本發(fā)明涉及清潔機器人領(lǐng)域,尤指一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器。
背景技術(shù):
無人駕駛汽車是一種智能汽車,也可以稱之為輪式移動機器人,主要依靠車內(nèi)的以計算機系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實現(xiàn)無人駕駛。
無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境,自動規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境,并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息,控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度,從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。集自動控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺計算等眾多技術(shù)于一體,是計算機科學(xué)、模式識別和智能控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物,也是衡量一個國家科研實力和工業(yè)水平的一個重要標(biāo)志,在國防和國民經(jīng)濟領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
無人駕駛清潔車作為一種新型的清潔設(shè)備,對于清潔環(huán)境的復(fù)雜性和無人清掃的安全性,該類清潔設(shè)備裝備了大量的傳感器以及安全保護(hù)措施,用于環(huán)境的識別和異常情況的處理。但這無形中增加了底層驅(qū)動硬件的復(fù)雜性,對于擁有多電機控制的清潔設(shè)備來說,底層驅(qū)動有待進(jìn)一步的研發(fā)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器目的是為了避免無人駕駛清潔車多電機控制的復(fù)雜性,而提供的一種用于無人駕駛清潔的多電機控制器,可以使無人駕駛清潔車的電機相關(guān)器件的控制更加方便高效。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器,包括:
處理模塊。
左右輪電機驅(qū)動模塊,與所述處理模塊電連接,所述左右輪電機驅(qū)動模塊包括一個雙電機驅(qū)動電路,用于驅(qū)動清潔車的左輪電機及右輪電機;
刷盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊,與所述處理模塊電連接,所述刷盤吸力泵電機驅(qū)動模塊包括一個雙電機驅(qū)動電路,用于驅(qū)動清潔車的刷盤電機及吸力泵電機;
左右輪剎車驅(qū)動模塊,與所述處理模塊電連接,所述左右輪剎車驅(qū)動模塊包括剎車驅(qū)動電路,用于驅(qū)動左右輪剎車;
所述處理模塊用于輸出信號分別給所述刷盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊、所述左右輪電機驅(qū)動模塊;控制無人駕駛清潔車正常運轉(zhuǎn);
電源模塊,分別與所述處理器模塊,所述刷盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊、所述左右輪電機驅(qū)動模塊電連接,用于分別給與所述處理器模塊,所述刷盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊、所述左右輪電機驅(qū)動模塊提供電源。
