一种模块化可扩展式的直流电机驱动装置的制作方法

本实用新型涉及直流电机驱动研究领域，特别涉及一种模块化可扩展式的直流电机驱动装置。

背景技术：

目前，直流电机驱动装置中，通常是一个处理器固定控制一个或者多个直流电机驱动，用户不能按需扩展。如果需要控制更多的直流电机，就需要重新购买对应更多个直流电机驱动的装置，或者同时采用多个直流电机驱动装置，使得结构更加复杂，成本更高。

同时，一旦直流电机驱动电路中的芯片损坏，则需要对整个装置停用进行维修，不仅稳定性差，且维护成本较高。

因此，研究一种模块化、可扩展的直流电机驱动装置具有重要的实用价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种模块化可扩展式的直流电机驱动装置，该装置具有使用方便、稳定性高、维护成本低的优点。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种模块化可扩展式的直流电机驱动装置，包括主板、电源模块、处理器、若干个直流电机驱动器接口模块以及若干个直流电机驱动器，处理器和直流电机驱动器接口模块均设置在主板上，每个直流电机驱动器接口模块分别与处理器相连；在使用时，直流电机驱动器与直流电机驱动器接口模块中的直流电机驱动器接口插接，直流电机驱动器与待驱动直流电机相连；电源模块为装置中各个部件提供所需的电压。本实用新型中，直流电机驱动器是通过插接方式与直流电机驱动器接口相连，因此可根据待驱动直流电机的数量自主选择个数，自主选择插口位置，便于更换和维护。

优选的，每个所述直流电机驱动器包括电机驱动电路和电机接口，所述电机驱动电路与直流电机驱动器接口相连，所述电机接口与直流电机相连。每个直流电机驱动器在工作时只需插到直流电机驱动器接口内，在处理器控制下即可完成驱动工作。

作为一种优选，每个所述直流电机驱动器上还设有用于接收直流电机转向输入命令的点动按钮开关，所述点动按钮开关与电机接口相连。通过该点动按钮开关，用户可以直接向当前直流电机驱动器输入命令，该命令传递到处理器，进而在处理器控制下驱动对应直流电机的动作。

更进一步的，每个所述直流电机驱动器上设有正限位开关和反限位开关，所述正限位开关和反限位开关均分别与电机接口相连。通过上述两个限位开关，用户可以在电机驱动过程中，发送正向限位信号或反向限位信号到处理器，由处理器控制电机停止正向运动或反向运动。

作为另一种优选，所述直流电机驱动装置还包括地址拨码开关和数字量输入接口模块、数字量输出接口模块，所述地址拨码开关、数字量输入接口模块和数字量输出接口模块均与处理器相连。通过上述地址拨码开关和数字量接口模块，用户可通过上位机或者其他处理器对当前直流电机驱动装置中某一通道的直流电机发出控制指令，处理器根据该控制指令完成相应通道直流电机的驱动工作。

更进一步的，所述直流电机驱动装置还设有RS232接口、RS485接口、以太网通信接口。以便于与外部装置建立多种通信连接。

优选的，所述直流电机驱动器上设有用于显示当前直流电机驱动器运行状态的状态灯。

优选的，所述处理器采用CPU处理器。

优选的，所述电源模块采用12-48V的直流电源，包括一电源调理电路，所述电源调理电路输出1.8V、3.3V、5V、5.5V的电压。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型在主板上设置若干个直流电机驱动器接口模块，用户使用时可根据待驱动直流电机的数量，通过插接的方式将对应数量的直流电机驱动器插到直流电机驱动器接口上，一旦某个直流电机驱动器损坏，只需要更换直流电机驱动器即可，不用更换主板。如果需要扩展更多的通道，只需要先购买具有更多通道的主板，以后可根据需要再购买一定数量的直流电机驱动器。具有使用方便、稳定性高、维护成本低的优点。

2、本实用新型提出两种控制模式，一种是在单个直流电机驱动器上设置点动按钮开关、正限位开关和反限位开关等装置，实现对某个通道的直接控制；另一种是在装置上设置地址拨码开关和数字量接口模块/RS232接口/RS485接口/以太网通信接口，以用于接收上位机或者其他处理器发送的控制信号，更便于后续系统的搭建。应用场合更为广泛。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

