一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機的製作方法

2023-05-30 13:27:06 3

本實用新型涉及縫紉機技術領域，特別是涉及一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機。

背景技術：

目前，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對服裝的使用需求也越來越高，因此，服裝製造業已經成為與人們的生活水平息息相關的重要產業。

在服裝製造業中，為了高效、高質量地進行服裝的生產，縫紉機得到了廣泛的應用，尤其是其中的工業縫紉機，工業縫紉機作為適於縫紉工廠或其他工業部門中大量生產用的縫製工件的縫紉機，目前服裝、鞋帽等需要用縫紉機的工廠都是用工業縫紉機，工業縫紉機更加廣泛地應用於批量製造服裝的服裝生產企業中。

對於目前的工業縫紉機，用於驅動電機的電機驅動模塊通常外掛在縫紉機電機殼體的外面，不僅佔用了較多的空間，並且電機驅動模塊容易受到外力作用而發生損壞，因此，將會給服裝生產企業帶來不必要的經濟損失，增加服裝生產企業的整體服裝生產成本，同時也容易出現安全隱患，並且降低了縫紉機的整體使用壽命。

因此，目前迫切需要開發一種技術，其可以讓縫紉機的電機驅動模塊不容易受到外力的損傷，並且可以節約縫紉機的整體體積，避免出現不必要的安全隱患，同時保證縫紉機的整體使用壽命，降低服裝生產企業的整體服裝生產成本。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機，其可以讓縫紉機的電機驅動模塊不容易受到外力的損傷，並且可以節約縫紉機的整體體積，避免出現不必要的安全隱患，同時保證縫紉機的整體使用壽命，降低服裝生產企業的整體服裝生產成本，具有重大的生產實踐意義。

為此，本實用新型提供了一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機，包括電機驅動電路，所述電機驅動電路設置在所述縫紉機的主板上，所述電機驅動電路包括主控制器、電機驅動模塊、直流電源、驅動輸出控制模塊和電機工作模塊；

所述主控制器與電機驅動模塊相連接，所述電機驅動模塊與所述驅動輸出控制模塊相連接；

所述驅動輸出控制模塊還分別與所述直流電源和所述電機工作模塊相連接。

其中，所述主控制器，用於輸出脈衝寬度調製PWM控制信號給電機驅動模塊；

所述驅動輸出控制模塊，位於所述直流電源和電機工作模塊之間，用於根據所述電機驅動模塊的控制，將所述直流電源和電機工作模塊之間的連接導通或者斷開；

所述電機驅動模塊，用於對所述驅動輸出控制模塊進行導通和斷開的控制。

其中，所述電機驅動模塊包括電機驅動驅動控制晶片U21，所述電機驅動驅動控制晶片U21的輸入電源端VCC分別接第一直流電壓輸入接口T1、電容C92、電容C93、二極體D4的正極、二極體D5的正極和二極體D6的正極；

所述電容C92和電容C93接地；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN1通過電阻R88與所述主控制器相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN2通過電阻R89與所述主控制器相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN3通過電阻R90與所述主控制器相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN1通過電阻R93與所述主控制器相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN2通過電阻R94與所述主控制器相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN3通過電阻R95與所述主控制器相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的過流信號輸出端FAULT通過一個電阻R96與第二直流電壓輸入接口T2相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的過流關斷信號輸入端ITRIP通過一個電阻R97接地；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的使能端EN通過一個電阻R98與所述第二直流電壓輸入接口T2相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的清除過流信號端RCIN分別接電阻R99和電容C101，所述電阻R99與所述第二直流電壓輸入接口T2相接，所述電容C101接地；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的接地端VSS接地；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的公共輸出端COM空置；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一低壓側驅動信號輸出端LO1與所述驅動輸出控制模塊中的絕緣柵雙極型電晶體Q4的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二低壓側驅動信號輸出端LO2與所述驅動輸出控制模塊中的絕緣柵雙極型電晶體Q5的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三低壓側驅動信號輸出端LO3與所述驅動輸出控制模塊中的絕緣柵雙極型電晶體Q6的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一高壓側驅動信號輸出端HO1與所述驅動輸出控制模塊中的絕緣柵雙極型電晶體Q1的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二高壓側驅動信號輸出端HO2與所述驅動輸出控制模塊中的絕緣柵雙極型電晶體Q2的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三高壓側驅動信號輸出端HO3與所述驅動輸出控制模塊中的絕緣柵雙極型電晶體Q3的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一高端浮置電源電壓端VB 1與所述二極體D4的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二高端浮置電源電壓端VB 2與所述二極體D5的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三高端浮置電源電壓端VB 3與所述二極體D6的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21上具有的三個低端固定電源電壓端NC空置；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一高端浮置電源偏移電壓端VS 1通過一個電容C96與所述二極體D4的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二高端浮置電源偏移電壓端VS 2通過一個電容C99與所述二極體D5的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三高端浮置電源偏移電壓端VS 3通過一個電容C100與所述二極體D6的負極相接。

