Con il continuo aumento del costo del lavoro, utilizzo di robot invece di manodopera per fare un po' ripetitiva ad alta intensità di lavoro è un'importante direzione di ricerca robot moderno. Il robot di manipolazione deve coordinare il lavoro del motore di azionamento della ruota posteriore e il ruota anteriore dello sterzo del reperimento di navigazione. L'azionamento del motore del robot di manipolazione ha i requisiti di applicazioni speciali. Ha alti requisiti sulle prestazioni dinamiche del motore. Può raggiungere nella posizione specificata, necessaria per il controllo in qualsiasi momento e interrompere il comando dello sterzo a qualsiasi angolo. La gamma di coppia di torsione dell'unità motore è grande. L'ambiente di lavoro ad alta velocità, basso-coppia di torsione della superficie stradale piatta a vuoto anche ha le condizioni operative dell'arrampicata di pieno carico e inoltre richiede elevata efficienza operativa. Secondo i requisiti tecnici di cui sopra, questa carta consente di selezionare il motore di CC con tecnologia di controllo maturo e facile da lisciare la regolazione di velocità come l'implementazione del robot di movimentazione.
progettazione hardware di 1 sistema
struttura di hardware controller motore 1,1 robot
Il controller principale utilizza il STM32F107 di core Cortex-M3. Ci sono 8 timer all'interno del controller, tra cui TIM1_CH1 e TIM8_CH1 sono avanzate controllo timer perni e TIM1_CH1 viene utilizzato per motore encoder conteggio. TLM8_CH1 viene utilizzato per il tempo di riferimento di controllo controllo dello sterzo. I perni di cronometro multiuso, TIM2CH1, TIM3CH1, TIM4_CH1 e TIM5_CH1 vengono utilizzati per generare il PWM delle pareti ponte superiore e inferiore del circuito di azionamento motore e servo, rispettivamente.
Il PA0 porta e PB0 porta che attivano l'interrupt EXIT0 vengono utilizzati per la protezione di interrupt di sovracorrente del motore e il servo, rispettivamente. La PA1 porta e porta PB1 che innesca l'interrupt di EXIT1 sono utilizzati per protezione di limite su entrambi i lati del servo. Il circuito di azionamento del motore adotta il bootstrap booster chip IR2103 e il 75N75 MOSFET. L'acquisizione di corrente di fase del motore ruota posteriore e il servo è convertito in tensione il filo di costantana e viene inviato al perno di campionamento di A/D di STM32F107 attraverso amplificazione e di filtraggio. ADC12_IN1 implementa la protezione di sovracorrente. Attraverso la comunicazione seriale del computer host o un riferimento di velocità del programma interno STM32F107, controllo velocità avanti e indietro, del motore e sterzo sterzo. Diagramma a blocchi della struttura hardware di gestione motore di robot.
1.2 modulo selezione e progettazione
1.2.1 motorizzati Design
Alimentazione del motore è fornita da una batteria di 24V con una potenza di 240W, che è realizzato da quattro circuiti a ponte 75N75. Il 75N75 è un tubo di alimentazione MOSFET con un massimo di resistere tensione 75V, una corrente massima di 75A, e un circuito di azionamento del motore.
Q1, Q4, Q2 e Q3 formano due ponti, rispettivamente, che controllano la rotazione avanti e indietro del motore. Quando il transistore MOS guida high side è attivato, la tensione e la tensione di scarico sono gli stessi e sono uguali per l'alimentazione VCC. Pertanto, per ottenere la guida normale del transistore MOS, la tensione di gate è maggiore di VCC, che richiede uno speciale chip d'amplificazione IR2103. . Il pin HIN in ingresso il segnale PWM generato dal controller ed EN1 ed EN2 del controller i/o port output vengono utilizzati come segnali di abilitazione. L'HO terminale di uscita può ottenere una tensione superiore di VCC, e il più alto valore della tensione è esattamente la tensione ai capi del condensatore a carico. Il diodo aumenta la velocità di conduzione, rendendo la resistenza del 75N75 più piccoli e riducendo la perdita del tubo di commutazione. Allo stesso tempo, le due porte HO e LO dei IR2103 hanno una funzione di blocco per evitare corto circuito causato dal dritto dei bracci superiori e inferiori del motore a causa di errori di software o hardware di uscita.
1.2.2 disegno di protezione di sovracorrente
L'installazione di protezione da sovracorrente nel sistema di controllo motore ha due significati: uno è quello di evitare che il motore venga sovraccaricato o bloccato durante il normale funzionamento del motore, in modo che la corrente di avvolgimento l'armatura è troppo grande per danneggiare il motore o provocare un incendio; Quando è iniziato il movimento della spalla, la corrente è molto grande, ed è spesso Impossibile avviare direttamente. È necessario attendere per l'eccitazione avvolgimento per stabilire gradualmente un campo magnetico e poi funziona normalmente, ed è auspicabile che il motore è spostato a spalla più velocemente possibile. Con protezione da sovracorrente, la corrente è tritata, consentendo al motore di avviarsi in modo rapido e sicuro. Lo schema elettrico della protezione sovracorrente è illustrato nella figura 3.
La corrente di fase del motore viene convertita in un segnale di tensione Vtext dal filo di costantana, e la quantità di analogico AD1 amplificato dall'amplificatore operazionale viene inviata il modulo di conversione A/D di controller, e la quantità digitale EVA dopo il confronto della comparatore di tensione viene inviato al controller. Porta di interrupt esterna.
