带有抱闸驱动的步进电机驱动器、驱动装置及自动化设备的制作方法

本发明涉及电机驱动技术领域，尤其涉及一种带有抱闸驱动的步进电机驱动器、驱动装置及自动化设备。

背景技术：

普通步进电机在切断电源后，电机轴会松开，如果需要电机在切断电源后轴仍然保持锁住，需要在普通步进电机的尾端加装一种抱闸装置。这样驱动器上电后电机自锁，同时抱闸器松开；驱动器断电后抱闸器瞬间工作，仍然保证电机轴不松动。这种抱闸电机通常应用于垂直z轴的场合。

现有技术中的抱闸装置通常由外部电源、抱闸专用控制电路和中继继电器三部分组成。外部电源通常为12/24v，驱动电流根据适配电机大小的不同，大小也在200ma至400ma不等；专用控制电路由驱动器内部提供，使用时只需要通过驱动器的外部接口连接好线路即可。目前市面上的步进抱闸装置三部分缺一不可，用户接线麻烦，干扰大，成本高，给生产效率的提升带来阻碍；其次控制逻辑简单，仅涉及通、断两种状态，抱闸器工作时持续发热，能效低。本方案提供一种简单高效、且干扰大大减小的步进抱闸驱动方案，非常适合推广。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是，提供一种结构简单高效，成本低的带有抱闸驱动的步进电机驱动器、驱动装置及自动化设备。

第一方面，本发明公开了一种带有抱闸驱动的步进电机驱动器，其包括内嵌有通讯协议的微处理器、与所述微处理器相互连接的外部接口单元及通讯接口电路；所述微处理器还连接有驱动控制电路及抱闸装置，所述抱闸装置与所述外部接口单元相连接；所述微处理器还与提供稳定电源电压的电源电路相连接。

优选地，所述抱闸装置包括抱闸驱动电路及抱闸器；其中，所述抱闸驱动电路包括隔离单元及放大电路，所述微处理器通过所述隔离单元连接所述放大电路，所述放大电路用于将所述隔离单元输出的电流信号放大并输出至所述抱闸器。

优选地，所述隔离单元及所述放大电路与所述微处理器设于同一电路基板上。

优选地，所述抱闸驱动电路还包括开关单元，所述开关单元与所述放大电路串联。

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括编码器反馈电路，所述编码器反馈电路与微处理器相连接。

优选地，所述抱闸驱动电路还包括：保护单元，所述保护单元一端连接所述放大电路，另一端连接所述抱闸器的电源输入端。

优选地，所述外部接口单元包括电源接口单元、绕组接口单元，i/o接口单元；所述电源接口单元与所述电源电路相连接；所述绕组接口单元一端与所述驱动控制电路相连接，另一端用于与步进电机相连接；所述i/o接口单元与所述微处理器相连接。

优选地，所述i/o接口单元包括：第一输出接口、第二输出接口以及第三输出接口；所述第一输出接口用于连接所述抱闸器的第一端，所述第二输出接口用于连接抱闸器的第二端，所述第三输出接口用于连接所述抱闸器的电源接地端。

优选地，所述通讯接口电路包括物理层通讯电路，所述通讯接口电路通过所述物理层通讯电路与所述微处理器相连接。

优选地，所述通讯接口电路还包括抗干扰电路，所述抗干扰电路通过所述物理层通讯电路与所述微处理器电连接。

优选地，所述抗干扰电路包括第一共模电感及第一瞬态抑制二极管，所述第一瞬态抑制二极管与所述第一共模电感的一端相连。

优选地，所述抗干扰电路连接有第一变压器，所述第一变压器与所述第一共模电感电连接，所述第一变压器用于将所述第一共模电感传过来的信号传送至所述微处理器。

优选地，所述通讯接口电路还包括用于调试参数的usb接口，所述usb接口与微处理器相连接。

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括通讯地址设定电路，所述通讯地址设定电路与微处理器相连接；其中，所述通讯地址设定电路为拨码开关。

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括过流保护电路，所述过流保护电路一端与所述微处理器连接，另一端与所述驱动控制电路电连接。

优选地，所述驱动控制电路包括驱动芯片和逆变桥电路，所述驱动芯片与所述微处理器相连接，所述驱动芯片通过所述逆变桥电路与所述外部接口单元的所述绕组接口单元相连接。

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括显示单元，所述显示单元与所述微处理器电连接；其中，所述显示单元包括led指示灯、数码管、液晶显示屏中的一种或几种。

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括报警单元，所述报警单元与所述微处理器电连接。

第二方面，本发明还公开了一种驱动装置，包括电机，所述驱动装置包括上述第一方面任一项所述的带有抱闸驱动的步进电机驱动器。

第三方面，本发明还公开了一种自动化设备，包括上述第二方面所述的驱动装置。

综上所述，本发明具有如下有益效果：由于本发明的带有抱闸驱动的步进电机驱动器包括：内嵌有通讯协议的微处理器、与所述微处理器相互连接的外部接口单元及通讯接口电路；所述微处理器还连接有驱动控制电路、通讯地址设定电路及抱闸装置，所述抱闸装置与所述外部接口单元相连接；所述微处理器还与提供稳定电源电压的电源电路相连接。其模块化的电路设计，降低维护工作难度，非常适合推广。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有结构简单高效，成本低，且抗干扰能力强的优点。此外，本发明相比现有技术中的“控制电路+中继继电器+抱闸器”方案，还具备如下优点：1)省去中继继电器，“控制电路+抱闸器”即可，结构简单，成本低；2)用户接线减少，降低维护工作难度；3)控制电路集成续流二极管，大大降低了感性器件开关带来的干扰；4)降低成本；5)对抱闸器加入pwm控制，大大降低抱闸器工作时的电流，从而降低其发热，高效环保。

