全文摘要
传统的机器人关节需要大量的连接线，比如电源线和控制信号线等。机器人关节处，往往需要通过电线进行电能和信号的传输和控制，这些连接线造成关节直接连接和连动受限制。这样限制了机器人的关节的自由灵活度。本实用新型提出一种用于机器人关节的连接器，包括外壳，外壳的内部设有MCU，电机驱动模块，光耦单元和逆变单元，光耦单元包括第一光耦器件和第二光耦器件，MCU、电机驱动模块、第一光耦器件和用于驱动关节的电机依次相连，第一光耦器件作为驱动信号的传输介质，用于驱动关节的电机、第二光耦器件和MCU依次相连，第二光耦器件作为反馈信号的传输介质，逆变单元用于逆变。逆变单元包括逆变电路，逆变电路中使用的器件包括SG3525和IR2110。
主设计要求
1.一种用于机器人关节的连接器，其特征在于，包括外壳，外壳的内部设有电机驱动模块，光耦单元和逆变单元，光耦单元包括第一光耦器件和第二光耦器件，用于控制关节的控制器、电机驱动模块、第一光耦器件和用于驱动关节的电机依次相连，第一光耦器件作为驱动信号的传输介质，用于驱动关节的电机、第二光耦器件和用于控制关节的控制器依次相连，第二光耦器件作为反馈信号的传输介质，逆变单元独立的位于外壳内，用于逆变。
设计方案
1.一种用于机器人关节的连接器，其特征在于，包括外壳，外壳的内部设有电机驱动模块，光耦单元和逆变单元，光耦单元包括第一光耦器件和第二光耦器件，用于控制关节的控制器、电机驱动模块、第一光耦器件和用于驱动关节的电机依次相连，第一光耦器件作为驱动信号的传输介质，用于驱动关节的电机、第二光耦器件和用于控制关节的控制器依次相连，第二光耦器件作为反馈信号的传输介质，逆变单元独立的位于外壳内，用于逆变。
2.如权利要求1所述一种用于机器人关节的连接器，其特征在于，逆变单元包括逆变电路，逆变电路中使用的器件包括SG3525和IR2110。
3.如权利要求2所述一种用于机器人关节的连接器，其特征在于，逆变电路包括第一元器件单元、第二元器件单元、第三元器件单元、第四元器件单元，每个元器件单元包括一个NPN三极管、一个PNP三级管和两个二极管，两个三级管的基极相连，连接点设为A，两个三极管的发射极相连，连接点设为B，两个二极管串联后并联在两个三极管的集电极。
4.如权利要求3所述一种用于机器人关节的连接器，其特征在于，每个元器件单元中NPN三极管的集电极相连。
5.如权利要求4所述一种用于机器人关节的连接器，其特征在于，第一元器件单元、第四元器件单元中两个连接点A相连，第二元器件单元、第三元器件单元中两个连接点A相连后与SG3525的OUTB引脚相连。
6.如权利要求5所述一种用于机器人关节的连接器，其特征在于，逆变电路包括四个MOS管，每个MOS管的D极和S极之间并联一个二极管。
7.如权利要求6所述一种用于机器人关节的连接器，其特征在于，逆变电路中包括两个IR2110，
第一IR2110的VS引脚与第一元器件单元中的连接点B相连，第一IR2110的HD引脚与第二元器件单元中的连接点B相连，第一IR2110的LO引脚与第一MOS管的G极相连，第一IR2110的VCC引脚与第一MOS管的S极相连，第一IR2110的HIN引脚与第二MOS管的G极相连，第一IR2110的VDD引脚与第二MOS管的S极相连；
第二IR2110的VS引脚与第三元器件单元中的连接点B相连，第二IR2110的HD引脚与第四元器件单元中的连接点B相连，第二IR2110的LO引脚与第三MOS管的G极相连，第二IR2110的VCC引脚与第三MOS管的S极相连，第二IR2110的HIN引脚与第四MOS管的G极相连，第二IR2110的VDD引脚与第四MOS管的S极相连。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于机器人领域，尤其是一种用于机器人关节的连接器。
背景技术
传统的机器人关节需要大量的连接线，比如电源线和控制信号线等。机器人关节处，往往需要通过电线进行电能和信号的传输和控制，这些连接线造成关节直接连接和连动受限制。这样，不仅大大限制了机器人的关节的自由灵活度，而且外围线缆容易和机构外壳摩擦出现断裂等故障极易对机器人的控制造成严重的影响，这些使得机器人的外观受到了极大的限制。
实用新型内容
本实用新型提出一种用于机器人关节的连接器，采用的技术方案如下：
一种用于机器人关节的连接器，包括外壳，外壳的内部设有电机驱动模块，光耦单元和逆变单元，光耦单元包括第一光耦器件和第二光耦器件，用于控制关节的控制器、电机驱动模块、第一光耦器件和用于驱动关节的电机依次相连，第一光耦器件作为驱动信号的传输介质，用于驱动关节的电机、第二光耦器件和用于控制关节的控制器依次相连，第二光耦器件作为反馈信号的传输介质，逆变单元独立的位于外壳内，用于逆变。
进一步的，逆变单元包括逆变电路，逆变电路中使用的器件包括SG3525和IR2110。
进一步的，逆变电路包括第一元器件单元、第二元器件单元、第三元器件单元、第四元器件单元，每个元器件单元包括一个NPN三极管、一个PNP三级管和两个二极管，两个三级管的基极相连，连接点设为A，两个三极管的发射极相连，连接点设为B，两个二极管串联后并联在两个三极管的集电极。
进一步的，每个元器件单元中NPN三极管的集电极相连。
进一步的，第一元器件单元、第四元器件单元中两个连接点A相连，第二元器件单元、第三元器件单元中两个连接点A相连后与SG3525的OUTB引脚相连。
进一步的，逆变电路包括四个MOS管，每个MOS管的D极和S极之间并联一个二极管。
