跟着人工成本的不断升高,用机器人替代人力去做一些重复性的高强度的劳作是现代机器人研讨的一个重要方向。转移机器人在导航寻迹中,需求后轮驱动电机和前轮舵机的和谐作业。转移机器人电机驱动有其特别的使用要求,对电机的动态功用要求较高,能在恣意时间抵达操控需求的指定方位而且使舵机中止在恣意视点;电机驱动的转矩改变规模大,既有空载平坦路面行使的高速度、低转矩作业环境,也有满负载爬坡的运转工况,一起还要求坚持较高的运转功率。依据以上的技能要求,本文选用了操控技能老练,易于滑润调速的直流电机作为转移机器人的履行饥构。
功率驱动的规划
电机的供电电源是由24V的蓄电池供给,额定功率为240W,由4个75N75组成桥式电路来完成。75N75是MOSFET功率管,其最高耐压75V,最高耐流75A,电机驱动电路如图2所示。
Q1、Q4和Q2、Q3别离组成两个桥路,别离操控电机的正转和回转。高端驱动的MOS管导通时源极电压和漏极电压相同且都等于供电电乐VCC,所以要完成MOS管正常的驱动,栅极电压要比VCC大,这就需求专门的升压芯片IR2103。操控器发生的PWM信号输入HIN引脚,操控器I/O口输出的 EN1、EN2作为使能信号。输出端HO就可得到比VCC要高的电压,且高出的电压值正好是充在%&&&&&%两头的电压。二极管进步导通速度,使得75N75的导通电阻更小,降低了开关管的丢失。一起IR2103的两个输出口HO、LO具有互锁功用,避免因为软件或硬件过错形成的电机上下桥臂直通形成短路。
过流维护的规划
在电机操控体系中安装过流维护有两方面的含义:一是避免在电机正常运转时,电机呈现超载或堵转而使得电枢绕组电流过大危害电机乃至引发火灾;另一方面是因为电机肩动时发动电流很大,往往不能直接发动,既需求等励磁绕组逐步树立磁场后再正常运转,又期望电机以尽量快的速度肩动起来。有了过流维护对电流进行斩波,可以使电机安全快速地发动。过流维护原理图如图3所示。
电机的相电流通过康铜丝转化成电压信号Vtext,通过运算扩大器扩大后的模拟量AD1送至操控器A/D转化模块,一起将通过电压比较器比较后的数字量EVA送至操控器的外部中断口。针对转移机器人的前轮转向舵机和后轮驱动电机的操控要求,选用以Cortex-M3为内核的STM32F107作为主操控器,选用嵌入实时操作体系μC/OS-II,将程序分红发动使命、电机转速操控使命、舵机操控使命等相对独立的多个使命,并设定了各使命的优先级。该体系能较好地完成转移机器人的运动操控。