附图说明

图1是本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器优选实施例的原理框图。

图2是图1所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的部分电路的原理框图。

图3是图1所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器部分结构的结构示意图。

图4是图1所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的抱闸装置与外部电源连接的的电路图。

图5是图1所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的高速差分输入信号处理电路图。

图6是图1所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的低速信号输入处理电路图。

图7是图1所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的低速差分输出信号处理电路图。

图8是图1所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的低速单端输出信号处理电路图。

图9是图1所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的结构示意图。

图10是图9所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器部分结构的结构示意图。

图11是图10的另一视角的结构示意图。

图12是图10的另一视角的结构示意图。

图13是图9所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的分解图。

图14是图9所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的第二壳体的结构示意图。

图15是图13所示本发明带有抱闸驱动的步进电机驱动器的绝缘环的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

请参阅图1，本发明公开了一种带有抱闸驱动的步进电机驱动器，其包括内嵌有通讯协议的微处理器1、与所述微处理器1相互连接的外部接口单元3及通讯接口电路2；所述微处理器1还连接有驱动控制电路4、通讯地址设定电路11及抱闸装置5，所述抱闸装置5与所述外部接口单元3相连接；所述微处理器1还与提供稳定电源电压的电源电路13相连接。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有功能丰富的优点；其模块化的电路设计，降低维护工作难度，非常适合推广。而且相较于现有技术，本发明

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括编码器反馈电路14，所述编码器反馈电路14与微处理器1相连接，用于接入步进电机的编码器信号，将位置信息实时反馈给所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器以对所述步进电机进行动作修正。

优选地，所述通讯地址设定电路11为拨码开关单元15，所述拨码开关单元15与微处理器1相连接；用于对所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器的参数进行设置，从而较便于用户使用。较佳地，所述拨码开关单元15为旋转拨码开关或者平滑式拨码开关单元。可以理解的是，所述旋转拨码开关的数量可根据需要进行设置，在此不做具体限定。

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括过流保护电路16，所述过流保护电路16一端与所述微处理器1连接，另一端与所述驱动控制电路4电连接。通过设置所述过流保护电路16，因而可较好地保护所述驱动控制电路4，以避免过流而烧毁的问题。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有运行稳定，使用寿命长的优点。在本实施例中，所述驱动控制电路4包括驱动芯片41和逆变桥电路42，所述驱动芯片41与所述微处理器1相连接，所述驱动芯片41通过所述逆变桥电路42与所述外部接口单元3的所述绕组接口单元32相连接。

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括显示单元17，所述显示单元17与所述微处理器1电连接；其中，所述显示单元17包括led指示灯、数码管、液晶显示屏中的一种或几种。以便于所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器的参数设置及相关状态及参数的显示。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有操作简便的优点。

优选地，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括报警单元12，所述报警单元12与所述微处理器1电连接。以便于输出所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器在工作异常时的警示信号。

优选地，所述通讯接口电路2包括：

物理层通讯电路21，所述通讯接口电路2通过所述物理层通讯电路21与所述微处理器1相连接。

抗干扰电路22，所述抗干扰电路22通过所述物理层通讯电路21与所述微处理器1电连接。

usb接口29，所述usb接口29与微处理器1相连接，用于调试参数。

因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有抗干扰能力强，调试方便的优点。

请参阅图2，所述抗干扰电路22包括第一共模电感23及第一瞬态抑制二极管24，所述第一瞬态抑制二极管24的第一端与所述第一共模电感23的第一端相连，所述第一瞬态抑制二极管24的第二端与信息输入插座22a相连，所述信息输入插座22a为通讯信号的输入接口。具体地，所述信息输入插座22a为rj45；所述rj45是布线系统中信息插座(即通讯引出端)连接器的一种。所述第一瞬态抑制二极管24具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，所述第一瞬态抑制二极管24能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。所述第一共模电感23用于过滤共模的电磁干扰信号，同时起emi滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有抗干扰能力强的优点。

优选地，所述抗干扰电路22连接有第一变压器25，所述第一变压器25的第一端与所述第一共模电感23电连接，所述第一变压器25用于将所述第一共模电感23传过来的信号传送至所述微处理器1。

优选地，所述抗干扰电路22还包括第二瞬态抑制二极管26及第二共模电感27，所述第一变压器25的第二端与所述第二瞬态抑制二极管26的第一端电连接，所述第二瞬态抑制二极管26的第二端与所述第二共模电感27的第一端电连接，所述第二共模电感27的第二端通过第一端口物理层28与所述微处理器1电连接。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有抗干扰能力强的优点。

