一种电机检测系统和牙科种植机的制作方法

1.本技术涉及电机控制、牙科医疗器械技术领域，尤其涉及电机检测系统和种植机。


背景技术：

2.牙科种植机在工作时，需要监测电动机(以下简称电机)的转速，由此判断电机运行状态是否异常。
3.牙科种植机可以采用带霍尔传感器的电机，其中，通过霍尔传感器检测电机转子的位置，再通过霍尔传感器异常检测程序判断电机运行是否正常。
4.霍尔传感器的接线数量较多，为此，出现故障的概率也比较大。如果一旦霍尔传感器的线路出现故障，则无法对电机的转速进行监测。
5.因此，如何应对电机电路中的霍尔传感器的线路故障，是需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种电机检测系统和牙科种植机，以解决现有技术中应对霍尔传感器的线路故障的技术问题。
7.为实现上述目的，本技术实施例采取了如下技术方案。
8.第一方面，本技术实施例提供一种电机检测系统，包括电机、控制模块、绕组采样模块和霍尔信号检测模块。
9.所述控制模块分别与所述电机、所述绕组采样模块和所述霍尔信号检测模块电连接，所述电机分别与所述绕组采样模块和所述霍尔信号检测模块电连接；
10.所述绕组采样模块用于采集所述电机各个绕组的反电动势；所述霍尔信号检测模块用于检测所述电机的霍尔信号。
11.可选地，所述控制模块包括数字信号处理器、驱动电路和逆变电路；
12.所述数字信号处理器分别与所述绕组采样模块、所述霍尔信号检测模块电连接和所述驱动电路电连接，所述驱动电路与所述逆变电路电连接，所述逆变电路与所述电机电连接。
13.可选地，所述逆变电路为三相全桥逆变电路。
14.可选地，所述三相全桥逆变电路包括第一桥臂单元、第二桥臂单元和第三桥臂单元；所述第一桥臂单元、所述第二桥臂单元和所述第三桥臂单元并联于第一并联连接点和第二并联连接点之间；
15.所述第一桥臂单元包括同向串联的一号mos管、二号mos管，所述一号mos管和所述二号mos管之间的连接点为第一串联连接点；
16.所述第二桥臂单元包括同向串联的三号mos管、四号mos管，所述三号mos管和所述四号mos管之间的连接点为第二串联连接点；
17.所述第三桥臂单元包括同向串联的五号mos管、六号mos管，所述五号mos管和所述六号mos管之间的连接点为第三串联连接点；
18.上述mos管的控制端均与所述驱动电路电连接；
19.所述第一并联连接点与所述第二并联连接点用于连接于电源；
20.所述第一串联连接点、所述第二串联连接点和所述第三串联连接点用于连接所述电机的三相绕组。
21.可选地，所述驱动电路包括三组驱动端，每组驱动端包括正驱动端和负驱动端，用于与一个桥臂单元中的两个mos管的控制端连接，且正驱动端和负驱动端用于输出相对立的逻辑信号。
22.可选地，所述霍尔信号检测模块包括第一检测电阻、第二检测电阻和第三检测电阻；
23.所述第一检测电阻的第一端、所述第二检测电阻的第一端和所述第三检测电阻的第一端连接于检测电源，所述第一检测电阻的第二端、所述第二检测电阻的第二端和所述第三检测电阻的第二端分别连接三相霍尔信号。
24.可选地，所述电机检测系统还包括电流放大电路，所述绕组采样模块通过所述电流放大电路连接于所述控制模块。
25.可选地，所述电机检测系统还包括电流滤波电路，所述电流放大电路通过所述电流滤波电路连接于所述控制模块。
26.可选地，所述电机检测系统还包括霍尔信号滤波电路，所述霍尔信号检测模块通过所述霍尔信号滤波电路连接于所述控制模块。
27.第二方面，本技术实施例提供一种牙科种植机，包括牙科手机、传动机构和第一方面的电机检测系统。
28.相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
29.本技术实施例提供的电机检测系统和牙科种植机，包含了霍尔信号检测模块和绕组采样模块，如果检测霍尔信号检测模块出现异常，控制模块能自动控制切换到绕组采样模块，即使电机电路中的霍尔传感器的线路故障，也能够通过绕组采样模块感知电机状态，进而进行控制；如果检测到绕组采样模块出现异常，可以自动切换到霍尔信号检测模块。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.图1为本技术实施例提供的一种电机检测系统示意图；
32.图2为本技术实施例提供的一种包括数字信号处理器、驱动电路和逆变电路的电机检测系统示意图；
33.图3为本技术实施例提供的一种三相全桥逆变电路示意图；
34.图4为本技术实施例提供的一种驱动电路示意图；
35.图5为本技术实施例提供的一种绕组采样模块连接于三相全桥逆变电路的示意图；
36.图6为本技术实施例提供的一种电流放大电路和电流滤波电路示意图；
37.图7为本技术实施例提供的一种霍尔信号检测模块和霍尔信号滤波电路示意图；
