专利名称：用于对电机器进行编程的方法和系统的制作方法
技术领域：
本文描述的实施例总体地涉及电机器，并且更具体地涉及与电机器关联的电机控制器的编程。
背景技术：
电机控制器一般包括存储用于控制对应电机器的操作的程序的存储器。电机控制器包括能够耦合到例如缆线的连接端口，该缆线提供来自主机的数据以便对电机控制器进行编程。在制造电机控制器期间，缆线被物理地耦合到连接端口以便编程和测试电机控制器。虽然在制造期间每个电机控制器仅被连接到主机一次，但缆线每天可能被与数百个电机控制器耦合和解耦。缆线的反复耦合和解耦缩短了缆线的使用寿命。
发明内容
在一个方面，提供一种编程模块。该编程模块包括限定所述编程模块的外部和内部的壳体、被偏置以至少部分从所述壳体的外部延伸的多个端子以及电耦合到所述多个端子并被配置为向所述多个端子中的至少一个提供编程信号的处理设备。在另一个方面，提供一种用于对电机控制器进行编程的方法。该方法包括将编程模块可移除地耦合到所述电机控制器，其中所述编程模块包括无线通信设备。该方法还包括在所述无线通信设备处接收编程信号并调节该编程信号以便应用于所述电机控制器。该方法还包括向所述电机控制器提供所述编程信号。
图1是包括或耦合到电机控制器的示例性电机的侧视图。图2是图1所示的电机的内部的侧视图。图3是配置为与图1所示的电机控制器耦合的示例性编程模块的示图。图4是用于对图1所示的电机进行编程的示例性系统的框图。图5是用于对图1所示的电机进行编程的示例性方法的流程图。
具体实施例方式本文描述的方法、系统和装置便于对电机控制器进行编程。本文描述的接口提供远程主机与电机控制器之间的通信并且可以允许多个电机控制器被一个远程主机同时编程。本文描述的方法、系统和装置也可以便于在不连接到远程主机的情况下在本地对电机控制器进行编程。此外，本文描述的方法、系统和装置减少用于将电机控制器耦合到主机的连接器上的磨损。本文描述的方法、系统和装置的技术效果包括以下至少一个:(a)将编程模块可移除地耦合到电机控制器，其中编程模块包括无线通信设备；(b)在无线通信设备处接收编程信号；(C)调节编程信号以便应用于电机控制器；以及(d)提供编程信号给电机控制器。图1是示例性电机10的侧视图。虽然被在此描述为电机10，本文描述的方法、系统和装置也适用于其他电机器，例如发电机。在不例性实施例中，电机10包括电机壳体16,其限定电机10的内部(图1中未示出)和外部18。图2是电机10的侧视图，其中电机壳体16被移除以示出电机10的内部20。在示例性实施例中，电机10包括静止组件22和可旋转组件(未示出)。电机壳体16被配置为至少部分包围和保护静止组件和可旋转组件。在示例性实施例中，电机10还包括电机控制器26，其被至少部分包围在电机壳体16内。虽然被图示为包括在电机壳体16内，电机控制器26可以被包括在分离的壳体内并且被电耦合到静止组件和/或可旋转组件。在示例性实施例中，电机控制器26包括或耦合到存储器设备28，该存储器设备被配置为存储电机操作指令和/或电机操作数据。电机控制器26提供用于控制电机10的操作的操作信号，例如但不限于正弦波操作信号、方波操作信号或允许电机10如本文所描述的那样起作用的任何其他适当操作信号。操作信号至少部分基于所存储的电机操作指令和电机10的直接操作。在示例性实施例中，电机控制器26是可编程的。电机10包括输入/输出连接器30，外部编程设备(例如编程主机)可以通过该输入/输出连接器30通信地耦合到电机控制器26。例如,输入/输出连接器30可以包括从电机壳体16的外部18可达的多个端子32。多个端子32可以从电机壳体16的外部18延伸并且/或者可以凹陷在电机壳体16的外部18之下。端子32可以包括闸刀(blade)，其被配置为与对应连接器耦合以将电机控制器26电耦合到外部编程主机。编程主机可以包括计算机，其被配置为与电机控制器26耦合以便对电机控制器26进行编程。连接器30容纳也被耦合到外部编程主机并且从/向外部编程主机接收/发送编程信号的对应连接器。连接器30可以被包括电机控制器26与编程主机之间的串行连接中。例如，可以利用通用异步接收器/发送器(UART)使用RS-232协议在编程主机与电机控制器26之间发送数据。电机10可以是任何电机，其包括或耦合到用于控制电机的操作的电机控制器。