优选地，所述抗干扰电路22还包括第三共模电感23a及第三瞬态抑制二极管24a，所述第三瞬态抑制二极管24a的第一端与所述第三共模电感23a的第一端相连，所述第三瞬态抑制二极管24a的第二端与信息输出插座22b相连，所述信息输出插座22b为通讯信号的输出接口。具体地，所述信息输出插座22b为rj45。所述第三瞬态抑制二极管24a具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，所述第三瞬态抑制二极管24a能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。所述第三共模电感23a用于过滤共模的电磁干扰信号，同时起emi滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有抗干扰能力强的优点。

优选地，所述抗干扰电路22连接有第二变压器25a，所述第二变压器25a的第一端与所述第三共模电感23a电连接，所述第二变压器25a用于将所述第三共模电感23a传过来的信号传送至所述微处理器1。

优选地。所述抗干扰电路22还包括第四瞬态抑制二极管26a及第四共模电感27a，所述第二变压器25a的第二端与所述第四瞬态抑制二极管26a的第一端电连接，所述第四瞬态抑制二极管26a的第二端与所述第四共模电感27a的第一端电连接，所述第四共模电感27a的第二端通过第二端口物理层28a与所述微处理器1电连接。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有抗干扰能力强的优点。

请参阅图3，所述外部接口单元3包括电源接口单元31、绕组接口单元32，i/o接口单元33；所述电源接口单元31与所述电源电路13相连接；所述绕组接口单元32一端与所述驱动控制电路4相连接，另一端用于与步进电机相连接，以驱动所述步进电机工作；所述i/o接口单元33与所述微处理器1相连接，可输入或输出各种信号。

优选地，所述i/o接口单元33包括：第一输出接口34、第二输出接口35以及第三输出接口36；所述第一输出接口34用于连接所述抱闸器54的第一端，以连接至所述抱闸器54的电源输入端，所述第二输出接口35用于连接抱闸器54的第二端，所述第三输出接口36用于连接所述抱闸器54的电源接地端。通过设置所述第一输出接口34、第二输出接口35以及第三输出接口36，因而较便于与所述抱闸器54连接，从而便于使用。

请参阅图4，所述抱闸装置5包括抱闸驱动电路51和抱闸器54。其中，所述抱闸驱动电路51包括隔离单元52和放大电路53，所述微处理器1通过隔离单元52连接放大电路53，放大电路53用于将隔离单元52输出的电流信号放大输出至抱闸器54。通过所述抱闸驱动电路51直接驱动所述抱闸器54，省去了传统的中继继电器，减少了用户接线的人工成本及继电器的成本；

优选地，所述隔离单元52及所述放大电路53与所述微处理器1设于同一电路基板14’上。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有功能结构简单紧凑，使用方便，成本低，抗干扰能力强的优点。

在本实施例中，所述隔离单元52包括光电耦合器56及第一电阻r1，所述光电耦合器56的发光二极管的阳极与所述第一电阻r1的第一端电连接，所述光电耦合器56的发光二极管的阴极与所述微处理器1电连接，所述第一电阻r1的第二端用于与供电电源vcc1电连接。所述光电耦合器56的光敏三极管的集电极及发射极均与所述放大电路53电连接。由于光电耦合器56具有响应速度快、占空比可任意调及抗干扰能力强的优点，因而可提高本发明抱闸装置5的响应速度及抗干扰能力。此外，光电耦合器56属电流型器件，对电压性噪声能有效地抑制。在一种实施例中，可将所述光电耦合器56的光敏三极管替换成光敏二极管。因此，所述隔离单元52的结构在此不做具体限定，只要能够在所述微处理器1的控制下，实现对所述放大电路53的控制即可。

所述放大电路53包括信号放大三极管q0及第二电阻r2，所述信号放大三极管q0的基极与所述光敏三极管的发射极电连接，所述信号放大三极管q0的集电极与所述光敏三极管的集电极电连接，所述信号放大三极管q0的集电极与所述第二输出接口35电连接，所述信号放大三极管q0的集电极通过所述保护单元55连接至所述第一输出接口34，所述第一输出接口34与外部电源vcc2电连接。所述信号放大三极管q0的发射极接地。所述信号放大三极管q0的集电极还用于与所述抱闸器54的内部线圈电连接。在本实施例中，所述放大电路53还可以作为控制电流信号输出至抱闸器54的开关电路。所述第二电阻r2的第一端与所述信号放大三极管q0的基极电连接，所述第二电阻r2的第二端与所述信号放大三极管q0的发射极电连接。所述信号放大三极管q0的发射极通过所述第三输出接口36连接至外部电源vcc2的负极。本发明的所述放大电路53具有结构简单及可靠性高的优点。在一种实施例中，所述放大电路53包括：三极管、mosfet晶体管或者绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)，即可以将所述信号放大三极管q0替换成mosfet晶体管或者绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)。因此，所述放大电路53的结构在此不做具体限定。