其中，所述驅動輸出控制模塊包括絕緣柵雙極型電晶體Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6；

所述絕緣柵雙極型電晶體Q1的集電極、Q2集電極和Q3集電極與所述直流電源的正極輸出端UDC相接在一起；

所述絕緣柵雙極型電晶體Q4的發射極、Q5的發射極和Q6的發射極與所述直流電源300的負極輸出端UDC-相接在一起；

所述絕緣柵雙極型電晶體Q1的發射極和Q4的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型電晶體Q1的發射極和Q4的集電極之間的節點S1與所述電機工作模塊的第一電壓輸入端L1相連接；

所述絕緣柵雙極型電晶體Q2的發射極和Q5的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型電晶體Q2的發射極和Q5的集電極之間的節點S2與所述電機工作模塊的第二電壓輸入端L2相連接；

所述絕緣柵雙極型電晶體Q3的發射極和Q6的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型電晶體Q3的發射極和Q6的集電極之間的節點S3與所述電機工作模塊的第三電壓輸入端L3相連接。

其中，所述電機驅動驅動控制晶片U21是電機驅動驅動控制晶片IR2136。

其中，所述直流電源的正極輸出端UDC+和負極輸出端UDC-之間連接有一個電容C3。

其中，所述主控制器為所述智能縫紉機主板上安裝中央處理器CPU、數位訊號處理器DSP或者單片機MCU。

由以上本實用新型提供的技術方案可見，與現有技術相比較，本實用新型提供的一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機，其可以讓縫紉機的電機驅動模塊不容易受到外力的損傷，並且可以節約縫紉機的整體體積，避免出現不必要的安全隱患，同時保證縫紉機的整體使用壽命，降低服裝生產企業的整體服裝生產成本，具有重大的生產實踐意義。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機中電機驅動電路的結構方框圖；

圖2為本實用新型提供的一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機中電機驅動電路的主控制器與電機驅動模塊之間的電路連接示意圖；

圖3為本實用新型提供的一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機中電機驅動電路的電機驅動模塊、驅動輸出控制模塊、直流電源與電機工作模塊之間的電路連接示意圖；

圖中，100為主控制器，200為電機驅動模塊，300為直流電源，400為驅動輸出模塊，500為電機工作模塊。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1為本實用新型提供的一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機中電機驅動電路的結構方框圖，圖2為本實用新型提供的一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機中電機驅動電路的主控制器與電機驅動模塊之間的電路連接示意圖，圖3為本實用新型提供的一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機中電機驅動電路的電機驅動模塊、驅動輸出控制模塊、直流電源與電機控制晶片之間的電路連接示意圖。

參見圖1，本實用新型提供了一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機，包括電機驅動電路，所述電機驅動電路設置在所述縫紉機的主板上，所述電機驅動電路包括主控制器100、電機驅動模塊200、直流電源300、驅動輸出控制模塊400和電機工作模塊500；

