直流无刷电机装置及其连线电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及直流无刷电机装置及其连线电路，连接于霍尔传感器与该直流无刷电机的驱动单元之间，所述连线电路包括I/O单元、电源转换单元及微处理单元；所述电源转换单元电性连接所述I/O单元，将所述I/O单元中的电压转换为直流电压；所述微处理单元分别电性连接所述电源转换单元、所述霍尔传感器及所述驱动单元，接收所述电源转换单元的直流电压并根据所述霍尔传感器的位置信号进行整合编码而输出编码数据至所述驱动单元；根据本实用新型直接减少了电缆条数，减轻了电缆重量，操作人员在使用时，减轻了负担，给操作人员带来了方便等。
【专利说明】直流无刷电机装置及其连线电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及直流无刷电机领域，特别是涉及应用于手术动力装置上的一种直流无刷电机装置及其连线电路。
【背景技术】
[0002]直流无刷电机是永磁式同步电机的一种，包括电动机本体及驱动器，有别于有刷直流电机。直流无刷电机是采用方波自控式永磁同步电动机，以霍尔传感器代替有刷直流电机的碳刷换向器。其性能比一般的传统直流电机具有很大优势，而被广泛应用于各个领域。
[0003]在医用领域的直流无刷电机大多采用三相线的直流无刷电机，尤其是应用于手术动力装置中。现有技术中，该直流无刷电机的连线方式需要八根电导线，具体包括一根电源线、一根地线、三根电机相线及三根霍尔信号线。操作人员在使用时，往往要求产品能够比较轻便、灵活、可靠等，但是八根电导线明显增加了该直流无刷电机的重量，给操作人员增添了负担，另一方面还有可能会出现连线混乱不易维修等情况。
实用新型内容
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种直流无刷电机装置及其连线电路，用于解决现有技术中连线繁多、直流无刷电机过重、操作人员负担过重等问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型一方面提供一种直流无刷电机的连线电路，连接于霍尔传感器与该直流无刷电机的驱动单元之间，所述连线电路包括:1/0单元；电源转换单元，电性连接所述I/o单元，将所述I/O单元中的电压转换为直流电压；微处理单元，分别电性连接所述电源转换单元、所述霍尔传感器及所述驱动单元，接收所述电源转换单元输出的直流电压并根据所述霍尔传感器的位置信号进行整合编码而输出编码数据至所述驱动单元。
[0006]优选地，所述I/O单元包括三个相线，具有三个输入端及三个输出端，所述霍尔传感器向所述微处理单元输出三个相对独立的位置信号。
[0007]优选地，所述驱动单元分别与所述I/O单元及所述微处理单元电性连接，根据所述微处理单元的编码数据进行解码而通过计算后输出电信号至所述I/o单元。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型另一方面提供一种直流无刷电机装置，包括带霍尔传感器的电机本体、具有驱动单元的驱动板及一端与所述电机本体第一电性连接而另一端与所述驱动板第二电性连接的转换板，所述转换板上设置有连线电路，所述连线电路包括:1/0单元，分别连接所述电机本体及所述驱动板；电源转换单元，电性连接所述I/o单元，将所述I/O单元中的电压转换为直流电压；微处理单元，分别电性连接所述电源转换单元、所述霍尔传感器及所述驱动单元，接收所述电源转换单元输出的直流电压并根据所述霍尔传感器的位置信号进行整合编码而输出编码数据至所述驱动单元。[0009]优选地，所述I/O单元包括三个相线，具有三个输入端及三个输出端，所述霍尔传感器向所述微处理单元输出三个相对独立的位置信号。
[0010]优选地，所述驱动单元分别与所述I/O单元及所述微处理单元电性连接，根据所述微处理单元的编码数据进行解码而通过计算后输出电信号至所述I/o单元。
[0011]优选地，所述转换板及所述电机本体设置于手柄壳体内。