38.图8为本技术实施例提供的另一种电机检测系统示意图。
39.附图标记说明：
40.10-电机
41.20-控制模块
42.21-数字信号处理器
43.22-驱动电路
44.23-逆变电路
45.231-第一桥臂单元
46.232-第二桥臂单元
47.233-第三桥臂单元
48.30-绕组采样模块
49.301-电流放大电路
50.302-电流滤波电路
51.40-霍尔信号检测模块
52.401-霍尔信号滤波电路
53.50-传动机构
54.60-牙科手机
具体实施方式
55.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
56.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.在本技术的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
58.现有的电机电路中，由于霍尔传感器的接线数量较多，出现故障的概率也比较大。如果一旦霍尔传感器的线路出现故障，则无法对电机的转速进行监测。
59.为了应对以上问题，可参阅图1，本技术实施例提供了一种电机10检测系统，包括电机10、控制模块20、绕组采样模块30和霍尔信号检测模块40。电机10可选用带霍尔传感器的无刷电机，或者在电机10安装霍尔传感器。霍尔传感器可以形成霍尔信号，检测电机10转子进而判断电机10的转速等运行状态。
60.其连接关系为：控制模块20分别与电机10、绕组采样模块30和霍尔信号检测模块
40电连接，电机10分别与绕组采样模块30和霍尔信号检测模块40电连接。
61.绕组采样模块30用于采集电机10各个绕组的反电动势。霍尔信号检测模块40用于检测电机10的霍尔信号。
62.如果检测霍尔信号检测模块40出现异常，控制模块20能自动控制切换到绕组采样模块30，即使电机10电路中的霍尔传感器的线路故障，也能够通过绕组采样模块30感知电机10状态，进而进行控制；如果检测到绕组采样模块30出现异常，可以自动切换到霍尔信号检测模块40。
63.只需要在控制模块20中存储霍尔传感器异常信号检测程序，霍尔传感器异常信号检测程序可以实现上述功能。
64.控制模块20的一种实施方式如图2，控制模块20包括数字信号处理器21、驱动电路22和逆变电路23。
65.其连接关系为：数字信号处理器21分别与绕组采样模块30、霍尔信号检测模块40电连接和驱动电路22电连接，驱动电路22与逆变电路23电连接，逆变电路23与电机10电连接。
66.驱动电路22和逆变电路23可以由mos管实现，逆变电路23可以为三相全桥逆变电路23。
67.图3展示了一种mos管组成的三相全桥逆变电路23，包括第一桥臂单元231、第二桥臂单元232和第三桥臂单元233。连接关系描述如下：
68.第一桥臂单元231、第二桥臂单元232和第三桥臂单元233并联于第一并联连接点和第二并联连接点之间；
69.第一桥臂单元231包括同向串联的一号mos管m1、二号mos管m2，一号mos管m1和二号mos管m2之间的连接点为第一串联连接点；
70.第二桥臂单元232包括同向串联的三号mos管m3、四号mos管m4，三号mos管m3和四号mos管m4之间的连接点为第二串联连接点；
71.第三桥臂单元233包括同向串联的五号mos管m5、六号mos管m6，五号mos管m5和六号mos管m6之间的连接点为第三串联连接点；
72.上述mos管的控制端均与驱动电路不同端电连接，如图3，m1连接驱动电路的gh_a端，m2连接驱动电路的gl_a端，对应地，m3连接驱动电路的gh_b端，m4连接驱动电路的gl_a端，m5连接驱动电路的gh_c端，m6连接驱动电路的gl_c端；即驱动电路包括三组驱动端，每组驱动端包括正驱动端gh和负驱动端gl，用于与一个桥臂单元中的两个mos管的控制端连接，且正驱动端和负驱动端用于输出相对立的逻辑信号；
73.第一并联连接点与第二并联连接点用于连接于电源，即图3中的udc和地；
74.第一串联连接点、第二串联连接点和第三串联连接点用于连接电机的三相绕组，分别为图3中的u、v、w。
75.驱动电路可以包括ir2101或ir2102芯片。如图4，芯片的ho、lo端分别为正驱动端和负驱动端，芯片的vs用于为其中的mos管提供源极电压以形成足够的栅源电压。hin、lin端用于连接控制模块的pwm_aho端和pwm_alo端。
76.对应于三相绕组，绕组采样模块可以设置三个采样电阻，采样电阻与所检测的一相绕组成串联关系，图5给出了一种示例，即串联于三相全桥逆变电路的mos管和地之间。还
可以设置于mos管和电机之间。检测每个电阻两端的电压即检测信号。