所述主控制器100與電機驅動模塊200相連接，所述電機驅動模塊200與所述驅動輸出控制模塊400相連接；

所述驅動輸出控制模塊400還分別與所述直流電源300和所述電機工作模塊500相連接。

一併參見圖2、圖3，所述主控制器100，用於輸出脈衝寬度調製(PWM)控制信號給電機驅動模塊200；

所述驅動輸出控制模塊400，位於所述直流電源300和電機工作模塊500之間，用於根據所述電機驅動模塊200的控制，將所述直流電源300和電機工作模塊500之間的連接導通或者斷開；

所述電機驅動模塊200，用於對所述驅動輸出控制模塊400進行導通和斷開的控制。

在本實用新型中，具體實現上，參見圖2、圖3，所述電機驅動模塊200包括電機驅動驅動控制晶片U21，所述電機驅動驅動控制晶片U21的輸入電源端VCC分別接第一直流電壓輸入接口T1、電容C92、電容C93、二極體D4的正極、二極體D5的正極和二極體D6的正極；

所述電容C92和電容C93接地；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN1通過電阻R88與所述主控制器100相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN2通過電阻R89與所述主控制器100相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN3通過電阻R90與所述主控制器100相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN1通過電阻R93與所述主控制器100相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN2通過電阻R94與所述主控制器100相連接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN3通過電阻R95與所述主控制器100相連接；

在本實用新型中，具體實現上，所述主控制器100可以採用半導體公司德州儀器TI生產的數位訊號處理晶片TMS320F28020，這是一款數位訊號處理DSP晶片，其內置增強型脈寬調製器(ePWM)功能和高解析度PWM(HRPWM)功能。

在本實用新型中，具體實現上，所述第一高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN1與所述主控制器100(如控制器TMS320F28020)的第一增強型PWM1輸出端A1(即為引腳29)相接；

所述第二高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN2與所述主控制器100(如控制器TMS320F28020)的第二增強型PWM2輸出端A2(引腳37)相接；

所述第三高壓側驅動邏輯信號輸入端HIN3與所述主控制器100(如控制器TMS320F28020)的第三增強型PWM3輸出A3(即引腳39)；

所述第一低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN1與所述主控制器100(如控制器TMS320F28020)的第一增強型PWM1輸出端B1(即引腳28)相接，所述第二低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN2與所述主控制器100(如控制器TMS320F28020)的第三增強型PWM2輸出B2(即引腳38)相接，所述第三低壓側驅動邏輯信號輸入端LIN3與所述主控制器100(如控制器TMS320F28020)的第三增強型PWM3輸出B3(即引腳40)相接。

所述電機驅動驅動控制晶片U21的過流信號輸出端FAULT通過一個電阻R96與第二直流電壓輸入接口T2相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的過流關斷信號輸入端ITRIP通過一個電阻R97接地；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的使能端EN通過一個電阻R98與所述第二直流電壓輸入接口T2相接；

具體實現上，所述第一直流電壓輸入接口T1的直流電壓為+15V，所述第二直流電壓輸入接口T2的直流電壓為+15V；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的清除過流信號端RCIN分別接電阻R99和電容C101，所述電阻R99與所述第二直流電壓輸入接口T2相接，所述電容C101接地；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的接地端VSS接地；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的公共輸出端COM空置；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一低壓側驅動信號輸出端LO1與所述驅動輸出控制模塊400中的絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)Q4的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二低壓側驅動信號輸出端LO2與所述驅動輸出控制模塊400中的絕緣柵雙極型電晶體Q5的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三低壓側驅動信號輸出端LO3與所述驅動輸出控制模塊400中的絕緣柵雙極型電晶體Q6的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一高壓側驅動信號輸出端HO1與所述驅動輸出控制模塊400中的絕緣柵雙極型電晶體Q1的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二高壓側驅動信號輸出端HO2與所述驅動輸出控制模塊400中的絕緣柵雙極型電晶體Q2的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三高壓側驅動信號輸出端HO3與所述驅動輸出控制模塊400中的絕緣柵雙極型電晶體Q3的柵極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一高端浮置電源電壓端VB 1與所述二極體D4的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二高端浮置電源電壓端VB 2與所述二極體D5的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三高端浮置電源電壓端VB 3與所述二極體D6的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21上具有的三個低端固定電源電壓端NC空置；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第一高端浮置電源偏移電壓端VS 1通過一個電容C96與所述二極體D4的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第二高端浮置電源偏移電壓端VS 2通過一個電容C99與所述二極體D5的負極相接；