例如，电机10可以包括但不限于无刷直流(BLDC)电机、无刷交流(BLAC)电机和/或磁阻电机。电机10可以被称为电子整流电机(ECM)。图3是示例性编程模块40的示图。编程模块40被配置为与电机10 (图1所示)耦合并且提供编程指令给电机控制器26 (图2所示)以便存储在存储器设备28 (图2所示)中。在该示例性实施例中，编程模块40包括处理设备42、接口电路44、电压调节器46以及至少一个连接器48。在该示例性实施例中，处理设备42、接口电路44、电压调节器46和连接器48被至少部分包括在模块壳体50内。模块壳体50限定编程模块40的内部52和编程模块40的外部54。在该示例性实施例中，处理设备42包括或耦合到存储器设备56，该存储器设备56例如存储要被发送到电机控制器26的编程信息。在该示例性实施例中，编程模块40还包括至少部分包围在模块壳体50内的充电电路62和能量存储设备64。在该示例性实施例中，能量存储设备64包括至少一个电池。在可替代实施例中，充电电路62和能量存储设备64在模块壳体50外部并且电耦合到电压调节器46。如本文所用，术语处理设备指的是中央处理单元、微处理器、微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和能够执行本文描述的功能的任何其他电路或处理器。作为在此所用的术语，术语“处理设备”意指能够执行为了执行本文描述的任务所必需的运算或计算的任何机器。术语“处理设备”还意指能够接受结构化输入并根据规定的规则处理该输入以产生输出的任何机器。还应该注意,本领域技术人员将理解,如本文所用的短语“配置为”的意思是处理设备被配备有硬件和软件的组合以便执行本文描述的任务。在该示例性实施例中，连接器48包括多个端子66，其被偏置以至少部分从模块壳体50的内部52延伸到外部54。例如，端子66可以包括但不限于第一端子68、第二端子70、第三端子72和第四端子74。连接器48被配置为与电机的输入/输出连接器一例如输入/输出连接器30 (图1所示)一稱合。例如，每个端子66可以包括弹簧针(pogopin)。更具体地，在该示例性实施例中，第一端子68是包括偏置设备76的弹簧针，该偏置设备76在第一方向78向第一端子68上施加力，其响应于由端子32之一(图1所不)在第二方向80施加到第一端子68的相反力。在第一方向78的力从内部52朝向外部54推动第一端子68，而在第二方向80的力从模块壳体50的外部54朝向内部52推动第一端子68。换句话说，偏置设备76以零插入力维持连接器48的端子66与输入/输出连接器30的端子32之间的连接。公连接器(即闸刀)与对应母连接器之间的典型连接需要插入力并最终导致对公连接器和/或母连接器的磨损。通过消除插入力，增加了连接器48的使用寿命。类似地，在该示例性实施例中，第二端子70是包括偏置设备82的弹簧针，第三端子72是包括偏置设备84的弹簧针，并且第四端子74是包括偏置设备86的弹簧针。此外，在一些实施例中，输入/输出连接器30的端子32凹陷在电机壳体16内并且连接器48被配置为延伸到电机壳体16中以便提供端子66与端子32之间的接触。在该示例性实施例中，为了维持编程模块40与电机10之间的连接，更具体而言是连接器48的端子66与输入/输出连接器30的对应端子32之间的连接，编程模块40包括至少一个磁性设备90。例如，磁性设备90可以包括第一永磁体92和第二永磁体94。第一和第二永磁体92和94被磁性吸引到金属壳体,例如电机壳体16 (图1所不),并且因此通过磁力将编程模块40可移除地耦合到电机10。编程模块40，更具体而言是端子68、70、72和74，被配置为使得当编程模块40被磁性耦合到电机壳体16时，偏置设备76、82、84和86被按压，从而提供按压连接器48的端子66抵靠输入/输出连接器30的对应端子32的偏置力。在该示例性实施例中，模块壳体50包括键(key)构件96。在该示例性实施例中，键构件96从模块壳体50的外54表面延伸并且被配置为与包括在电机10内的互补键构件98 (图1所不)相互作用。键构件98可以包括例如在电机壳体16和/或输入/输出连接器30内的凹陷部。例如，键构件98可以包括限定在输入/输出连接器30的相邻端子之间的空间、限定在输入/输出连接器30的端子与输入/输出连接器30的末端100之间的空间，和/或限定在不包括端子闸刀的输入/输出连接器30内的开口。键构件96被配置为延伸到键构件98内。键构件96和互补键构件98确保连接器48与输入/输出连接器30正确地对准。键构件96和98也便于通过向用户提供可见的对准辅助并且提供编程模块40能够被耦合到且保持耦合到电机10的唯一方向来快速耦合编程模块40和电机10。