所述抱闸装置5还包括保护单元55，所述保护单元55一端连接所述放大电路53，另一端连接抱闸器54的电源输入端。由于抱闸器54的内部线圈为感性器件，感性器件在开关时有较大的dv/dt(电压上升速率)，会干扰到驱动器接收的指令甚至整个系统的正常运行。因此，通过设置所述保护单元55，因而可提高所述抱闸装置5的抗干扰能力。在本实施例中，所述保护单元55为二极管，所述二极管设于所述电路基板14’上，所述二极管的阳极与所述信号放大三极管q0的集电极相连，所述二极管的阴极用于与所述连接抱闸器54的电源输入端电连接。在一种实施例中，所述保护单元55包括：二极管或电阻、电容组成的网络，因此，所述保护单元55的结构再此不做具体限定。本发明的所述保护单元55具有结构简单，可靠性高的优点。

当通电时所述微处理器1输出低电平信号以驱动所述隔离单元52开启，所述隔离单元52的发光二极管发光，所述光敏三极管通道，以使所述隔离单元52驱动所述放大电路53工作，即所述信号放大三极管q0导通，抱闸器54的内部线圈有电流通过，线圈电流产生的磁场使电机轴处于自由状态。当电源切断时，所述微处理器1输出高电平信号，所述发光二极管熄灭，所述隔离单元52关闭，所述信号放大三极管q0截止，抱闸器54t的内部线圈没有电流经过，抱闸器54处于常闭状态，电机轴处于锁死状态。

综上所述，本发明具有如下有益效果：由于本发明的带有抱闸驱动的步进电机驱动器包括：内嵌有通讯协议的微处理器1、与所述微处理器1相互连接的外部接口单元3及通讯接口电路2；所述微处理器1还连接有驱动控制电路4、通讯地址设定电路11及抱闸装置5，所述抱闸装置5与所述外部接口单元3相连接；所述微处理器1还与提供稳定电源电压的电源电路13相连接。其模块化的电路设计，降低维护工作难度，非常适合推广。因此，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器具有结构简单高效，成本低，且抗干扰能力强的优点。此外，本方案相比现有技术中的“控制电路+中继继电器+抱闸器”方案，主要具备如下特点：

1、省去中继继电器，“控制电路+抱闸器”即可，结构简单，成本低；

2、用户接线减少，降低维护工作难度；

3、控制电路集成续流二极管，大大降低了感性器件开关带来的干扰；

4、降低成本。

5、对抱闸器加入pwm控制，大大降低抱闸器工作时的电流，从而降低其发热，高效环保

实施例2

本实施例与实施例1的结构相似，其不同之处在于：所述抱闸装置5还包括开关单元(图中未示出)，所述开关单元与所述放大电路53串联。在本实施例中，所述开关单元为晶体管开关，所述晶体管开关与所述微处理器1电连接，当所述微处理器1驱动所述隔离单元52开启时，所述微处理器1同时驱动所述开关单元开启，当所述微处理器1控制所述隔离单元52关闭时，所述微处理器1同时控制所述开关单元关闭，从而可增加所述抱闸装置5的可靠性。其中，所述晶体管开关可以包括可控硅或者场效应管等，当然，也可以为其它类型的开关，其结构在此不做具体限定。

实施例3

本实施例与实施例1的结构相似，其相同之处在于：所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器包括内嵌有通讯协议的微处理器1、与所述微处理器1相互连接的外部接口单元3及通讯接口电路2；所述微处理器1还连接有驱动控制电路4、通讯地址设定电路11及抱闸装置5，所述抱闸装置5与所述外部接口单元3相连接；所述微处理器1还与提供稳定电源电压的电源电路13相连接。其不同之处在于：本实施例的所述微处理器1为具有ethercat从站控制器的arm芯片。因而信号处理速度快，效率高。当然微处理1也可以是dsp芯片。本发明的微处理器优选采用单颗arm处理芯片或者单颗dsp芯片，这样与现有技术普遍采用2个处理器模块的架构而言，可以较好地简化电路结构，另外采用ethercat通讯协议，可以提升处理效率。

实施例4

请参阅图5至图8，本实施例与实施例1的结构相似，其相同之处在于：所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器包括内嵌有通讯协议的微处理器1、与所述微处理器1相互连接的外部接口单元3及通讯接口电路2；所述微处理器1还连接有驱动控制电路4、通讯地址设定电路11及抱闸装置5，所述抱闸装置5与所述外部接口单元3相连接；所述微处理器1还与提供稳定电源电压的电源电路13相连接。其不同之处在于：所述步进电机驱动器还包括高速差分输入信号处理电路31”、低速信号输入处理电路32”、低速差分输出信号处理电路33”、低速单端输出信号处理电路34”。在本实施例中，所述高速差分输入信号处理电路31”包括第一限流单元311”、防反接单元312”、第一滤波单元313”、第一高速信号隔离单元314”及第二滤波单元315”，所述第一限流单元311”与所述防反接单元312”及所述第一滤波单元313”电连接，所述第一高速信号隔离单元314”与所述第一滤波单元313”及所述第二滤波单元315”电连接。在本实施例中，所述第一限流单元311”的数量为两个，每个所述第一限流单元311”包括相互并联的第三电阻r3及第四电阻r4，所述第三电阻r3的第一端及所述第四电阻r4的第一端均与所述i/o接口单元33电连接，所述第三电阻r3的第二端及所述第四电阻r4的第二端均与所述第一高速信号隔离单元314”。