在本案中,一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器,它包括:電源電路,用于管理電機驅(qū)動模塊電源通、斷,處理器電路,接收來自主機SPI控制信號并處理后,發(fā)送驅(qū)動信號控制驅(qū)動電路;驅(qū)動電路,與上述FGPA驅(qū)動處理電路相連,有刷盤電機驅(qū)動電路、左右輪電機驅(qū)動電路、吸力泵電機驅(qū)動電路、剎車驅(qū)動電路、絕對編碼器驅(qū)動電路;驅(qū)動模塊管理電路,一直處于供電狀態(tài),接收來自多電機驅(qū)動模塊、電源管理電路的反饋信息。本實用新型設(shè)計合理,結(jié)構(gòu)層次分明,控制安全可靠高效,驅(qū)動參數(shù)可自動配置,硬件可裁剪,支持驅(qū)動狀態(tài)實時上報。本實用新型適用于無人駕駛清潔車的各種工作環(huán)境,可自由配置控制器中各個器件驅(qū)動電路的控制方式,為各種無人駕駛清潔車的開發(fā)提供了極大的便利,縮短的產(chǎn)品開發(fā)的周期。
進(jìn)一步優(yōu)選的,還包括:
Flash模塊,與所述處理器模塊電連接,用于
絕對編碼器驅(qū)動模塊,分別與所述處理器模塊、電源模塊電連接,用于
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述雙電機驅(qū)動電路包括:
一個雙H橋驅(qū)動芯片、和兩組H橋晶體管開關(guān)組成,其中每組H橋晶體管開關(guān)包含4個N溝道的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管;所述雙H橋驅(qū)動 芯片的兩個H橋的輸出分別與所述兩組H橋晶體管開關(guān)電連接;
所述兩組H橋晶體管開關(guān)用于分別驅(qū)動所述左輪/右輪電機或所述刷盤/吸力泵電機的信號輸出。
進(jìn)一步優(yōu)選的,
所述雙H橋驅(qū)動芯片型號為DRV8704,N溝道的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的型號為CDS19532;其中芯片DRV8704各管腳與器件之間的連接關(guān)系為:接引腳VM為36V電機電源,兩個H橋的輸入AIN1/AIN2和BIN1/BIN2均與所述處理模塊電連接,第一H橋的輸出與第一組H橋晶體管開關(guān)的連接關(guān)系為:電機電源接第一臂第一晶體管Q1、第二臂第一晶體管Q3的源極,第一H橋第一臂第一控制信號A1HS接第一臂第一晶體管Q1的柵極、第一H橋第一臂第二控制信號A1LS接第一臂第二晶體管Q2的柵極、第一H橋第二臂第一控制信號A2HS接第二臂第一晶體管Q3的柵極、第一H橋第二臂第二控制信號A2LS接第二臂第二晶體管Q4的柵極,第一H橋第一臂輸出信號AO1接晶體管Q1的源極和第一臂第二晶體管Q2的漏極、并接到第一電機的第一輸出接口S1,第一H橋第二臂輸出信號AO2接第二臂第一晶體管Q3的源極和第二臂第二晶體管Q4的漏極、并接到第一電機的第二輸出接口S1;第二H橋的第一臂第一控制信號B1HS、第一臂第二控制信號B1LS、第一臂輸出信號BO1、第二臂第一控制信號B2HS、第二臂第二控制信號B2LS、第二臂輸出信號BO2,與第二組H橋晶體管開關(guān)的第一臂第一晶體管Q5、第一臂第二晶體管Q6、第二臂第一晶體管Q7、第二臂第二晶體管Q8,也進(jìn)行對應(yīng)的連接,并接到第二電機的第一輸出接口S3、第二電機的第二輸出接口S4;
所述第一H橋、第二H橋分別指所述左輪/右輪電機或所述刷盤/吸力泵電機。
進(jìn)一步優(yōu)選的。
所述剎車驅(qū)動電路包括2個N型的晶體管和2個二極管;
N型的晶體管型號為2N2148;
所述晶體管Q17的源極與二極管D10的陽極電連接,所述晶體管Q18的源極與二極管D11的陽極電連接;在所述晶體管Q17的源極與所述二極管D10 的陽極之間設(shè)置第一輸出端,用于控制左輪的剎車狀態(tài),在所述晶體管Q18的源極與所述二極管D11的陽極之間設(shè)置第二輸出端,用于控制右輪的剎車狀態(tài);所述二極管D10和所述D11的陰極分別與36V電源相連接;所述晶體管Q17和Q18的漏極與GND電連接;所述晶體管Q17的柵極用于接收輸入高低平控制剎車的閉合和打開狀態(tài),所述晶體管Q18的柵極用于接收輸入高低平控制剎車的閉合和打開狀態(tài)。
進(jìn)一步優(yōu)選的,
所述電源電路包括降壓電源電路和分壓電源電路;
所述降壓電源電路包括降壓轉(zhuǎn)換芯片、3個二極管、1個電感器;
所述降壓轉(zhuǎn)換芯片型號為LMR14050;
所述電源電路包括降壓電源電路與元器件的連接關(guān)系為:所述降壓轉(zhuǎn)換芯片EN與二極管D8的陰極電連接,SW與電感L4的一端相連,電感L4的另一端輸出第一電壓值;同時SW分別與二極管D6和二極管D7的陰極并接。