在该示例性实施例中，编程模块40还包括无线设备110。无线设备110提供编程模块40与远程主机之间的无线通信连接。例如，远程主机可以无线发送编程指令到编程模块40，以便发送到电机控制器26。无线设备110可以被配置用于编程模块40与远程主机之间的射频(RF)通信。作为替代，无线设备110可以被配置为使用无线标准，该无线标准包括但不限于2G、3G和4G手机标准例如LTE、EDGE和GPRS，IEEE 802.16Wi_Max，IEEE802.15 ZigBee ，蓝牙(Bluetooth)，包括 802.1la,802.lib,802.lid,802.lie,802.llg、802.llh、802.lli,802.1lj 和 802.1ln 的 IEEE 802.11 标准，W1-Fi ,以及专有标准例如Z-\￥ave 。W1-Fi 是由W1-Fi联盟开发 的认证标志，ZigBee 是CA的San Ramon的ZigBee联盟公司的注册商标,而Z~Wave 是CA的Milpitas的Z-Wave联盟的身份标志。在可替代实施例中，编程指令被存储在存储器设备56内。存储将被发送到电机控制器26以便对电机控制器26进行编程的编程指令允许编程模块40独立于远程主机起作用。换句话说，将编程指令存储在存储器设备56中允许对电机控制器26进行本地编程，其中编程模块40起到主机的作用。在该示例性实施例中，编程模块40还可以包括人机接口 112。人机接口 112可以包括被配置用于与接口缆线(图3中未示出)耦合的至少一个连接器114。在该示例性实施例中，人机接口 112接收来自例如集中式计算机系统的外部源(图3中未示出)的编程数据，然后该编程数据被存储在存储器设备56中。人机接口 112还可以包括输入/输出设备118，其向编程模块40的用户显示信息并且/或者接收来自该用户的信息。例如，输入/输出设备118可以包括向用户显示状态指示的至少一个状态指示器(例如发光二极管(LED))。该状态指示可以包括但不限于包括发送数据指示器、接收数据指示器、通电/断电指示器、误差信号指示器和连接建立指示器。例如，LED可以以特定颜色发光，其向用户指示出编程模块40正在发送数据到电机控制器26。此外，LED可以以不同的颜色发光，其向用户指示出编程模块40正在从电机控制器26接收数据。LED还可以向用户提供关于电池64内存储的能量水平的信息，例如，LED可以向编程模块40的用户提供低电量警报。此外，输入/输出设备118可以包括至少一个输入设备(例如按钮)，其允许用户从编程模块命令中进行选择以在本地激活电机控制器26的编程，选择要被发送到电机控制器26的程序，并且/或者启动从电机控制器26接收信息。在该示例性实施例中，充电电路62和电池设备64向电压调节器46提供电力。提供给电压调节器46的电力处于便于编程模块40内的部件的正确操作的电平，所述部件例如但不限于接口电路44、处理设备42和/或无线设备110。在该示例性实施例中，充电电路62包括被配置为与外部电源(图3中未示出)耦合的至少一个端子120。来自外部电源的电力可以被用于为编程模块40供电并且/或者对电池64再充电。充电电路62例如通过选择性地提供从外部电源提供的电力给电池64来控制电池64的再充电。充电电路62也可以将从外部源提供的电力转换成用于对电池64充电的适当电力。在该示例性实施例中，电压调节器46控制提供给编程模块40内的部件的电力的电压。例如，电压调节器46可以向接口电路44提供具有第一电压电平的电力并且向处理设备42提供具有第二电压电平 的电力。此外，随着编程模块40进行操作并且存储在电池64内的能量减少，电压调节器46向接口电路44提供第一基本恒定电压并且向处理设备42提供第二基本恒定电压。