所述防反接单元312”包括第一二极管d1，所述第一二极管d1的阳极与所述i/o接口单元33电连接，所述第一二极管d1的阴极与所述第四电阻r4相连。所述第一滤波单元313”包括第一电容c1，所述第一电容c1与所述第一二极管d1并联。所述第二滤波单元315”包括第二电容c2、第五电阻r5及第六电阻r4，所述第五电阻r5的第一端与所述第一高速信号隔离单元314”电连接，所述第五电阻r5的第二端与所述微处理器电连接，所述第六电阻r4的第一端与所述第五电阻r5的第一端相连，所述第二电容c2的第一端与所述第五电阻r5的第二端相连，所述第二电容c2的第二端接地。本发明的所述高速差分输入信号处理电路31”具有结构简单及信号传输稳定可靠的优点。

所述低速信号输入处理电路32”包括第二限流单元321”、第三滤波单元322”、第二隔离单元323”及第四滤波单元324”，所述第二限流单元321”与所述i/o接口单元33及所述第二隔离单元323”电连接，所述第三滤波单元322”与所述第二限流单元321”电连接，所述第四滤波单元324”与所述第二隔离单元323”及所述微处理器电连接。在本实施例中，所述第二限流单元321”包括第七电阻r7，所述第七电阻r7的第一端与所述i/o接口单元33电连接，所述第七电阻r7的第二端与所述第二隔离单元323”电连接。所述第三滤波单元322”包括第三电容c3，所述第三电容c3的第一端与所述i/o接口单元33电连接，所述第三电容c3的第二端与所述第七电阻r7的第二端电连接。所述第四滤波单元324”包括第四电容c4，所述第四电容c4的第一端与所述第二隔离单元323”及所述微处理器电连接，所述第四电容c4的第二端接地。在本实施例中，所述第二限流单元321”、第三滤波单元322”、第二隔离单元323”及第四滤波单元324”的数量为若干个，可以理解的是，所述第二限流单元321”、第三滤波单元322”、第二隔离单元323”及第四滤波单元324”的数量可根据需要进行设置，在此不做具体限定。本发明所述的低速信号输入处理电路32”具有结构简单的优点。

所述低速差分输出信号处理电路33”包括第三限流单元331”、第三隔离单元332”及第一信号放大单元333”，所述第三限流单元331”与所述第三隔离单元332”电连接，所述第一信号放大单元333”与所述第三隔离单元332”电连接。在本实施例中，所述第三限流单元331”包括第八电阻r8，所述第八电阻r8的第一端接第一电源，所述第八电阻r8的第二端与所述第三隔离单元332”电连接。所述第一信号放大单元333”包括第一三极管q1、第二二极管d2及第九电阻r9，所述第一三极管q1的基极与所述第三隔离单元332”电连接，所述第一三极管q1的发射极与所述i/o接口单元33电连接，所述第一三极管q1的集电极与所述第三隔离单元332”及所述i/o接口单元33电连接。所述第二二极管d2的阳极与所述第一三极管q1的发射极电连接，所述第二二极管d2的阴极与所述第一三极管q1的集电极电连接。所述第九电阻r9的第一端与所述第一三极管q1的基极相连，所述第九电阻r9的第二端与所述第一三极管q1的发射极电连接。其信号传输稳定可靠。

所述低速单端输出信号处理电路34”包括第四限流单元341”、第四隔离单元342”及第二信号放大单元343”，所述第四限流单元341”与所述第四隔离单元342”电连接，所述第二信号放大单元343”与所述第四隔离单元342”电连接。在本实施例中，所述第四限流单元341”包括第十电阻r310，所述第十电阻r310的第一端接第一电源，所述第十电阻r310的第二端与所述第四隔离单元342”电连接。所述第二信号放大单元343”包括第二三极管q2、第三二极管d3及第十一电阻r31，所述第二三极管q2的基极与所述第四隔离单元342”电连接，所述第二三极管q2的发射极与所述i/o接口单元33电连接，所述第二三极管q2的集电极与所述第四隔离单元342”及所述i/o接口单元33电连接。所述第三二极管d3的阳极与所述第二三极管q2的发射极电连接，所述第三二极管d3的阴极与所述第二三极管q2的集电极电连接。所述第十一电阻r31的第一端与所述第二三极管q2的基极相连，所述第十一电阻r31的第二端与所述第二三极管q2的发射极电连接。在本实施例中，所述第四限流单元341”、第四隔离单元342”及第二信号放大单元343”的数量为若干个。可以理解的是，所述第四限流单元341”、第四隔离单元342”及第二信号放大单元343”的数量可根据需要进行设置，在此不做具体限定。