進(jìn)一步優(yōu)選的,
所述分壓電源電路包括2個穩(wěn)壓芯片;
所述穩(wěn)壓芯片的型號為SGM2300;所述穩(wěn)壓芯片U9和穩(wěn)壓芯片U10的VIN端輸入所述第一電壓值;所述穩(wěn)壓芯片U9的VOUT端輸出第二電壓值;所述穩(wěn)壓芯片U9的VOUT端輸出第三電壓值。
進(jìn)一步優(yōu)選的,
所述絕對編碼器驅(qū)動模塊包括絕對編碼器驅(qū)動電路,包括1個N型的晶體管,型號為2N214;
所述晶體管Q19的源極與二極管D12的陽極電連接,在所述晶體管Q19的源極與所述二極管D12的陽極之間設(shè)置第三輸出端;用于輸出信號到所述編碼器,所述晶體管Q19的柵極用于接收輸入高低平。
進(jìn)一步優(yōu)選的,
所述處理模塊的處理器電路包括芯片EP4CE6F17C8N。
通過本發(fā)明提供的一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器,能夠帶來以下至少一種有益效果:
1.設(shè)計合理,結(jié)構(gòu)層次分明,控制安全可靠高效,驅(qū)動參數(shù)可自動配置,硬件可裁剪,支持驅(qū)動狀態(tài)實時上報。本發(fā)明適用于無人駕駛清潔車的各種工作環(huán)境,可自由配置控制器中各個器件驅(qū)動電路的控制方式,為各種無人駕駛清潔車的開發(fā)提供了極大的便利,縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期。
2.采用的FPGA核心運行頻率可以達(dá)到幾百兆,使得該控制器可以高效處理來自編碼器脈沖值,高速的進(jìn)行SPI通訊信息、更快的響應(yīng)驅(qū)動電路異常和故障。
3.驅(qū)動電路采用新型的雙橋電機驅(qū)動器,有過流、過溫、短路保護(hù),支持8~52V電壓輸入,芯片集成SPI接口,通過兩片該IC就可以搭建電機驅(qū)動、刷盤電機驅(qū)動、吸力泵電機驅(qū)動,兩片DRV8704上的通信接口CS0、CS1、SCLK、SDO、SDI與FPGA通信,通過FPGA可以配置這些IC的輸出電流,接受這些IC發(fā)送的異常信息。
4.剎車器,絕對編碼器直接集成在控制器中,剎車能夠更快的響應(yīng),速度直接由FPGA計算出,速度計算更加的精確,直接通過FPGA控制對比于傳統(tǒng)的單片機的控制節(jié)省了任務(wù)切換、調(diào)度的時間和CPU中斷處理的時間。
附圖說明
下面將以明確易懂的方式,結(jié)合附圖說明優(yōu)選實施方式,對一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點及其實現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明用于無人駕駛清潔車的多電機控制器一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明用于無人駕駛清潔車的多電機控制器另一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明無人駕駛清潔車的左右輪電機驅(qū)動實施例的示意圖;
圖4是無人駕駛清潔車的刷盤電機及吸力泵電機驅(qū)動實施例的示意圖;
圖5是本發(fā)明無人駕駛清潔車的左右輪剎車驅(qū)動實施例示意圖;
圖6是本發(fā)明無人駕駛清潔車的多電機控制器降壓電源實施例示意圖;
圖7是本發(fā)明無人駕駛清潔車的多電機控制器分壓電源實施例示意圖;
圖8是本發(fā)明無人駕駛清潔車的編碼器驅(qū)動實施例示意圖;
圖9是本發(fā)明無人駕駛清潔車的多電機控制器又一實施例示意圖。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖,并獲得其他的實施方式。
為使圖面簡潔,各圖中只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分,它們并不代表其作為產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)。另外,以使圖面簡潔便于理解,在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件,僅示意性地繪示了其中的一個,或僅標(biāo)出了其中的一個。在本文中,“一個”不僅表示“僅此一個”,也可以表示“多于一個”的情形。
