体系能比较好地完成物流机器人的运动控制系统。

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