实施例5

请参阅图9至图15，本实施例与实施例1的结构相似，其相同之处在于：本实施例的带有抱闸驱动的步进电机驱动器包括内嵌有通讯协议的微处理器1、与所述微处理器1相互连接的外部接口单元3及通讯接口电路2；所述微处理器1还连接有驱动控制电路4、通讯地址设定电路11及抱闸装置5，所述抱闸装置5与所述外部接口单元3相连接；所述微处理器1还与提供稳定电源电压的电源电路13相连接。其不同之处在于：所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括底座11’及与底座11’相匹配的壳体1’及与电路基板14’相连的接口单元21a’，其中，所述壳体1’的两相对侧分别设置有第一装配引导槽c及第二装配引导槽d。所述壳体1’上还设置有用于与底座相连的至少一个第一安装卡口e，所述底座上设置有与所述壳体连接的至少一个第二安装卡口f、与外部设备连接的第三安装卡口a及第四安装卡口b，所述第一安装卡口e与所述第二安装卡口f的位置相对应，所述第三安装卡口a与所述第一装配引导槽c位置相对应，所述第四安装卡口b与所述第二装配引导槽d的位置相对应。本发明通过设置上述第一装配引导槽c、第二装配引导槽d、第三安装卡口a及第四安装卡口b，所述第三安装卡口a与所述第一装配引导槽c位置相对应，所述第四安装卡口b与所述第二装配引导槽d的位置相对应，便于用户安装固定步进电机驱动器至指定位置，受外部环境光线的影响小，便于用户安装时盲操作，安装效率高，大大提升了用户体验。

进一步地，所述第三安装卡口a和第四安装卡口b分别设置于所述底座11’一侧的相对两端或底座的对角位置。所述第一装配引导槽c的横截面积自远离所述第三安装卡口a到靠近所述第三安装卡口a的方向上逐渐增大。所述第二装配引导槽d的横截面积自远离所述第四安装卡口b到靠近所述第四安装卡口b的方向上逐渐增大。这样设计，便于引导螺钉顺着第一装配引导槽c和第二装配引导槽d移动并迅速与各自对应的第三安装卡口a和第四安装卡口b相固定。所述第一装配引导槽c和第二装配引导槽d的横截面积分别沿着靠近相应的第三安装卡口a和第四安装卡口b方向逐渐增大，方便安装时盲操作。不需要在光线很差的机柜内用视线艰难寻找安装孔位或者借助于外部光源。壳体一般为塑料等非金属材料制成，第一装配引导槽c和第二装配引导槽d设置于非金属材料的壳体上，生产制作成本低，降低了步进电机驱动器的整体成本。

此外，本发明的第一装配引导槽c和第二装配引导槽d分别置于壳体1’的两侧壁交界处，有效利用步进电机驱动器的结构空间，不增加步进电机驱动器安装尺寸，有效节约客户机柜空间，便于实现设备小型化。可以理解的是，所述第一装配引导槽c可以为圆弧形凹槽结构或圆柱形凹槽结构或棱柱形凹槽结构等。同理，所述第二装配引导槽d也可以为圆弧形凹槽结构或圆柱形凹槽结构或棱柱形凹槽结构等。因此，所述第一装配引导槽c及所述第二装配引导槽d的结构在此不做具体限定。

所述壳体1’包括第一壳体12’及第二壳体13’。所述底座11’设置有第一侧壁111’及第二侧壁112’，所述第一侧壁111’与所述第二侧壁112’相连。所述第一壳体12’设置有第三侧壁121’、第四侧壁122’及第五侧壁123’，所述第四侧壁122’位置相对的两端分别与所述第三侧壁121’及所述第五侧壁123’相连，所述第三侧壁121’及所述第五侧壁123’位置相对设置，所述第四侧壁122’与所述第二侧壁112’位置相对设置。所述第二壳体13’设置有与所述第一侧壁111’位置相对的第六侧壁131’。第三安装卡口a及第四安装卡口b分别设置于所述第一侧壁111’位置相对的两端。

其中，所述壳体1’的左右两侧分别设置有第一装配引导槽c及第二装配引导槽d，所述壳体1’上还设置有用于与底座11’相连的第一安装卡口e，所述底座11’上设置有与所述壳体1’连接的第二安装卡口f、与外部设备连接的第三安装卡口a及第四安装卡口b，所述第一安装卡口e与所述第二安装卡口f的位置相对应，所述第三安装卡口a与所述第一装配引导槽c位置相对应，所述第四安装卡口b与所述第二装配引导槽d的位置相对应。

优选地，所述壳体与所述底座为可拆卸连接，以便于维修。

具体地，所述第一装配引导槽c设置于所述第三侧壁121’与所述第四侧壁122’的连接处，所述第一装配引导槽c与所述第三安装卡口a相连通。所述第二装配引导槽d设置于所述第四侧壁122’与所述第五侧壁123’的连接处，所述第二装配引导槽d与所述第四安装卡口b相连通。

优选地，所述第三安装卡口a为圆形通孔或u形槽或圆弧形槽，所述第四安装卡口b为圆形通孔或u形槽或圆弧形槽。在本发明优选实施例中，所述第三安装卡口a为圆形通孔，所述第四安装卡口b为u形槽，所述u形槽与所述第一侧壁111’的端面相连通。