在本發(fā)明一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器的一個實施例中,參考圖1,包括:
處理模塊1。
左右輪電機驅(qū)動模塊2,與所述處理模1塊電連接,所述左右輪電機驅(qū)動模塊2包括一個雙電機驅(qū)動電路,用于驅(qū)動清潔車的左輪電機及右輪電機;
刷盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊3,與所述處理模塊1電連接,所述刷盤吸力泵電機驅(qū)動模塊3包括一個雙電機驅(qū)動電路,用于驅(qū)動清潔車的刷盤電機及吸力泵電機;
左右輪剎車驅(qū)動模塊4,與所述處理模塊1電連接,所述左右輪剎車驅(qū)動模塊4包括剎車驅(qū)動電路,用于驅(qū)動左右輪剎車;
所述處理模塊1用于輸出信號分別給所述刷盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊3、所述左右輪電機驅(qū)動模塊4;控制無人駕駛清潔車正常運轉(zhuǎn);
電源模塊7,分別與所述處理器模塊1,所述刷盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊3、所述左右輪電機驅(qū)動模塊2電連接,用于分別給與所述處理器模塊1,所述刷 盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊3、所述左右輪電機驅(qū)動模塊2提供電源。
具體的,在本實施例中參考圖1,主要由5個模塊組成,每個模塊都有相應(yīng)的電路進(jìn)行支撐,電源模塊7是整個控制系統(tǒng)的供電模塊,通過對無人駕駛清潔車的總電源進(jìn)行降溫穩(wěn)壓,分配給相應(yīng)電路的驅(qū)動芯片,由于不同型號的芯片的供電電壓不同;首先處理器模塊1發(fā)送驅(qū)動信號給左右輪電機驅(qū)動模塊2的驅(qū)動電路,使清潔車進(jìn)入正常的行駛狀態(tài),當(dāng)進(jìn)入工作狀態(tài)時,系統(tǒng)檢測到障礙物時,或者路徑轉(zhuǎn)彎,或者是需要減速等相應(yīng)的動作時,處理器模塊1控制左右剎車驅(qū)動模塊4的驅(qū)動電路發(fā)出相應(yīng)的信號,是清潔車減速行駛或者進(jìn)入停車狀態(tài);當(dāng)進(jìn)入清掃路段或者檢測到帶清掃物時,控制器模塊1發(fā)送控制信息給刷盤及吸力泵電機驅(qū)動模塊3的驅(qū)動電路開始清掃工作,處理器模塊1在整個控制系統(tǒng)中指揮著各個模塊有序的進(jìn)行工作。
優(yōu)選的,參考圖2所示,還包括:
Flash模塊6,與所述處理器1模塊電連接,用于FPGA的在線遠(yuǎn)程升級;
絕對編碼器驅(qū)動模塊5,分別與所述處理器模塊1、電源模塊7電連接,用于車輪行走速度的采集,便于無人駕駛清潔車。
具體的,在本實施例中,一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器,包括處理器電路、外部flash電路、左右輪電機驅(qū)動電路、刷盤電機驅(qū)動電路、吸力泵電機驅(qū)動電路、剎車驅(qū)動電路、絕對編碼器驅(qū)動電路,電源電路為整個控制器供電并外接電源管理模塊,通過SPI與外部主機通信,處理器電路通過SPI總線與外部flash電路連接,處理器電路通過PWM信號和SPI總線分別與左右輪電機驅(qū)動電路、刷盤電機驅(qū)動電路、吸力泵電機相連;處理器電路與剎車驅(qū)動電路、絕對編碼器驅(qū)動電路相連。
在本發(fā)明一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器的一個實施例中,結(jié)合圖2、圖3和圖4;
所述雙電機驅(qū)動電路包括:
一個雙H橋驅(qū)動芯片、和兩組H橋晶體管開關(guān)組成,其中每組H橋晶體管開關(guān)包含4個N溝道的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管;所述雙H橋驅(qū)動芯片的兩個H橋的輸出分別與所述兩組H橋晶體管開關(guān)電連接;