在该示例性实施例中，接口电路44调节在处理设备42与电机控制器26之间发送的信号。例如，接口电路44可以包括提升电路和/或驱动器，其增大由处理设备42提供的信号(例如增大由处理设备42提供的信号的电流电平)至允许信号被发送到电机控制器26的电平。在该示例中，电机控制器26可以通过例如光耦合器的隔离设备与耦合到输入/输出连接器30的设备电隔离。这种隔离设备保护编程模块40免受用于操作电机10的高电流/电压的影响。接口电路44提供具有一电流电平的信号，该电流电平足够高以使得信号可以被光耦合器转换成光。在该示例性实施例中，接口电路44还将从连接器48接收的信号降低到不会损坏处理设备42的电平。例如，接口电路44可以将从连接器48接收的信号的电压电平降低到大约O至5伏特之间，更具体而言为大约O至3伏特之间。此外，在该示例性实施例中，编程模块40可以接收来自电机控制器26的信号。例如，该信号可以包括收集并存储在存储器设备28内的操作数据/统计数据。用户可以使用编程模块40从电机10下载该操作数据/统计数据以便进行电机操作的数据记录和分析。图4是用于对电机进行编程的示例性系统150的框图。在该示例性实施例中，系统150便于对第一电机一例如电机10 (图1所示)、第二电机160和第三电机162进行编程。在该示例性实施例中，系统150包括被配置为对电机控制器进行编程的远程主机164。
系统150还包括第一编程模块-例如编程模块40 (图3所示)、第二编程模块168以及第
三编程模块170。远程主机164和模块40、168和170包括便于远程主机164与电机10、160和162之间的无线通信的无线通信设备。通过分别将模块40、168和170耦合到电机10、160和162，远程主机164同时对电机10、160和162进行编程。此外，由于远程主机164与模块40、168和170之间的通信连接是无线的，电机10、160和162可以被物理地移动而不中断编程过程。图5是用于对电机——例如电机10 (图1所示)进行编程的示例性方法182的流程图180。在该示例性实施例中，方法182包括将例如编程模块40 (图3所示)的编程模块可移除地耦合184到例如电机控制器26 (图1所示)的电机控制器，其中编程模块40包括无线通信设备，例如无线通信设备110 (图3所示)。无线通信设备110提供编程模块40与例如远程主机164 (图4所示)的远程编程主机之间的通信连接。编程模块40包括与电机控制器26的输入/输出连接器——例如输入/输出连接器30 (图1所示)对准的偏置连接器一例如偏置连接器48 (图3所示)。此外，编程模块40可以被磁性耦合到包围电机控制器26的电机壳体，例如电机壳体16。在该示例性实施例中，方法182还包括在编程模块40处从远程主机164接收186编程信号。例如，编程模块40可以经由包括在编程模块40内的无线通信设备——例如无线通信设备110接收186编程信号。在该示例性实施例中，方法182还包括调节188编程信号以便应用于电机控制器26。例如，编程模块40的接口电路——例如接口电路44 (如图3所示)可以将编程信号的电流电平从由处理设备42提供的第一电平增大到第二电平以便应用于电机控制器26。接口电路44也可以在信号被提供给处理设备42之前降低从电机控制器26接收的信号的电流电平。在该示例性实施例中，方法182还包括提供190编程信号给电机控制器26。电机控制器26存储编程信号内包含的编程数据以用于控制电机10的操作。
本文描述了用于对电机控制器进行编程的示例性方法、系统和装置。更具体地，本文描述的方法、系统和装置能够在不将电机物理地栓系到编程主机的情况下对电机控制器进行编程。由本文描述的方法、系统和装置提供的无线通信便于通过远程主机同时对多个电机控制器进行编程，每个电机控制器均耦合到编程模块。该主机可以被定位成远离被编程的电机，并且电机在编程过程中可以移动。本文描述的装置便于利用磁力和键构件实现主机和被编程的电机之间的简单耦合。此外，包括弹簧针的连接器便于实现连接器和电机控制器的零力耦合。包括在本文描述的装置中的存储器便于实现电机控制器的本地编程，其中该装置自身起到主机的作用。本文描述的方法、系统和装置便于电机的高效且经济的编程。本文详细地描述和/或图示了方法、系统和装置的示例性实施例。