一种适用于医疗机器人的步进电机网络控制装置

摘要

本发明公开了一种适用于医疗机器人的步进电机网络控制装置，所述步进电机采用模块化的控制装置，所述控制装置是通过现场总线(9)与上位机(7)实现通讯；所述控制装置与步进电机采用分布控制模式；所述控制装置是由单片机(5)、通讯接口电路(6)、脉冲发生电路(4)、电机驱动电路(2)和电源电路(3)构成；通讯接口电路(6)接收所述上位机(7)下发的控制指令；单片机(5)接收上述控制指令经地址匹配处理获得所需驱动的步进电机(1)地址信息；然后，单片机(5)接收上述控制指令经参数解码处理获得所需驱动的步进电机(1)的控制信息，并对上述控制信息进行步进电机加减速曲线生成处理，从而控制脉冲发生电路(4)产生的方波信号；电机驱动电路(2)接收上述所需驱动的步进电机的控制信息和上述方波信号驱动步进电机(1)运行。

主权项

1、一种适用于医疗机器人的步进电机网络控制装置，所述医疗机器人接收由上位机(7)下发经转接器(8)、现场总线(9)后的控制指令，并由多个步进电机驱动所述医疗机器人的各个智能机构；所述步进电机采用模块化的控制装置，其特征在于：所述控制装置是通过现场总线(9)与上位机(7)实现通讯；所述控制装置与步进电机采用分布控制模式；所述控制装置是由单片机(5)、通讯接口电路(6)、脉冲发生电路(4)、电机驱动电路(2)和电源电路(3)构成；通讯接口电路(6)接收所述上位机(7)下发的控制指令；单片机(5)接收上述控制指令经地址匹配处理获得所需驱动的步进电机(1)地址信息；然后，单片机(5)接收上述控制指令经参数解码处理获得所需驱动的步进电机(1)的控制信息，并对上述控制信息进行步进电机加减速曲线生成处理，从而控制脉冲发生电路(4)产生的方波信号；其中，步进电机(1)生成加减速曲线方法为：$\left\{\begin{array}{c}{C}_i=\frac{f_{\mathrm{XTAL}}}{2(v_0+i\frac{v-v_0}{k})},s_i=v_i(\frac{t}{k}-\mathrm{Tp})(i<k)\\ C_k=\frac{f_{\mathrm{XTAL}}}{2(v_0+k\frac{v-v_0}{k})},s_k=s-2\mathrm{sa}-v_k\mathrm{Tp}\\ C_i=C_{2k-i},s_k=s_{2k-i}(k<i\le 2k)\end{array}\right.$式中，i表示运行级序数，k表示加速段总级数，t表示加速时间，Ci表示脉冲周期参数，fXTAL表示晶振频率，v0表示初速度，si表示级步数，Tp表示处理时间间隔，s表示转角，sa表示加速段总步数；电机驱动电路(2)接收上述所需驱动的步进电机的控制信息和上述方波信号驱动步进电机(1)运行。