所述兩組H橋晶體管開關(guān)用于分別驅(qū)動所述左輪/右輪電機或所述刷盤/吸力泵電機的信號輸出。
優(yōu)選的,所述雙H橋驅(qū)動芯片型號為DRV8704,N溝道的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的型號為CDS19532;其中芯片DRV8704各管腳與器件之間的連接關(guān)系為:接引腳VM為電機電源,兩個H橋的輸入AIN1/AIN2和BIN1/BIN2均與所述處理模塊電連接,第一H橋的輸出與第一組H橋晶體管開關(guān)的連接關(guān)系為:電機電源接第一臂第一晶體管Q1、第二臂第一晶體管Q3的源極,第一H橋第一臂第一控制信號A1HS接第一臂第一晶體管Q1的柵極、第一H橋第一臂第二控制信號A1LS接第一臂第二晶體管Q2的柵極、第一H橋第二臂第一控制信號A2HS接第二臂第一晶體管Q3的柵極、第一H橋第二臂第二控制信號A2LS接第二臂第二晶體管Q4的柵極,第一H橋第一臂輸出信號AO1接晶體管Q1的源極和第一臂第二晶體管Q2的漏極、并接到第一電機的第一輸出接口S1,第一H橋第二臂輸出信號AO2接第二臂第一晶體管Q3的源極和第二臂第二晶體管Q4的漏極、并接到第一電機的第二輸出接口S1;第二H橋的第一臂第一控制信號B1HS、第一臂第二控制信號B1LS、第一臂輸出信號BO1、第二臂第一控制信號B2HS、第二臂第二控制信號B2LS、第二臂輸出信號BO2,與第二組H橋晶體管開關(guān)的第一臂第一晶體管Q5、第一臂第二晶體管Q6、第二臂第一晶體管Q7、第二臂第二晶體管Q8,也進(jìn)行對應(yīng)的連接,并接到第二電機的第一輸出接口S3、第二電機的第二輸出接口S4;
所述第一H橋、第二H橋分別指所述左輪/右輪電機或所述刷盤/吸力泵電機。
參考圖3,在本實施中,該清潔車的左輪驅(qū)動電機和右輪驅(qū)動電機的驅(qū)動電路是由一個驅(qū)動芯片和8個N通道NexFETTM功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET,型號CDS19532)構(gòu)成;驅(qū)動芯片為DRV8704,該芯片為雙通道H橋PWM柵極驅(qū)動器。
具體的,在本實施例中,參考圖3,在電路圖中驅(qū)動芯片型號為DRV8704,即為U1,晶體管的型號為CDS19532;其中芯片DRV8704各管腳與器件之間的連接關(guān)系為:36V的電源輸入接引腳VM,36V接晶體管Q1、晶體管Q3、 晶體管Q5、晶體管Q7的源極,AIN1和AIN2與所述處理模塊電連接,BIN1和BIN2與所述處理模塊電連接。A1HS接晶體管Q1的柵極、A1LS接晶體管Q2的柵極、A2HS接Q3的柵極、A2LS接Q4的柵極,AO1接晶體管Q1的源極和晶體管Q2的漏極,AO2接晶體管Q3的源極和晶體管Q4的漏極,另外,晶體管Q1的源極和晶體管Q2的漏極接到所述刷盤電機輸出接口S1,晶體管Q3的源極和晶體管Q4的漏極接到所述刷盤電機輸出接口S2;B1HS接晶體管Q5柵極、B1LS接晶體管Q6的柵極、B2HS接晶體管Q7的柵極、B2LS接晶體管Q8的柵極;BO1接晶體管Q5的源極和晶體管Q6的漏極,BO2接晶體管Q7的源極和Q8的漏極,晶體管Q6的源極和Q7的漏極接到所述吸力泵電機輸出接口S3,晶體管Q7的源極和晶體管Q8的漏極接到所述吸力泵電機輸出接口S4。晶體管Q1、晶體管Q2、晶體管Q3、晶體管Q4用于驅(qū)動所述左輪電機;晶體管Q5、晶體管Q6、晶體管Q7、晶體管Q8用于驅(qū)動所述右輪電機。
在本發(fā)明一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器的一個實施例中,參考圖4,該清潔車的刷盤驅(qū)動電機和吸力泵驅(qū)動電機的驅(qū)動電路是由一個驅(qū)動芯片和8個N通道NexFETTM功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET,型號CDS19532)構(gòu)成;