方法、系统和装置并不限于本文描述的特定实施例，而是相反，每个装置和系统的部件以及每个方法的步骤可以被与本文描述的其他部件和步骤独立地或分离地应用。每个部件和每个方法步骤也可以与其他部件和/或方法步骤组合使用。当介绍本文描述和/或图示的方法和装置的元件/部件等时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意指存在一个或多个元件/部件等。术语“包括”、“包含”和“具有”意欲是包容性的并且意指除了所列出的元件/部件等以外可以存在额外的元件/部件等。该书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且也使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何设备或系统以及执行任何并入的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意欲包括在权利要求的范围内，条件是它们具有不异于权利要求的文字语言的结构元件，或者它们包括与权利要求的文字语言具有非本质区别的等价结构元件。
权利要求
1.一种编程模块，其包括: 壳体，其限定所述编程模块的外部和内部； 多个端子，其被偏置以至少部分从所述壳体的外部延伸；以及 处理设备，其被电耦合到所述多个端子并被配置为向所述多个端子中的至少一个提供编程信号。
2.如权利要求1所述的模块，其中，所述处理设备包括并且/或者被耦合到存储器设备，所述存储器设备被配置为存储与至少一个电机控制器关联的编程数据。
3.如权利要求1所述的模块，其还包括至少部分在所述壳体内且电耦合到所述处理设备的无线通信设备，所述无线通信设备被配置为与远程主机通信，其中，所述无线通信设备包括射频RF电路、蓝牙电路和Zigbee电路中的至少一个。
4.如权利要求1所述的模块，其还包括输入/输出设备，所述输入/输出设备被耦合到所述处理设备并被配置为接收来自用户的输入且向所述用户显示状态指示，其中，所述状态指示包括发送数据指示器、接收数据指示器、通电/断电指示器、误差信号指示器、连接建立指示器和电池状态指示器中的至少一个。
5.如权利要求1所述的模块，其还包括直流DC电源和接口电路中的至少一个，所述DC电源包括可再充电电池和充电电路，所述接口电路被耦合在所述多个端子与所述处理设备之间。
6.如权利要求5所述的模块，其还包括耦合在所述DC电源与所述接口电路和所述处理设备中的至少一个之间的电压调节器，所述电压调节器被配置为调节从所述DC电源接收的电力并提供经调节的电力给所述处理设备和所述接口电路中的至少一个。
7.如权利要求1所述的模块，其中所述壳体包括第一键构件，所述第一键构件被配置为和与电机器关联的互补第二键构件相互作用，以确保所述编程模块相对于所述电机器的正确对准，其中，所述第一键构件包括从所述壳体的外部延伸的突出部，而所述第二键构件包括包含在所述电机器的壳体内的互补凹陷部，其中，所述第一键构件被配置为定位在所述第二键构件内。
8.一种用于对电机控制器进行编程的方法，其包括: 将编程模块可移除地耦合到所述电机控制器，其中，所述编程模块包括无线通信设备; 在所述无线通信设备处接收编程信号； 调节所述编程信号以便应用于所述电机控制器；以及 向所述电机控制器提供所述编程信号。
9.如权利要求8所述的方法，其中，调节所述编程信号包括将所述编程信号的电流电平从由所述处理设备提供的第一电平增大到第二电平以便应用于所述电机控制器，其中，所述第二电流电平允许将所述编程信号通过光耦合器发送到所述电机控制器。
10.如权利要求8所述的方法，其中，在所述无线通信设备处接收编程信号包括利用射频RF通信从远程主机接收所述编程信号。
全文摘要
本发明涉及用于对电机器进行编程的方法和系统。本发明描述用于对电机器进行编程的编程模块和方法。所述编程模块包括限定所述编程模块的外部和内部的壳体、被偏置以至少部分从所述壳体的外部延伸的多个端子以及被电耦合到所述多个端子并被配置为向所述多个端子中的至少一个提供编程信号的处理设备。
文档编号G05B19/418GK103105833SQ20121045568
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者宋伟, N·C·小高尔姆 申请人:Rbc制造公司