当将本发明固定于目标物上时，步进电机驱动器采用侧装的安装方式，通常用户安装习惯一般是先在下方打一个螺钉，把步进电机驱动器挂上去，做预定位和承重。位于步进电机驱动器下端的第三安装卡口a或第四安装卡口b设置成u形槽(“u”型口)，非常方便客户套在定位好的螺钉上(相当于步进电机驱动器挂上去)，之后再把上面的螺钉定位和锁紧。步进驱动器上的第三安装卡口a或第四安装卡口b中另一个设置为圆形孔(“o”型口)主要起定位作用，可以更精确的定位。优选地，将上述第三安装卡口a或第四安装卡口b设计到步进电机驱动器侧装时的靠右侧。这样符合大多数人左手握持驱动器，右手操作螺丝刀的使用习惯。通过所述第三安装卡口a及第四安装卡口b的配合，因而不仅便于装配，而且固定于目标物上时较可靠，不易脱落。

在本实施例中，所述底座11’为金属件，所述第一壳体12’及第二壳体13’为塑胶件，因而整体重量轻，便于运输及装配。可以理解是，所述底座11’、第一壳体12’及第二壳体13’的材料在此不做具体限定。

所述第二侧壁112’位置相对的两端端面处均设置有所述第二安装卡口f，所述第一安装卡口e与所述第二安装卡口f的横截面均呈圆形。

所述第一壳体12’盖设在所述底座11’上，并通过插设在所述第一安装卡口e及所述第二安装卡口f的螺栓螺纹紧固连接；所述第一壳体12’的所述第三侧壁121’及所述第五侧壁123’分别与所述底座11’的所述第二侧壁112’位置相对的两端缘相连。所述底座11’与所述第一壳体12’形成有容纳腔，所述第二壳体13’盖设在所述容纳腔的腔口上，所述第一壳体12’和所述第二壳体13’通过扣接口1231’及扣接钩133’扣接相连。具体地，所述第一壳体12’设置有扣接口1231’，所述第二壳体13’设置有扣接钩133’，所述扣接钩133’与所述扣接口1231’扣接相连，以实现所述第二壳体13’与所述第一壳体12’扣接相连。因而，其结构较紧凑，便于装配。此外，第一壳体12’和第二壳体13’还可以为一体成型结构。

所述第四侧壁122’设置有限位插槽124’，所述第二壳体13’设置有与所述限位插槽124’配合的限位凸条132’，所述限位凸条132’插设在所述限位插槽124’内，因而较好地避免所述第二壳体13’与所述第一壳体12’之间形成缝隙，避免外部灰尘等杂物掉入所述容纳腔内。较佳地，所述第三安装卡口a与所述第四安装卡口b均位于所述第三侧壁121’的外壁面所在的平面与所述第五侧壁123’的外壁面所在的平面之间，因而，无需有突出的安装位，不会有凸起，体积小，便于包装及运输。在本实施例中，所述第三安装卡口a及第四安装卡口b位于所述第一侧壁111’的同一侧，因而在安装时便于右手拧螺钉，其符合人体工学，较便于装配。此外，其避免了对角线设置时需要对金属材质的第一壳体12’设置引导槽，导致成本过高的问题。

所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括电路基板14’及绝缘导热件15’，所述电路基板14’设置于所述壳体1’内，即所述电路基板14’位于所述容纳腔内，所述电路基板14’上朝向所述第二侧壁112’的一侧间隔设置有若干个功率管16’。所述绝缘导热件15’设置于所述功率管16’与所述第二侧壁112’之间，所述绝缘导热件15’的位置相对的两侧分别与功率管16’及所述第二侧壁112’相抵持，所述第二侧壁112’为导热金属板。通过所述绝缘导热件15’将若干个功率管16’的热量传导至所述壳体1’上，因而可延长所述功率管16’的使用寿命。在本实施例中，若干个所述功率管16’及所述绝缘导热件15’位于所述电路基板14’的一端，因而其结构较紧凑，便于生产。所述第二侧壁112’背向所述功率管16’的一侧间隔设置有若干个散热鳍片，因而可进一步提高散热效率。

所述电路基板14’上设置有用于与所述第二侧壁112’固定的若干个固定孔141’、设置在所述固定孔141’上的绝缘环17’及固定柱18’。所述固定柱18’贯穿所述固定孔141’及所述绝缘环17’，以将所述电路基板14’固定到所述第二侧壁112’上。通过设置所述绝缘环17’，可较好地避免所述固定柱18’与所述电路基板14’上的电路接触，以导致电路基板14’上的电路短路。在本实施例中，所述绝缘环17’包括插设于所述固定孔141’内的固定部171’及位于所述固定孔141’外的限位部172’，所述限位部172’的横截面积大于所述固定部171’的横截面积，因而便于装配。

所述接口单元21a’包括：编码器接口单元23’和通讯接口单元22’。所述电源接口单元31、绕组接口单元32、编码器接口单元23’、i/o接口单元33和通讯接口单元22’依次设置于壳体1’的一侧。所述usb接口29设置于所述壳体1’的任一侧壁上，用于调整驱动参数、地址以及观察驱动器状态。所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器还包括拨码开关单元15，其中，所述拨码开关单元15包括用于设置驱动器地址的拨码开关，所述拨码开关与所述usb接口29均设置于所述壳体1’的同一侧壁或相邻侧壁上。所述编码器接口单元23’与所述编码器反馈电路14相连。