在本實施例中用于實現(xiàn)驅(qū)動刷盤電機和吸力泵電機的信號輸出,參考圖4,驅(qū)動芯片型號為DRV8704,即為U5,晶體管的型號為CDS19532;其中芯片DRV8704各管腳與器件之間的連接關(guān)系為:36V的電源輸入接引腳VM,36V接晶體管Q9、晶體管Q11、晶體管Q13、晶體管Q15的源極,AIN1和AIN2與所述處理模塊電連接,BIN1和BIN2與所述處理模塊電連接,A1HS接晶體管Q9的柵極、A1LS接晶體管Q10的柵極、A2HS接晶體管Q11的柵極、A2LS接晶體管Q12的柵極,AO1接晶體管Q9的源極和晶體管Q10的漏極,AO2接晶體管Q11的源極和晶體管Q12的漏極,另外,晶體管Q9的源極和晶體管Q10的漏極接到所述刷盤電機輸出接口S5,晶體管Q11的源極和晶體管Q12的漏極接到所述刷盤電機輸出接口S6;B1HS接晶體管Q13柵極、B1LS接晶體管Q14的柵極、B2HS接晶體管Q15的柵極、B2LS接晶體管Q16的柵極;BO1接晶體管Q13的源極和晶體管Q14的漏極,BO2接晶體管Q15的源極和 晶體管Q16的漏極,晶體管Q14的源極和晶體管Q15的漏極接到所述吸力泵電機輸出接口S7,晶體管Q15的源極和晶體管Q16的漏極接到所述吸力泵電機輸出接口S8;
晶體管Q9、晶體管Q10、晶體管Q11、晶體管Q12用于驅(qū)動所述刷盤電機;晶體管Q13、晶體管Q14、晶體管Q15、晶體管Q16用于驅(qū)動所述吸力泵電機。
在本發(fā)明還提供一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器的一個實施例中,參考圖5,
所述剎車驅(qū)動電路包括2個N型的晶體管和2個二極管;
N型的晶體管型號為2N2148;
所述晶體管Q17的源極與二極管D10的陽極電連接,所述晶體管Q18的源極與二極管D11的陽極電連接;在所述晶體管Q17的源極與所述二極管D10的陽極之間設(shè)置第一輸出端,用于控制左輪的剎車狀態(tài),在所述晶體管Q18的源極與所述二極管D11的陽極之間設(shè)置第二輸出端,用于控制右輪的剎車狀態(tài);所述二極管D10和所述D11的陰極分別與36V電源相連接;所述晶體管Q17和Q18的漏極與GND電連接;所述晶體管Q17的柵極用于接收輸入高低平控制剎車的閉合和打開狀態(tài),所述晶體管Q18的柵極用于接收輸入高低平控制剎車的閉合和打開狀態(tài)。
具體的,本實施例中,剎車驅(qū)動電路是清潔車必備的系統(tǒng),當(dāng)遇到障礙物,或者設(shè)定清掃定點、或者傳感器探測到緊急狀況發(fā)生時,傳感器接收到信號,經(jīng)過解析、濾波放大等將信號發(fā)送處理器電路,處理器發(fā)送信號給剎車驅(qū)動電路,執(zhí)行剎車命令。
在本發(fā)明還提供一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器的一個實施例中,參考圖6,
優(yōu)選的,所述電源電路包括降壓電源電路和分壓電源電路;
所述降壓電源電路包括降壓轉(zhuǎn)換芯片、3個二極管、1個電感器;
所述降壓轉(zhuǎn)換芯片型號為LMR14050;
所述電源電路包括降壓電源電路與元器件的連接關(guān)系為:所述降壓轉(zhuǎn)換芯 片EN與二極管D8的陰極電連接,SW與電感L4的一端相連,電感L4的另一端輸出第一電壓值;同時SW分別與二極管D6和二極管D7的陰極并接。
具體的,在本實施例中,電源是整個無人駕駛清潔車的多電機控制器系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的源動力;由于在正常工作中,每個元器件以及芯片工作電壓不同,所以將電源電壓采取降壓,經(jīng)過降壓穩(wěn)定在提供給其他電路。有控制器控制U4的使能端;經(jīng)過濾波電容和去耦電容C36、C37和C45,經(jīng)過降壓穩(wěn)壓器LMR14050降壓至12V,經(jīng)過并穩(wěn)壓二極管D6、D7,經(jīng)過濾波電感L4輸出12V-OUT。
LMR14050器件是一款具有集成型高側(cè)MOSFET的40V、5A降壓穩(wěn)壓器。該器件具有4V至40V的寬輸入電壓范圍。適用于從工業(yè)到汽車各類應(yīng)用中非穩(wěn)壓電源的電源調(diào)節(jié)。該穩(wěn)壓器在休眠模式下的靜態(tài)電流為40μA,非常適合電池供電類系統(tǒng)。并且在關(guān)斷模式下具有1μA的超低電流,可進(jìn)一步延長電池使用壽命。該穩(wěn)壓器的可調(diào)開關(guān)頻率范圍較寬,這使得效率或外部元件尺寸能夠得到優(yōu)化。內(nèi)部環(huán)路補償意味著用戶不用承擔(dān)設(shè)計環(huán)路補償組件的枯燥工作。并且還能夠以最大限度減少器件的外部元件數(shù)。精密使能輸入簡化了穩(wěn)壓器控制和系統(tǒng)電源排序。此外,該器件還內(nèi)置多種保護(hù)特性:逐周期電流限制保護(hù)、應(yīng)對功耗過大的熱感測和熱關(guān)斷保護(hù)、以及輸出過壓保護(hù)。