[0012]如上所述，本实用新型的直流无刷电机装置及其连线电路，具有以下有益效果:根据本实用新型的直流无刷电机装置或直流无刷电机的连线电路，由于电源转换单元及微处理单元的设置，故本实用新型可以直接减少了电缆条数，减轻了电缆重量，操作人员在使用时，减轻了负担，给操作人员带来了方便等。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的直流无刷电机装置实施例的结构示意图。
[0014]图2为本实用新型的直流无刷电机的连线电路第一实施例的原理框图。
[0015]图3为本实用新型的直流无刷电机的连线电路第二实施例的原理框图。
[0016]元件标号说明
[0017]Ol 电机本体
[0018]02 转换板
[0019]03 驱动板
[0020]II/O 单元`
[0021]11 输入端
[0022]12 输出端
[0023]2电源转换单元
[0024]21 直流电压输出端
[0025]3微处理单元
[0026]31 霍尔位置信号输入端
[0027]32 编码数据输出端
[0028]4地线
[0029]5霍尔传感器
[0030]6驱动单元
【具体实施方式】
[0031]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0032]请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。[0033]实施例一
[0034]请参阅图2，图2为本实用新型的直流无刷电机的连线电路第一实施例的原理框图。本实用新型第一实施例提供一种直流无刷电机的连线电路，连接于霍尔传感器与该直流无刷电机的驱动单元之间，所述连线电路包括:I/O单元1、电源转换单元2及微处理单元3，通过该电源转换单元2和该微处理单元3使电机电缆连线减少。
[0035]其中的I/O单元I设置为三个相线。举例来说，图2中给出的实施例是三个相线的，即该I/O单元I包括三个相线，具有三个输入端11及三个输出端12。其中的所述三个输入端11及三个输出端12可以是实实在在存在的连线端口，亦可以根据实际需要设置为虚拟的连线端口，即该输入端11及输出端12在实际产品中不实实在在存在，而是电导线上的某处位置被虚拟命名而已。举例来说，图2中给出的输入端11及输出端12是实实在在存在的连线端口，而于其他实施例中，该I/O单元I可能就是电导线或电导线组中的某一段，该输入端11及输出端12仅是为了方便描述而被虚拟命名出来，其实质为电导线或电导线组中的某一位置处。
[0036]其中的电源转换单元2电性连接所述I/O单元1，将所述I/O单元I中的电压转换为直流电压，即该电源转换单元2从所述I/O单元I处取电后，经过转换而输出稳定的电压或者电流。具体地，该电源转换单元2根据实际需要连接所述I/O单元I中的每条导线。于本实施例中，该电源转换单元2分别与所述I/O单元I的三个相线连接。该电源转换单元2为电源转换芯片，通过三个相线取电，得到稳定的5V电压，然后输出电压至需要电压的器件(如微处理单元3)。
[0037]其中的微处理单元3分别电性连接所述电源转换单元2、所述霍尔传感器及所述驱动单元，接收所述电源转换单元2输出的直流电压并根据所述霍尔传感器的位置信号进行整合编码而输出编码数据至所述驱动单元。如图2所示，于本实施例中该微处理单元3包括霍尔位置信号输入端31及编码数据输出端32，该霍尔位置信号输入端31包括分别接收三个霍尔位置信号的三个霍尔位置信号输入子端，即该霍尔传感器最终向所述微处理单元3输出三个相对独立的位置信号。其中的编码数据输出端32只有一个端口，而霍尔位置信号输入端31有三个端口，因此该微处理单元3实现把输入的三个端口转换为输出的一个端口，即把三条连线转换为一条连线，从而达到减少电机电缆连线的作用。在本实施例或其他实施例中，该微处理单元3为微处理器芯片。
[0038]于本实施例中，还包括相对独立设置的地线4。前述的电源转换单元2还具有输出直流电压或数字信号给其他器件的一直流电压输出端21。当然，本实用新型不限于此，该直流电压输出端21可以是多个。