图2是本实施例直流电机驱动器的结构示意图。

图3是本实施例电源模块为各个部件提供电压的示例图。

图4是本实施例多个直流电机驱动装置之间的数据关系图。

图5是本实施例其中一种主板布局图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实施例一种模块化可扩展式的直流电机驱动装置，包括主板、电源模块、处理器、n个直流电机驱动器接口模块、n个直流电机驱动器、数字量输入接口模块、数字量输出接口模块、地址拨码开关，处理器和直流电机驱动器接口模块、数字量输入接口模块、数字量输出接口模块、地址拨码开关均设置在主板上。本实施例处理器采用CPU处理器，直流电机驱动器接口模块包括直流电机驱动器接口及其扩展芯片，数字量输入接口模块包括数字量输入接口及其扩展芯片，数字量输出接口模块包括数字量输出接口及其扩展芯片。直流电机驱动器是独立的、模块化的硬件装置。在使用时，直流电机驱动器与直流电机驱动器接口插接，直流电机驱动器与待驱动直流电机相连。

参见图2，本实施例直流电机驱动器包括电机驱动电路、电机接口、点动按钮开关、正限位开关、反限位开关和状态灯，所述电机驱动电路与直流电机驱动器接口相连，所述电机接口与直流电机相连。点动按钮开关、正限位开关、反限位开关、状态灯均分别与电机接口相连，用户可以通过点动按钮开关、正限位开关、反限位开关直接向当前直流电机驱动器输入命令，CPU在接收到上述命令后，发送控制命令到直流电机，进而控制直流电机的动作。状态灯是用于显示当前直流电机驱动器的运行状态。

参见图3，本实施例电源模块采用12-48V的直流电源，这里电源可以是外接电源，也可以是采用蓄电池供电，具体可根据实际应用需求确定。在电源模块内设置一电源调理电路，该电路用于将12-48V的直流电源转换为1.8V、3.3V、5V、5.5V等的电压，以供各个部件不同的用电需求。例如，本实施例，电源调理电路用于将12-48V的直流电源直接输送到直流电机驱动器接口，将3.3V或5.5V的电源输送到直流电机驱动器接口扩展芯片以及IO扩展芯片，将1.8V或3.3V或5V的电源输送到CPU处理器。当然，在实际应用中，电源调理电路输出的电压可以根据实际需求设定。

参见图4，本实施例可以在多个直流电机驱动装置之间通过数字量输入接口模块、数字量输出接口模块、地址拨码开关进行数据通讯，地址拨码开关是用于给定每个直流电机的通道号和模块地址号。例如装置1可以通过数字量输出接口向装置2中的数字量输入接口发送要控制的装置2中某个直流电机的通道号、模块地址号、命令反馈信号等，装置2中的CPU处理器根据上述数据对装置2中对应通道的直流电机进行控制，实现多装置之间的通信，便于系统的架构。同时，数字量输入接口、输出接口全采用光耦隔离，在与外部控制装置通信时数字量输出作为指令的安全监测反馈。

参见图5，该图给出了本实施例其中一种主板布局图，在该直流电机驱动装置中还设有RS232接口、RS485接口、以太网通信接口，这些接口为可选接口，以便于与外部装置建立多种通信连接。该图中虽然仅公开了16个直流电机驱动器接口，但是显然的，根据本领域的公知常识，这里接口的数量是可以根据实际需求进行改变的，这里不再赘述。

本实施例的工作原理是：可通过两种方式发送控制信号到CPU，一种是通过点动按钮开关给定电机的正向或者反向命令，CPU不断扫描各个通道的点动按钮信号，一旦扫描到该通道的点动按钮开关被按下，将发信号给直流电机驱动器接口模块进行直流电机的电流正向或者反向输出。一种是通过数字量输入接口给定电机的正向或者反向命令，CPU接收到命令后发信号给直流电机驱动器接口模块进行直流电机的电流正向或者反向输出。

当在运动过程中，状态灯实时对外显示当前直流电机的运动状态。CPU高速扫描外部正在运动的通道的正向限位或者反向限位信号(即正限位开关和反限位开关的状态)，当正在正向运动时检测到正向限位信号，将停止正向运动，当正在反向运动时检测到反向限位信号，将停止反向运动。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。