在本發(fā)明一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器的一個實施例中,參考圖7,
優(yōu)選的,所述分壓電源電路包括2個穩(wěn)壓芯片;
所述穩(wěn)壓芯片的型號為SGM2300;所述穩(wěn)壓芯片U9和穩(wěn)壓芯片U10的VIN端輸入所述第一電壓值;所述穩(wěn)壓芯片U9的VOUT端輸出第二電壓值;所述穩(wěn)壓芯片U9的VOUT端輸出第三電壓值。
具體的,在本實施例中,由于每個芯片的工作電壓不同,需要將圖6輸出12V作為圖7的輸入電壓再次降成不同的電壓值一路是3.3V,一路是5V;引入圖6的12V-OUT,經(jīng)過12V-IN輸入到兩片SGM2300芯片,經(jīng)過線性穩(wěn)壓后,分別輸出VCC_3.3V、VCC3V3A和VCC-5V,使整個多電機控制器中芯片有一個穩(wěn)定的3.3V和5V電源。
在本發(fā)明一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器的一個實施例中,參考圖8,
優(yōu)選的,所述絕對編碼器驅(qū)動模塊包括絕對編碼器驅(qū)動電路,包括1個N型的晶體管,型號為2N2148;
所述晶體管Q19的源極與二極管D12的陽極電連接,在所述晶體管Q19的源極與所述二極管D12的陽極之間設(shè)置第三輸出端;用于輸出信號到所述編碼器,所述晶體管Q19的柵極用于接收輸入高低平。
具體的,AB_encoder_ON接Q19柵極1,Q9源極2接GND,Q19漏極3接二極管D12正極,D12負(fù)極接5V,Q19經(jīng)過AB_encoder_OUT輸出到編碼器。通過AB_encoder_ON的電平高低控制編碼器是否工作。
優(yōu)選的,所述處理模塊的處理器電路包括芯片EP4CE6F17C8N。
具體的,參考圖9,處理模塊的處理器電路是本發(fā)明系統(tǒng)主城的核心,由處理器控制每一個電路的信號的收發(fā),以使得整個系統(tǒng)正常無誤的運轉(zhuǎn),當(dāng)遇到突發(fā)情況時,得到及時的解決。驅(qū)動電路采用新型的雙橋電機驅(qū)動器,有過流、過溫、短路保護(hù),支持8~52V電壓輸入,芯片集成SPI接口,通過兩片該IC就可以搭建電機驅(qū)動、刷盤電機驅(qū)動、吸力泵電機驅(qū)動,DRV8704上的通信接口CS0、CS1、SCLK、SDO、SDI與FPGA通信,通過FPGA可以配置這些IC的輸出電流,接受這些IC發(fā)送的異常信息。
在本發(fā)明一種用于無人駕駛清潔車的多電機控制器,它包括:電源電路,用于管理電機驅(qū)動模塊電源通、斷,處理器電路,接收來自主機SPI(是串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫。SPI,是一種高速的,全雙工,同步的通信總線,)控制信號并處理后,發(fā)送驅(qū)動信號控制驅(qū)動電路;驅(qū)動電路,與FGPA(Field-Programmable Gate Array,即現(xiàn)場可編程門陣列)驅(qū)動處理電路相連,有刷盤電機驅(qū)動電路、左右輪電機驅(qū)動電路、吸力泵電機驅(qū)動電路、剎車驅(qū)動電路、絕對編碼器驅(qū)動電路;驅(qū)動模塊管理電路,一直處于供電狀態(tài),接收來自多電機驅(qū)動模塊、電源管理電路的反饋信息。本發(fā)明設(shè)計合理,結(jié)構(gòu)層次分明,控制安全可靠高效,驅(qū)動參數(shù)可自動配置,硬件可裁剪,支持驅(qū)動狀態(tài)實時上報。本發(fā)明適用于無人駕駛清潔車的各種工作環(huán)境,可自由配 置控制器中各個器件驅(qū)動電路的控制方式,為各種無人駕駛清潔車的開發(fā)提供了極大的便利,縮短的產(chǎn)品開發(fā)的周期。
應(yīng)當(dāng)說明的是,上述實施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。