进一步的，逆变电路中包括两个IR2110。
进一步的，第一IR2110的VS引脚与第一元器件单元中的连接点B相连，第一IR2110的HD引脚与第二元器件单元中的连接点B相连，第一IR2110的LO引脚与第一MOS管的G极相连，第一IR2110的VCC引脚与第一MOS管的S极相连，第一IR2110的HIN引脚与第二MOS管的G极相连，第一IR2110的VDD引脚与第二MOS管的S极相连。
进一步的，第二IR2110的VS引脚与第三元器件单元中的连接点B相连，第二IR2110的HD引脚与第四元器件单元中的连接点B相连，第二IR2110的LO引脚与第三MOS管的G极相连，第二IR2110的VCC引脚与第三MOS管的S极相连，第二IR2110的HIN引脚与第四MOS管的G极相连，第二IR2110的VDD引脚与第四MOS管的S极相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型将电机驱动、逆变单元和信号传输单元封装在一起，同时优化了逆变电路，提高了机器人设备的灵活性，安全性和使用的便捷性，同时提升了机器人设备外观的美观性和整洁性。
附图说明
图1是逆变电路结构示意图；
图2是控制回路示意图。
具体实施方式
本实施例中，提出的用于机器人关节的连接器包括外壳，外壳的内部设有电机驱动模块，光耦单元和逆变单元，光耦单元包括第一光耦器件和第二光耦器件，机器人控制器、电机驱动模块、第一光耦器件和用于驱动关节的电机依次相连，第一光耦器件作为驱动信号的传输介质，用于驱动关节的电机、第二光耦器件和机器人控制器依次相连，第二光耦器件作为反馈信号的传输介质，逆变单元用于逆变。逆变单元包括逆变电路，逆变电路中使用的器件包括SG3525和IR2110。
使用时，通过连接器连接机器人控制器、供电电源和机器人关节中的电机，其中连接器中的逆变单元把直流逆变成交流，再为负载提供电量，本实施例中选用IR2110作为开关MOS管驱动芯片，本实施例中逆变电路中包括两个IR2110和4个MOS管，其中第一IR2110的LO引脚串联电阻R6后与第一MOS管的G极相连，第一IR2110的VCC引脚串联电阻R7后与第一MOS管的S极相连，第一IR2110的HIN引脚串联电阻R8与第二MOS管的G极相连，第一IR2110的VDD引脚串联电阻R9后与第二MOS管的S极相连；第二IR2110的LO引脚串联电阻R10后与第三MOS管的G极相连，第二IR2110的VCC引脚串联电阻R11后与第三MOS管的S极相连，第二IR2110的HIN引脚串联电阻R12后与第四MOS管的G极相连，第二IR2110的VDD引脚串联电阻R13后与第四MOS管的S极相连。该结构简化了MOSFET电路的驱动电路，使得逆变电路在完成相应工作的同时提高了逆变环节的稳定性。
本实施例中MOS管采用IRF540N是N沟道功率MOS管。漏极电流最大为33A，最大电压Vds为100V，同时具有开态电阻小，开关速度快的特点。IR2110内部可以提供10ns左右的死区时间，但由于IRF540N开关速度的限制，所以在该电路中必须使用带死区的控制信号，防止桥臂短路烧毁芯片，因此本实施例中采用SG3525A芯片提供此控制信号。
本实施例中选用光耦器件作为信号传输的介质，由于光耦合输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因此本实施例中连接器选用两个光耦器件分别作为控制、反馈信号的传输介质。传输信号时光耦器件发射端电信号通过驱动发光二极管，使之发出一定波长的光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射介质一受光器上后，由介质二受光器输出给光敏三极管的感光端，因光电效应而产生了光电流，再将光能转换成电能，这样就实现了电-光-电的转换。从而起到输入、输出、隔离的作用。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的技术原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此解释，本领域内的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式都将落入本实用新型的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920069931.5
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:12(天津)
授权编号:CN209364675U
授权时间:20190910
主分类号:B25J 19/00
专利分类号:B25J19/00;B25J17/00
范畴分类:40E;
申请人:天津智汇未来科技有限公司
第一申请人:天津智汇未来科技有限公司
申请人地址:300000 天津市滨海新区中关村科技园华塘睿城五区5号楼401-12
发明人:胡跃伟;孙新利
第一发明人:胡跃伟
当前权利人:天津智汇未来科技有限公司
代理人:杨娥
代理机构:12226
代理机构编号:天津企兴智财知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：机器人论文; mos管论文; ir2110论文; 驱动电路论文; 电机控制器论文; 光耦隔离论文; 逆变电路论文;