[实用新型]小型机械臂直流电机调速控制器

说明书

技术领域

本实用新型为小型机械臂直流电机调速控制器，可运用于教学机器人、实验室科研项目中的小型机械臂上。

背景技术

小型直流电机是近几年小电机行业发展最快的品种，随着视听产品“小、轻、薄”化和家电产品的静音化以及工业控制需求量增多，小型直流电动机需要量迅速增加。小型直流电机用电子换向替代了电刷和换向器，具有高可靠、高效率、寿命长、调速方便的优点。各国都加快了开发新产品的速度和占领市场的力度。日本不少公司已将小型直流电机应用到数码照相机、微型收录机、打印机、存储驱动器、手机以及汽车电子、医疗电子等领域。在机器人中广泛应用各类小电机，如直流伺服电动机、交流伺服电动机，感应同步电动机，测速发电机，自整角机，旋转变压器，直线电动机，力矩电机等等，据有关资料报道，一台工业用机器人的机械臂至少有10台以上各种小电机，完成驱动、伺服和速度、位置、声讯传感等功能。据国际机器人协会预测，机器人需求量年增长30％，在我国，随着国家对高校教育投资力度的加大，机器人的需求量将会更大。因此小型直流电机调速控制器的应用必将有广阔的前景。目前小型直流电机调速控制器并不少见，比如应用于机器人关节处直流电机调速控制器，它主要利用升压电路将输入直流电压升高到目的电压值，改变电机转速，从而控制机器人各个关节的运动。但是如果信号源供给的脉冲信号收到干扰，、波形不稳定或者占空比不合适，甚至会导致该调速器失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服了现有调速控制器的上述缺陷，提出了一种小型机械臂直流电机调速控制器，该调速控制器工作电压低，输出稳定，成品体积较小，成本低，并且能够调整、修复、整形输入信号，以适应更多的使用环境。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。包括信号调节整形模块、升压模块和直流电源，其中：直流电源同时与信号调节整形模块和升压模块相连，信号调节整形模块的输入端与信号源相连，输出端与升压模块相连，信号调节整形模块处理信号源发送的信号并调整该信号的占空比，调整后的信号输出给升压模块；升压模块根据在信号控制将直流电源的电压值升高到目标电压值，输出给直流电机。

所述的信号调节整形模块中选用的是NE555P芯片，该芯片1管脚接地，2管脚连接0.001uF电容后接信号源；2、8管脚之间接20K电阻；3管脚接升压模块信号源输入端；4管脚接6V直流电源；4管脚接0.1uF电容后接地；3、4管脚之间接10K电阻；5管脚接0.01uF电容后接地；7管脚接0.1uF电容后接地；6、8管脚之间接电位器，4、8管脚相连；6、7管脚相连；所述电容均为非极性电容。

所述的升压模块中选用的场效应管为IRF2807，其中G极接10欧姆电阻后接信号调节整形模块中NE555P芯片的3管脚；S极接10K电阻后接地；D极分为两支路，一路接10mH电感后接6V直流电源，一路接二极管正极，设二极管负极为d点，在d点和地之间并联10uF电容、220uF电容、220uF极性电容、100欧姆电阻各一个；所述的10uF电容、220uF电容均为非极性电容。

与现有直流电机调速控制器相比，本实用新型具有以下优点：

1.工作电压低，输出稳定。

2.成品体积较小，成本低，易于安装。

3.利用信号调节整形模块能够对不稳定的、受到干扰的或者占空比不合适的信号进行调节和整形，保证调速器的有效性。

4.可用于实验教学中。

附图说明

图1本实用新型的连接框图

图2小型机械臂直流电机调速控制器工作电路

图3简化后的升压模块电路图

图4升压模块充电过程示意图

图5升压模块放电过程示意图

图6电感充放电波形图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步地阐述：

本实施例采用Boost升压电路为主体电路的升压模块，配合555单稳态触发器为主体的信号调节模块共同工作。通过调整变阻器来控制输入信号的占空比，从而控制开关管的通断时间，电路工作时，电感不断充电并持续对电容放电从而完成升压输出。本发明有调速范围较宽，响应较快，加减速时速度平滑的特点。