[0039]为了进一步说明本实用新型的有益效果，请参阅图2。图2中给出的每个小圆圈(例如直流电压输出端21)都是一个连线端口，该连线端口可以是实实在在存在的亦可以是虚拟的。图2中位于微处理单元3与电源转换单元2位置上方的部分具有八个小圆圈，意味着实际产品中是需要有八条电导线被使用的。而图2中位于微处理单元3与电源转换单元2位置下方的部分只具有五个小圆圈，即实际产品中只需要五条电导线。因此本实用新型的连线电路使电机电缆的连线减少到5根，减少了电缆条数，减轻了电缆重量，操作人员在使用电机时，减轻了负担，给操作人员在使用电机进行微操作时带来了方便。
[0040]实施例二[0041]请参阅图3，图3为本实用新型的直流无刷电机的连线电路第二实施例的原理框图。现本实施例以三个相线的电机来举例说明。本实用新型第二实施例提供一种直流无刷电机的连线电路，连接于霍尔传感器5与该直流无刷电机的驱动单元6之间，包括I/O单元
1、电源转换单元2及微处理单元3。与上述实施例一不同之处在于:
[0042]还包括驱动单元6，该驱动单元6分别与所述I/O单元I及所述微处理单元3电性连接，根据所述微处理单元3的编码数据进行解码而通过计算后输出电信号至所述I/O单元I。该驱动单元6与微处理单元3是对应关系，即微处理单元3进行编码而驱动单元6进行解码。该驱动单元6解码后把电信号再输送给所述I/O单元1，使其控制直流无刷电机的转动、停止、加减速等。
[0043]于本实施例中，该霍尔传感器5电性连接于该电源转换单元2。该电源转换单元2为霍尔传感器5提供稳定的5V直流电压。
[0044]其原理过程是，电源转换单元2通过I/O单元I取电并向微处理单元3及霍尔传感器5输送稳定电压，微处理单元3接收霍尔传感器5的位置信号并进行整合编码而通过编码数据输出端32输出编码数据至驱动单元6，驱动单元6解码后得到电机转子的位置信息，进而通过三个相线对电机按一定顺序进行加电，使之转动。驱动单元6持续得到微处理单元3传输的位置信号，电机即可持续转动，达到正确高效驱动电机的目的。
[0045]实施例三
[0046]请参阅图1，图1为本实用新型的直流无刷电机装置实施例的结构示意图。由于本实施例与前述两个实施例有极为密切的联系，故请结合图2或图3所示，也结合前文实施例一或实施例二。现本实施例以三个相线的直流无刷电机装置来举例说明。本实用新型提供一种直流无刷电机装置，包括电机本体01、驱动板03及转换板02。当然，其中的驱动板03、转换板02可以是实实在在的板或板状物，亦可以是虚拟的板(即可以是仅仅包括一些电学元器件)。其中的驱动板03包括驱动单元。该电机本体01是带霍尔传感器的直流无刷电机的电机本体，由于其是现有技术，再者不是本发明创造的重点，故在此不对该电机本体01进行赘述。
[0047]其中的转换板02 —端与电机本体01第一电性连接而另一端与驱动板03第二电性连接。其中的第一电性连接的连接线数量比第二电性连接的连接线数量要多。该转换板02上设置有连线电路，该连线电路包括I/O单元1、电源转换单元2及微处理单元3，该连线电路具体请结合图2或图3所示。
[0048]其中的I/O单元I分别连接所述电机本体01及所述驱动板03。于本实施例中，该I/o单元I包括三个相线，具有三个输入端11及三个输出端12。其中的所述三个输入端11及三个输出端12可以是实实在在存在的连线端口，亦可以根据实际需要设置为虚拟的连线端口。
[0049]其中的电源转换单元2电性连接所述I/O单元1，将所述I/O单元I中的电压转换为直流电压，即该电源转换单元2从所述I/O单元I处取电后，经过转换而向需要提供电压或电流的器件提供稳定的电压或电流。具体地，该电源转换单元2根据实际需要连接所述I/O单元I中的每条导线。也就是说，该电源转换单元2与三个相线分别连接。在本实施例中，该电源转换单元2为电源转换芯片，通过三个相线取电，得到稳定的5V电压，然后输出电压至需要电压的器件，其中包括输送电压至电机本体01内的霍尔传感器5。[0050]其中的微处理单元3分别电性连接所述电源转换单元2、所述电机本体01的霍尔传感器5及所述驱动板03的驱动单元6，接收所述电源转换单元2的直流电压并根据所述霍尔传感器5的霍尔位置信号进行整合编码而输出编码数据至所述驱动单元6。于本实施例中该微处理单元3包括霍尔位置信号输入端31及编码数据输出端32，该霍尔位置信号输入端31包括分别接收三个霍尔位置信号的三个霍尔位置信号输入子端，即该霍尔传感器最终向所述微处理单元3输出三个相对独立的霍尔位置信号。其中的编码数据输出端32只有一个端口，而霍尔位置信号输入端31有三个端口，因此该微处理单元3实现把输入的三个端口转换为输出的一个端口，即把三条连线转换为一条连线，从而达到减少电机电缆连线的作用。在本实施例或其他实施例中，该微处理单元3为微处理器芯片。