所述電機驅動驅動控制晶片U21的第三高端浮置電源偏移電壓端VS 3通過一個電容C100與所述二極體D6的負極相接。

在本實用新型中，具體實現上，所述電機驅動驅動控制晶片U21優選是電機驅動驅動控制晶片IR2136。

在本實用新型中，參見圖2、圖3，所述驅動輸出控制模塊400包括絕緣柵雙極型電晶體Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6；

所述絕緣柵雙極型電晶體Q1的集電極、Q2集電極和Q3集電極與所述直流電源300的正極輸出端UDC相接在一起；

所述絕緣柵雙極型電晶體Q4的發射極、Q5的發射極和Q6的發射極與所述直流電源300的負極輸出端UDC-相接在一起；

具體實現上，所述絕緣柵雙極型電晶體Q1的發射極和Q4的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型電晶體Q1的發射極和Q4的集電極之間的節點S1與所述電機工作模塊500的第一電壓輸入端L1相連接；

具體實現上，所述絕緣柵雙極型電晶體Q2的發射極和Q5的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型電晶體Q2的發射極和Q5的集電極之間的節點S2與所述電機工作模塊500的第二電壓輸入端L2相連接；

具體實現上，所述絕緣柵雙極型電晶體Q3的發射極和Q6的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型電晶體Q3的發射極和Q6的集電極之間的節點S3與所述電機工作模塊500的第三電壓輸入端L3相連接；

所述電機工作模塊500的接地端GND接地。

對於本實用新型，具體實現上，所述主控制器100可以為所述智能縫紉機主板上安裝中央處理器CPU、數位訊號處理器DSP或者單片機MCU。

在本實用新型中，具體實現上，參見圖3，所述電機工作模塊500為電機工作晶片P3。

在本實用新型中，具體實現上，所述電機工作晶片P3可以為連接電動機的端子，目前可以選擇寧波晨翔電子有限公司的型號為DS1074-4(針腳間距5.08mm)的電源輸入接口端子。

參見圖3，在本實用新型中，所述直流電源300的正極輸出端UDC+和負極輸出端UDC-之間連接有一個電容C3，所述電容C3用於對所述直流電源300輸出的電壓進行濾波整流。

需要說明的是，對於本實用新型，在縫紉機的主板上集成設置有所述電機驅動電路，無需外掛在縫紉機電機殼體的外面，節約了較多的空間，且由於有電機外殼的保護，從而讓電機驅動模塊不容易受到外力的損傷。對於本實用新型，在所述電機驅動電路中，主控制器100將脈衝寬度調製PWM控制信號輸出給電機驅動驅動控制晶片U21(如IR2136晶片)，然後由電機驅動驅動控制晶片U21分別輸出六路驅動脈衝控制信號給絕緣柵雙極型電晶體Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，對絕緣柵雙極型電晶體Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6的開關進行控制，從而實現控制所述直流電源300和電機工作模塊500之間的連接導通或者斷開，也就是實現了對電機工作晶片的控制，最終實現了對電機的控制。

綜上所述，與現有技術相比較，本實用新型提供的一種具有新型電機驅動功能的智能縫紉機，其可以讓縫紉機的電機驅動模塊不容易受到外力的損傷，並且可以節約縫紉機的整體體積，避免出現不必要的安全隱患，同時保證縫紉機的整體使用壽命，降低服裝生產企業的整體服裝生產成本，具有重大的生產實踐意義。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。