本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种移动式机器人用双速率冗余电子驱动系统。
背景技术：
常规电机在出厂之后其中的绕组匝数是固定不变的，所以电机一旦完成生产，其转速特性和扭矩特性也不再发生变化。由于驱动系统中，驱动器所提供的最大电流Imax是一定的，不是任意无穷大，所以根据公式的推导，常规电机驱动系统提供的最大扭矩也是不变的。因此，传统电机驱动的移动式机器人最高车速是一定的，最大牵引力也是一定的。
移动式机器人在特定场合中的设计问题因此出现，例如军用警用机器人，经常会被要求完成爬楼、穿越泥坑、穿越废墟等高难度越野任务，同时要具有高机动性能。因此使用传统电机时往往会因为爬楼等越野功能的需要把驱动系统配置成一个大扭矩驱动系统，从而丧失了高速机动性能，或者使用沉重的可变速比机械减速器进行减速比切换。在低阻力平地使用低减速比获得较高车速，在越野大阻力场地使用高减速比获得最大牵引力。但是在20公斤级机器人中使用高载荷可变速比减速器几乎是不可能的，因为减速器太大，用在紧凑设备上完全不可能。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种移动式机器人用双速率冗余电子驱动系统，以达到重量轻、结构紧凑、故障率低，能够在不同路面获得最大速度和牵引力效能的目的。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种移动式机器人用双速率冗余电子驱动系统，包括星形绕组，所述星形绕组包括绕组A1、B1和C1，所述星形绕组的一端接成公共点，不引出，另一端分别输出引线U1、V1和W1，所述引线U1、V1和W1连接驱动器一；所述绕组A1、B1和C1分别串联绕组A2、B2和C2，并分别输出引线U2、V2和W2，所述引线U2、V2和W2连接驱动器二；所述驱动器一和驱动器二并联霍尔角度传感器，且驱动器一和驱动器二均连接牵引力控制系统。
上述方案中，所述牵引力控制系统通过串行控制总线与驱动器一和驱动器二进行通信连接。
上述方案中，所述驱动器一和驱动器二通过霍尔角度传感器总线与霍尔角度传感器连接。
进一步的技术方案中，所述绕组A1、B1和C1为M匝Φ1铜丝绕制而成，绕组A2、B2和C2为N匝Φ2铜丝绕制而成，Φ1与Φ2相同或不同。
进一步的技术方案中，所述驱动器一和驱动器二均采用MOSFET作为功率元件。
通过上述技术方案，本实用新型提供的双速率冗余电子驱动系统在电机绕组方面可以让使用此结构的电机具有2个转速-扭矩工作特性，因此可以让使用此系统的机器人在不同路面获得最大速度和牵引力效能，而不必借助复杂的机械变速机构，因此具有如下优点：
(1)省掉可变速比减速器，就可以达到有减速器的效果；
(2)省掉减速器所占的空间和重量，使机器人结构可以更加紧凑；
(3)与使用蛮力的设计方式相比，本系统使用的电机功率可以做的更低，再次减少系统重量；
(4)与单个驱动器的常规驱动系统相比，本冗余驱动系统故障率更低。
冗余驱动器方面：
由于本实用新型使用的是两路冗余驱动方式，由于采用MOSFET作为功率元件的驱动器其本身就有体积小功率密度高的优点，所以使用两个驱动器分别对绕组驱动，大大降低了使用开关方式进行绕组切换方式的电路体积和发热量。由于没有使用继电器的切换，本套系统完全使用MOSFET为功率元件，因此工作过程中不会产生任何火花，可以应用在防爆领域。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型实施例所公开的一种移动式机器人用双速率冗余电子驱动系统接线示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型提供了一种移动式机器人用双速率冗余电子驱动系统，如图1所示的结构，该驱动系统可以根据不同的路况获得不同的速度和牵引力效能。
如图1所示的移动式机器人用双速率冗余电子驱动系统，包括星形绕组，星形绕组包括绕组A1、B1和C1，星形绕组的一端接成公共点，不引出，另一端分别输出引线U1、V1和W1，引线U1、V1和W1连接驱动器一；绕组A1、B1和C1分别串联绕组A2、B2和C2，并分别输出引线U2、V2和W2，引线U2、V2和W2连接驱动器二；绕组A1、B1和C1为M匝Φ1铜丝绕制而成，绕组A2、B2和C2为N匝Φ2铜丝绕制而成，Φ1与Φ2相同或不同，可以根据电机需要进行设计。
驱动器一和驱动器二并联霍尔角度传感器，驱动器一和驱动器二通过霍尔角度传感器总线与霍尔角度传感器连接。驱动器一和驱动器二均连接牵引力控制系统；牵引力控制系统通过串行控制总线与驱动器一和驱动器二进行通信连接。
驱动器一和驱动器二均采用MOSFET作为功率元件。牵引力控制系统TCU负责对两个驱动器进行管理，通过串行总线对两个驱动器进行双线通信，通信种可以发送转速和截止等命令代码，并且获得电机转速数据，以及状态代码。
当驱动器一对U1，V1，W1驱动的时候，驱动器二关闭，绕组A1，B1，C1有电流流过，此时电机相当于一个M匝的电机，具有M匝电机的特性，可以获得最高转速常数。
当驱动器二对U2，V2，W2驱动的时候，驱动器一关闭，绕组A1，B1，C1和A2，B2，C2都有电流流过，此时电机相当于一个M+N匝的电机，具有M+N匝电机的特性，可以获得最高转矩。
因此，当机器人在低阻力地面行驶的时候，系统由驱动器一驱动，此时机器人可以获得最大行驶车速。当机器人需要爬楼、穿越废墟的时候，系统由驱动器二驱动，此时机器人可以获得最大牵引力。
由于驱动器一和驱动器二都可以让机器人行走，因此驱动器一和驱动器二可组成冗余系统，由牵引力控制系统TCU控制。当某一驱动器出现故障时，由牵引力控制系统负责控制其关闭，由另外一个正常驱动器提供电机运转控制。
设单独一个驱动器的故障概率为β，系统整体故障概率为λ，因为两个驱动器相对独立，因此只有当两个驱动器同时损坏的时候才认定驱动系统失效。所以系统整体故障概率λ＝β*β，因为单独驱动器的故障概率β远小于1，所以此冗余系统的故障概率相远小于普通单路驱动系统的故障概率，即λ<<β。因此，此结构的驱动系统特别适合警用军用以及其他对可靠性要求很高的场合。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。