專利名稱：機器輔助運動控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動控制領(lǐng)域，具體涉及機器輔助運動控制器。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)以及控制技術(shù)的不斷發(fā)展，在彌補各種特異人群領(lǐng)域，比如特種作戰(zhàn)士兵和殘障人士的機器輔助運動的控制器方面，越來越被人們所關(guān)注和應(yīng)用，成為近些年來發(fā)展比較迅速的一個新的應(yīng)用領(lǐng)域。控制器涉及機電、控制、信息、傳感和智能等多學科領(lǐng)域，是一個交叉性和應(yīng)用性強的領(lǐng)域。目前自動控制領(lǐng)域所用到的開發(fā)平臺采用的微處理器的速度較慢、接口功能較少、擴展性弱、系統(tǒng)功耗較高和二次開發(fā)困難，從而導致機器輔助運動的控制器沒能形成一個較成熟的組件。但是根據(jù)實際工程需要，對機器輔助運動控制器的功能卻提出了更具體的要求。首先控制器應(yīng)能滿足多路模擬采樣輸出和多路數(shù)字轉(zhuǎn)換模擬輸出。其次，需要用到多路RS422和多路RS232串行通信。最后，CAN總線要用多路CAN總線，PHY要用一路千兆PHY?，F(xiàn)有控制器已經(jīng)無法滿足需要。

實用新型內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供機器輔助運動控制器，解決現(xiàn)有機器輔助運動控制器升級困難，功耗高的缺陷。為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種機器輔助運動控制器，包括處理器板和電源板，所述的處理器板包括CPU和分別與CPU連接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太網(wǎng)芯片、傳感器接口、存儲器和二次電源，所述的電源板包括電源和輸入輸出接口，所述的處理器板和電源板用插針式連接器連接。二次電源的設(shè)計，用以滿足控制器對電壓電流的特殊需要。CPU負責處理和運算各個芯片傳輸來的所有數(shù)據(jù)，然后將處理結(jié)果反映到輸出設(shè)備上。其中的CPLD控制芯片是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。主要是借助集成開發(fā)軟件平臺，用原理圖、硬件描述語言等方法，生成相應(yīng)的目標文件，通過下載電纜將代碼傳送到目標芯片中，實現(xiàn)設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)。而FPGA控制芯片是現(xiàn)場可編程門陣列，是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各芯片之間或芯片與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程。而通過以太網(wǎng)芯片，只需在服務(wù)器端部安裝虛擬串口軟件，原有系統(tǒng)不需要任何改動即可完成以太網(wǎng)通訊。各個部分分工合作，相互協(xié)作。上述的電源板和處理器板之間的距離為11mm。上述的FPGA控制芯片上設(shè)置有十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片和六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片。該設(shè)計就可實現(xiàn)模擬信號和數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換。上述的十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片型號為AD7656BSTZ，六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片型號為 AD5734AREZ。上述的CPU 的型號為 MPC8548ECVTAUJB。上述的FPGA控制芯片的型號為XC5SLX150-2FGG484I。上述的CPLD控制芯片的型號為XC95144XL-10TQ100I。上述的以太網(wǎng)芯片的型號為88E1111RCJ。上述的插針式連接器是成對存在的，型號分別為QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A。這種成對使用的插針式連接器，連接可靠，有效控制電源板和處理器之間的距離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型可應(yīng)用于不同工程，采樣方式和輸出控制差異減小，還可實現(xiàn)多種組合，升級也更加簡單，功耗也降低了。同時也實現(xiàn)了模擬數(shù)字混合設(shè)計，功能更強大。該實用新型還設(shè)計有傳感器接口，可接入相對應(yīng)的傳感器，實現(xiàn)采樣和調(diào)節(jié)功能。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步闡述，該實用新型的實施例不限于。實施例1:如圖1所示，本實用新型基于PowerPC系統(tǒng)，包括處理器板和電源板，其中的處理器板包括CPU和分別與CPU連接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太網(wǎng)芯片、傳感器接口、存儲器和二次電源，所述的電源板包括電源和輸入輸出接口，所述的處理器板和電源板用插針式連接器連接。其中的FPGA控制芯片上設(shè)置有十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片和六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片。該實施例所用的CPU為飛思卡爾的PowerPC，CPU的型號為MPC8548ECVTAUJB。所用的FPGA控制芯片的型號為XC5SLX150-2FGG484I。實施例所用的CPLD控制芯片的型號為XC95144XL-10TQ100I。實施例所用的以太網(wǎng)芯片的型號為88E1111RCJ。電源板與外界連接所用的連接器用的是埃利特的J30J-74KNP7-J。如上設(shè)計使得該實用新型升級簡單且降低了功耗。實施例2:在實施例1的基礎(chǔ)上，電源板和處理器板之間的距離設(shè)定為11mm，所用的插針式連接器型號分別為QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A，插針式連接器每個引腳最大導通電流為1A。選用的十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片型號為AD7656BSTZ，選用的六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片型號為AD5734AREZ。其中的傳感器接口接有五只稱重傳感器，該有源傳感器有三路輸入，需要24V供電，輸出0-5V的電壓信號，經(jīng)過放大后輸出信號范圍為正負5V。所用ADC通道數(shù)目為10路，備份8路，其中三路需要放大處理。該實施例中所用的有源傳感器為佛山普量電子的專用傳感器。該插針式連接器為一體式金屬板，具有防反插功能，體積小，適合高密度條件下使用。該實用新型還可實現(xiàn)模擬數(shù)字混合設(shè)計的要求。以上所述，僅是本實用新型的部分實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)、方法實質(zhì)上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種機器輔助運動控制器，其特征在于:包括處理器板和電源板，所述的處理器板包括CPU和分別與CPU連接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太網(wǎng)芯片、傳感器接口、存儲器和二次電源，所述的電源板包括電源和輸入輸出接口，所述的處理器板和電源板用插針式連接器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器輔助運動控制器，其特征在于:所述的電源板和處理器板之間的距離為11mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器輔助運動控制器，其特征在于:所述的FPGA控制芯片上設(shè)置有十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片和六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器輔助運動控制器，其特征在于:所述的十八路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片型號為AD7656BSTZ，六路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片型號為AD5734AREZ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器輔助運動控制器，其特征在于:所述的CPU的型號為MPC8548ECVTAUJB。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器輔助運動控制器，其特征在于:所述的FPGA控制芯片的型號為 XC5SLX150-2FGG484I。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器輔助運動控制器，其特征在于:所述的CPLD控制芯片的型號為 XC95144XL-10TQ100I。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器輔助運動控制器，其特征在于:所述的以太網(wǎng)芯片的型號為 88E1111RCJ。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器輔助運動控制器，其特征在于:所述的插針式連接器是成對存在的，型號分別為QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A。
專利摘要本實用新型公開了一種機器輔助運動控制器，包括處理器板和電源板，所述的處理器板包括CPU和分別與CPU連接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太網(wǎng)芯片、傳感器接口、存儲器和二次電源，所述的電源板包括電源和輸入輸出接口，所述的處理器板和電源板用插針式連接器連接。該實用新型通過上述結(jié)構(gòu)機器輔助運動控制器升級更簡單，功耗也降低，性能更好。
文檔編號G06F9/445GK203038258SQ201320042938
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者葉川 申請人:四川鴻創(chuàng)電子科技有限公司