在本发明的一个实施例中，通讯接口单元22’位于所述i/o接口单元33第一端，编码器接口单元23’位于所述i/o接口单元33的第二端，因而使用时外部导线不容易缠绕，便于用户使用，用户体验好。所述i/o接口单元33的端子数量大于10位，所述i/o接口单元33的端子与一连接件20’连接，并呈双排相对排列，即所述i/o接口单元33的端子排成两排，其中的一排所述端子与另一排所述端子一一对应设置，所述i/o接口单元33通过所述连接件20’与外部设备相连。通过设置所述连接件20’，因而便于与信号线连接，较便于用户使用。

可以理解的是，所述通讯接口单元22’及所述编码器接口单元23’可以与所述i/o接口单元33相接触或者间隔预设距离，在此不做具体限定。在本实施例中，所述通讯接口单元22’与所述编码器接口单元23’分别位于所述i/o接口单元33位置相对的两端。所述i/o接口单元33用于输入或/和输出控制信号，所述通讯接口单元22’用于与外部总线连接，所述编码器接口单元23’用于与步进电机电连接以获取步进电机的位置信息。其中，所述带有抱闸驱动的步进电机驱动器也称为混合伺服驱动器、步进伺服驱动器等，其特点是：利用闭环控制原理，来驱动带位置反馈的步进电机。通讯接口单元22’为rj45接口，采用的通信协议包括ethercat协议、rtex协议、canopen协议中的一种或几种。

所述壳体1’的第六侧壁131’上设置有与所述接口单元21a’相匹配的至少一个第一接口通孔21b’，所述接口单元21a’至少部分位于所述第一接口通孔21b’内。

优选地，所述绕组接口单元32位于所述编码器接口单元23’的背离所述i/o接口单元33的一侧，所述绕组接口单元32用于与电机电连接以驱动电机。所述绕组接口单元32与所述编码器接口单元23’间隔预定距离，因而不仅避免所述绕组接口单元32与所述编码器接口单元23’之间的信号相互干扰，而且便于用户使用。较佳地，所述绕组接口单元32与所述编码器接口单元23’间隔1-2.5mm。在本实施例中，所述绕组接口单元32与所述编码器接口单元23’间隔1.5mm。可以理解的是，所述绕组接口单元32与所述编码器接口单元23’间隔距离在此不做具体限定，所述电源接口单元31位于所述绕组接口单元32远离所述i/o接口单元33的一侧，即将所述绕组接口单元32与所述电源接口单元31设置在所述壳体1’的一端，因而便于连接外部电源。

由于所述显示单元17位于所述通讯接口单元22’的背离所述i/o接口单元33的一侧，因而较好地避免外部导线的阻挡，从而便于用户观察本发明的工作状态。为了更好地避免与本发明相连的导线相互缠绕，便于用户使用，所述显示单元17、所述通讯接口单元22’、所述i/o接口单元33、所述编码器接口单元23’、所述绕组接口单元32及所述电源接口单元31依次呈线性设于所述壳体1’的第六侧壁131’上，也就是说，所述显示单元17、所述通讯接口单元22’、所述i/o接口单元33、所述编码器接口单元23’、所述绕组接口单元32及所述电源接口单元31位于同一直线上，因而较便于用户使用。

优选地，所述第一壳体上的主面的相邻面也即所述壳体1’的第三侧壁121’上设置有与所述拨码开关单元15相匹配的第二接口通孔27a，所述拨码开关单元15至少部分位于所述第二接口通孔27a内。所述第二接口通孔27a与usb接口29和拨码开关相匹配。

进一步地，所述拨码开关单元15设置于所述壳体1’的第三侧壁121’上。所述usb接口29也设置于所述壳体1’的第三侧壁121’上，并与所述拨码开关单元15间隔预设距离设置。由于所述拨码开关单元15及所述usb接口29均设置在所述第三侧壁121’上，因而便于维护及使用。

优选地，所述连接件20’包括插头201’和接线孔202’，所述插头201’与所述i/o接口单元33的端子相适配，所述接线孔202’与信号线连接。较佳地，所述连接件20’还包括对应每个接线孔202’设置的弹性按压件203’。使用时，先将所述信号线插设在所述接线孔202’内，然后按压所述弹性按压件203’，从而使所述弹性按压件203’夹持在所述信号线上，以使信号线与所述连接件20’紧密相连，因而较便于连接所述信号线。

实施例6

本发明还公开了一种驱动装置，包括：电机及上述实施例1至实施例5任一项所述的带有抱闸驱动的步进电机驱动器。由于本实施例所述的带有抱闸驱动的步进电机驱动器与上述实施例1至实施例5任一项所述的带有抱闸驱动的步进电机驱动器的结构相同，因此，也具备相同的技术效果。

实施例7

本发明还公开了一种自动化设备，包括：上述实施例6所述的驱动装置。由于本实施例所述的驱动装置与上述实施例6所述的驱动装置的结构相同，因此，也具备相同的技术效果。

以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了详细说明，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，此外本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的对象。综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。