专利名称：机器辅助运动控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制领域，具体涉及机器辅助运动控制器。
背景技术：
随着电子技术、微电子技术、传感器技术以及控制技术的不断发展，在弥补各种特异人群领域，比如特种作战士兵和残障人士的机器辅助运动的控制器方面，越来越被人们所关注和应用，成为近些年来发展比较迅速的一个新的应用领域。控制器涉及机电、控制、信息、传感和智能等多学科领域，是一个交叉性和应用性强的领域。目前自动控制领域所用到的开发平台采用的微处理器的速度较慢、接口功能较少、扩展性弱、系统功耗较高和二次开发困难，从而导致机器辅助运动的控制器没能形成一个较成熟的组件。但是根据实际工程需要，对机器辅助运动控制器的功能却提出了更具体的要求。首先控制器应能满足多路模拟采样输出和多路数字转换模拟输出。其次，需要用到多路RS422和多路RS232串行通信。最后，CAN总线要用多路CAN总线，PHY要用一路千兆PHY。现有控制器已经无法满足需要。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术的不足，提供机器辅助运动控制器，解决现有机器辅助运动控制器升级困难，功耗高的缺陷。为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:一种机器辅助运动控制器，包括处理器板和电源板，所述的处理器板包括CPU和分别与CPU连接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太网芯片、传感器接口、存储器和二次电源，所述的电源板包括电源和输入输出接口，所述的处理器板和电源板用插针式连接器连接。二次电源的设计，用以满足控制器对电压电流的特殊需要。CPU负责处理和运算各个芯片传输来的所有数据，然后将处理结果反映到输出设备上。其中的CPLD控制芯片是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。主要是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。而FPGA控制芯片是现场可编程门阵列，是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各芯片之间或芯片与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。而通过以太网芯片，只需在服务器端部安装虚拟串口软件，原有系统不需要任何改动即可完成以太网通讯。各个部分分工合作，相互协作。上述的电源板和处理器板之间的距离为11mm。上述的FPGA控制芯片上设置有十八路模拟数字转换芯片和六路数字模拟转换芯片。该设计就可实现模拟信号和数字信号之间的相互转换。上述的十八路模拟数字转换芯片型号为AD7656BSTZ，六路数字模拟转换芯片型号为 AD5734AREZ。上述的CPU 的型号为 MPC8548ECVTAUJB。上述的FPGA控制芯片的型号为XC5SLX150-2FGG484I。上述的CPLD控制芯片的型号为XC95144XL-10TQ100I。上述的以太网芯片的型号为88E1111RCJ。上述的插针式连接器是成对存在的，型号分别为QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A。这种成对使用的插针式连接器，连接可靠，有效控制电源板和处理器之间的距离。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型可应用于不同工程，采样方式和输出控制差异减小，还可实现多种组合，升级也更加简单，功耗也降低了。同时也实现了模拟数字混合设计，功能更强大。该实用新型还设计有传感器接口，可接入相对应的传感器，实现采样和调节功能。
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步阐述，该实用新型的实施例不限于。实施例1:如图1所示，本实用新型基于PowerPC系统，包括处理器板和电源板，其中的处理器板包括CPU和分别与CPU连接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太网芯片、传感器接口、存储器和二次电源，所述的电源板包括电源和输入输出接口，所述的处理器板和电源板用插针式连接器连接。其中的FPGA控制芯片上设置有十八路模拟数字转换芯片和六路数字模拟转换芯片。该实施例所用的CPU为飞思卡尔的PowerPC，CPU的型号为MPC8548ECVTAUJB。所用的FPGA控制芯片的型号为XC5SLX150-2FGG484I。实施例所用的CPLD控制芯片的型号为XC95144XL-10TQ100I。实施例所用的以太网芯片的型号为88E1111RCJ。电源板与外界连接所用的连接器用的是埃利特的J30J-74KNP7-J。如上设计使得该实用新型升级简单且降低了功耗。实施例2:在实施例1的基础上，电源板和处理器板之间的距离设定为11mm，所用的插针式连接器型号分别为QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A，插针式连接器每个引脚最大导通电流为1A。选用的十八路模拟数字转换芯片型号为AD7656BSTZ，选用的六路数字模拟转换芯片型号为AD5734AREZ。其中的传感器接口接有五只称重传感器，该有源传感器有三路输入，需要24V供电，输出0-5V的电压信号，经过放大后输出信号范围为正负5V。所用ADC通道数目为10路，备份8路，其中三路需要放大处理。该实施例中所用的有源传感器为佛山普量电子的专用传感器。该插针式连接器为一体式金属板，具有防反插功能，体积小，适合高密度条件下使用。该实用新型还可实现模拟数字混合设计的要求。以上所述，仅是本实用新型的部分实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术、方法实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种机器辅助运动控制器，其特征在于:包括处理器板和电源板，所述的处理器板包括CPU和分别与CPU连接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太网芯片、传感器接口、存储器和二次电源，所述的电源板包括电源和输入输出接口，所述的处理器板和电源板用插针式连接器连接。
2.根据权利要求1所述的机器辅助运动控制器，其特征在于:所述的电源板和处理器板之间的距离为11mm。
3.根据权利要求1所述的机器辅助运动控制器，其特征在于:所述的FPGA控制芯片上设置有十八路模拟数字转换芯片和六路数字模拟转换芯片。
4.根据权利要求3所述的机器辅助运动控制器，其特征在于:所述的十八路模拟数字转换芯片型号为AD7656BSTZ，六路数字模拟转换芯片型号为AD5734AREZ。
5.根据权利要求1所述的机器辅助运动控制器，其特征在于:所述的CPU的型号为MPC8548ECVTAUJB。
6.根据权利要求1所述的机器辅助运动控制器，其特征在于:所述的FPGA控制芯片的型号为 XC5SLX150-2FGG484I。
7.根据权利要求1所述的机器辅助运动控制器，其特征在于:所述的CPLD控制芯片的型号为 XC95144XL-10TQ100I。
8.根据权利要求1所述的机器辅助运动控制器，其特征在于:所述的以太网芯片的型号为 88E1111RCJ。
9.根据权利要求1所述的机器辅助运动控制器，其特征在于:所述的插针式连接器是成对存在的，型号分别为QSH090-03-L-D-A和QTH090-03-L-D-A。
专利摘要本实用新型公开了一种机器辅助运动控制器，包括处理器板和电源板，所述的处理器板包括CPU和分别与CPU连接的CPLD控制芯片、FPGA控制芯片、以太网芯片、传感器接口、存储器和二次电源，所述的电源板包括电源和输入输出接口，所述的处理器板和电源板用插针式连接器连接。该实用新型通过上述结构机器辅助运动控制器升级更简单，功耗也降低，性能更好。
文档编号G06F9/445GK203038258SQ201320042938
公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者叶川 申请人:四川鸿创电子科技有限公司