[0051]该转换板02上还设置有一端连接电机本体01而另一端连接驱动板03的地线4。
[0052]于本实施例中，该霍尔传感器5具有三个电信号，因此分别用三条电导线与所述微处理单元3连接，即所述霍尔传感器5向所述微处理单元3输出三个相对独立的位置信号。详细地，该霍尔传感器5电性连接于该电源转换单元2，该电源转换单元2为该霍尔传感器5提供稳定的5V直流电压。
[0053]所述驱动单元6分别与所述I/O单元I及所述微处理单元3电性连接，根据所述微处理单元3的编码数据进行解码而通过计算后输出电信号至所述I/O单元I。该驱动单元6与微处理单元3是对应关系，即微处理单元3进行编码而驱动单元6进行解码。该驱动单元6解码后把电信号再输送给所述I/O单元1，使其控制直流无刷电机的转动、停止、力口减速等。根据本实用新型，该转换板02与该驱动单元6的连线数量少于该转换板02与该霍尔传感器5的连线数量。
[0054]根据本实用新型的技术思想，根据实际需要，其中的转换板02及电机本体01设置于手柄壳体内，如此设置即保证了从手柄处连出的电缆条数减少。
[0055]综上所述，本实用新型可以直接减少了电缆条数(举例中把八根连线减少至五根连线)，减轻了电缆重量，操作人员在使用时，减轻了负担，给操作人员带来了方便等。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0056]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种直流无刷电机的连线电路，连接于霍尔传感器与该直流无刷电机的驱动单元之间，其特征在于，所述连线电路包括: I/o单元； 电源转换单元，电性连接所述I/o单元，将所述I/O单元中的电压转换为直流电压； 微处理单元，分别电性连接所述电源转换单元、所述霍尔传感器及所述驱动单元，接收所述电源转换单元输出的直流电压并根据所述霍尔传感器的位置信号进行整合编码而输出编码数据至所述驱动单元。
2.根据权利要求1所述的直流无刷电机的连线电路，其特征在于:所述I/o单元包括三个相线，具有三个输入端及三个输出端，所述霍尔传感器向所述微处理单元输出三个相对独立的位置信号。
3.根据权利要求1所述的直流无刷电机的连线电路，其特征在于:所述驱动单元分别与所述I/o单元及所述微处理单元电性连接，根据所述微处理单元的编码数据进行解码而通过计算后输出电信号至所述I/o单元。
4.一种直流无刷电机装置，其特征在于，包括带霍尔传感器的电机本体、具有驱动单元的驱动板及一端与所述电机本体第一电性连接而另一端与所述驱动板第二电性连接的转换板，所述转换板上设置有连线电路，所述连线电路包括: I/O单元，分别连接所述电机本体及所述驱动板； 电源转换单元，电性连接所述I/O单元，将所述I/O单元中的电压转换为直流电压； 微处理单元，分别电性连接所述电源转换单元、所述霍尔传感器及所述驱动单元，接收所述电源转换单元输出的直流电压并根据所述霍尔传感器的位置信号进行整合编码而输出编码数据至所述驱动单元。
5.根据权利要求4所述的直流无刷电机装置，其特征在于:所述I/O单元包括三个相线，具有三个输入端及三个输出端，所述霍尔传感器向所述微处理单元输出三个相对独立的位置信号。
6.根据权利要求5所述的直流无刷电机装置，其特征在于:所述驱动单元分别与所述I/O单元及所述微处理单元电性连接，根据所述微处理单元的编码数据进行解码而通过计算后输出电信号至所述I/O单元。
7.根据权利要求6所述的直流无刷电机装置，其特征在于:所述转换板及所述电机本体设置于手柄壳体内。
【文档编号】H02K11/00GK203608124SQ201320764493
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】郭毅军, 王宇侠, 刘伟 申请人:重庆西山科技有限公司