[发明专利]一种柔性驱动器系统

说明书

技术领域

本发明属于驱动系统技术领域，尤其涉及一种柔性驱动器系统。

背景技术

柔性驱动器是近年国内外机器人领域发明热点，机器人与周围环境发生接触碰撞，会造成较大的瞬时冲击载荷，过高的冲击载荷对刚性机器人系统关节结构和传统直流电机驱动器造成破坏，而柔性驱动器依靠柔性元件储能，实时监测外界载荷力矩，实现过载自保护功能，达到缓解冲击和提高能量利用效。率的目的。而目前的发明重点大多集中在从机构和能量学的角度设计各种依靠机构方式实现变刚度的柔性驱动器，实际应用中，任何驱动模式性能的体现，不仅与柔性驱动器本身的性能有关，而且与在柔性驱动器基础上建立起来的控制测试系统有关。当前柔性驱动器控制测试系统通常针对于单一柔性驱动器、单一控制算法模式单独发明，由此造成两方面的问题：①缺乏通用性。当柔性驱动器中电机和编码器部分发生变化时，需要对控制器重新编程进行系统参数配置，不符合实际应用的需求；②缺乏对照性。在不同控制模式，例如常用的位置、速度、指令、自适应控制算法对柔性驱动器性能进行分析时，缺少对不同控制模式和控制参数的数据结果进行显示、比较和保存。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种通用性强、具有对照性的一种柔性驱动器系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括系统参数上位机、显示屏、AVR面板操控平台、DSP控制器、传感器、柔性机械装置、电机功率驱动板、UPS电源模块、柔性驱动器和驱动控制，其特征在于，DSP控制器与上位机、AVR面板操控平台、电机功率驱动板之间进行信号的相互传输，传感器与DSP控制器的信号输入端口相连；AVR面板操控平台的输出端口连接显示屏，UPS电源模块连接电机功率驱动板的输入端口，电机功率驱动板的输出端口连接微型电机，微型电机还与柔性机械装置相连；USP电源模块与驱动与控制模块、柔性驱动器相连。

作为一种优选方案，所述的DSP控制器为TMS320F2812控制器。

作为另一种优选方案，所述的上位机为LabWindows/CVI柔性驱动器控制系统。

本发明有益效果。

本发明针对柔性驱动器测试装置特点的需求，设计了集串口通信、算法控制、系统监测和数据动态交换分析为一体的柔性驱动器控制系统软件，该系统为当前柔性驱动器性能分析和控制算法发明提供了方便的平台。系统实际操作简单方便，人机交互界面友好，通过简单操作就可以直观观测动态测试过程和测试结果；根据不同数据类型选择16位和32位数据传输，可提高系统的测量准确度和精度；同时系统具有结构灵活、功能全面、扩展性和可维护性强等特点。系统软件对测试结果进行保存、重放、删除等处理，并且能支持用户选择不同的控制模式，大大节省了测试时间，提高了测试效率。

附图说明

图1是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括系统参数上位机、显示屏、AVR面板操控平台、DSP控制器、传感器、柔性机械装置、电机功率驱动板、UPS电源模块、柔性驱动器和驱动控制，其特征在于，DSP控制器与上位机、AVR面板操控平台、电机功率驱动板之间进行信号的相互传输，传感器与DSP控制器的信号输入端口相连；AVR面板操控平台的输出端口连接显示屏，UPS电源模块连接电机功率驱动板的输入端口，电机功率驱动板的输出端口连接微型电机，微型电机还与柔性机械装置相连；USP电源模块与驱动与控制模块、柔性驱动器相连。

作为一种优选方案，所述的DSP控制器为TMS320F2812控制器。

作为另一种优选方案，所述的上位机为LabWindows/CVI柔性驱动器控制系统。

柔性驱动系统具有以下特征：（1）依据变形量测力矩。系统利用编码器测量电机的转速和输出旋转角度，在柔性机械装置输出端通过传感器测量输出的速度和旋转角度，柔性机械装置左、右两端旋转角度差值即为柔性机械装置变形量，根据变形量及柔性机械装置的内部刚度参数可求得柔性驱动器输出力矩，与传统使用力矩传感器测量输出力矩的方法相比，该方法成本低、简单且容易实现。（2）工作在大扭矩、高速和碰撞环境。柔性器驱动器性能测试一般在具有碰撞、高速或者大扭矩输出的环境下开展，要实现柔性驱动器参数评估以及控制策略发明，不仅需要采集编码器信号、角位移传感器信号测量位置速度，同时需要对功率驱动板的电压、电流、温度信息进行监测，若出现电流过大、温度过高现象，实现保护功能。