77.若采样的反电动势的信号较小，为了更好地处理较小的信号，可以设置电流放大电路如图6，放大电路包括运放、若干电阻和电源，绕组采样模块通过电流放大电路连接于控制模块，为了使采样的信号稳定，可以设置电流滤波电路，运放的输出端ic-out通过rc组成的电流滤波电路输出为ext_ic-fb，连接于控制模块。
78.对应于三相绕组，霍尔信号检测模块包括三个检测电阻，如图7。
79.三个检测电阻的第一端连接于检测电源vdd33d，三个检测电阻的第二端分别连接三相霍尔信号halla_in、hallb_in、hallc_in。为了使霍尔信号稳定，可以设置霍尔信号滤波电路，霍尔信号检测模块的输出端halla_1、hallb_1、hallc_1通过rc组成的电流滤波电路输出为halla、hallb、hallc，连接于控制模块。
80.图8展示了整体框架示意，包括牙科手机、传动机构和上述的电机检测系统。图中dsp控制器为电机检测系统中的数字信号处理器21，dsp控制器的pwm硬件接口用于向驱动电路输出驱动信号，dsp控制器的adc硬件接口用于通过电流放大电路301、电流滤波电路302接收绕组采样模块采集的反电动势的信号，dsp控制器的gpio硬件接口用于通过霍尔信号检测模块40、霍尔信号滤波电路401接收霍尔信号，以掌握电机状态、进而控制电机。电机10通过传动机构50连接到牙科手机60。
81.本技术还提供一种牙科种植机，包括上述的牙科手机、传动机构和电机检测系统。
82.总体来说，本技术提出了一种电机检测系统和牙科种植机，涉及电机控制、牙科医疗器械技术领域。该电机检测系统包括电机、控制模块、绕组采样模块和霍尔信号检测模块。绕组采样模块用于采集电机各个绕组的反电动势；霍尔信号检测模块用于检测电机的霍尔信号。如果检测霍尔信号检测模块出现异常，控制模块能自动控制切换到绕组采样模块，即使电机电路中的霍尔传感器的线路故障，也能够通过绕组采样模块感知电机状态，进而进行控制；如果检测到绕组采样模块出现异常，可以自动切换到霍尔信号检测模块。
83.以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
84.上述仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种电机检测系统，其特征在于，包括电机、控制模块、绕组采样模块和霍尔信号检测模块；所述控制模块分别与所述电机、所述绕组采样模块和所述霍尔信号检测模块电连接，所述电机分别与所述绕组采样模块和所述霍尔信号检测模块电连接；所述绕组采样模块用于采集所述电机各个绕组的反电动势；所述霍尔信号检测模块用于检测所述电机的霍尔信号。2.如权利要求1所述的电机检测系统，其特征在于，所述控制模块包括数字信号处理器、驱动电路和逆变电路；所述数字信号处理器分别与所述绕组采样模块、所述霍尔信号检测模块电连接和所述驱动电路电连接，所述驱动电路与所述逆变电路电连接，所述逆变电路与所述电机电连接。3.如权利要求2所述的电机检测系统，其特征在于，所述逆变电路为三相全桥逆变电路。4.如权利要求3所述的电机检测系统，其特征在于，所述三相全桥逆变电路包括第一桥臂单元、第二桥臂单元和第三桥臂单元；所述第一桥臂单元、所述第二桥臂单元和所述第三桥臂单元并联于第一并联连接点和第二并联连接点之间；所述第一桥臂单元包括同向串联的一号mos管、二号mos管，所述一号mos管和所述二号mos管之间的连接点为第一串联连接点；所述第二桥臂单元包括同向串联的三号mos管、四号mos管，所述三号mos管和所述四号mos管之间的连接点为第二串联连接点；所述第三桥臂单元包括同向串联的五号mos管、六号mos管，所述五号mos管和所述六号mos管之间的连接点为第三串联连接点；上述mos管的控制端均与所述驱动电路电连接；所述第一并联连接点与所述第二并联连接点用于连接于电源；所述第一串联连接点、所述第二串联连接点和所述第三串联连接点用于连接所述电机的三相绕组。5.如权利要求4所述的电机检测系统，其特征在于，所述驱动电路包括三组驱动端，每组驱动端包括正驱动端和负驱动端，用于与一个桥臂单元中的两个mos管的控制端连接，且正驱动端和负驱动端用于输出相对立的逻辑信号。6.如权利要求1所述的电机检测系统，其特征在于，所述霍尔信号检测模块包括第一检测电阻、第二检测电阻和第三检测电阻；所述第一检测电阻的第一端、所述第二检测电阻的第一端和所述第三检测电阻的第一端连接于检测电源，所述第一检测电阻的第二端、所述第二检测电阻的第二端和所述第三检测电阻的第二端分别连接三相霍尔信号。7.如权利要求1所述的电机检测系统，其特征在于，所述电机检测系统还包括电流放大电路，所述绕组采样模块通过所述电流放大电路连接于所述控制模块。8.如权利要求7所述的电机检测系统，其特征在于，所述电机检测系统还包括电流滤波电路，所述电流放大电路通过所述电流滤波电路连接于所述控制模块。9.如权利要求1所述的电机检测系统，其特征在于，所述电机检测系统还包括霍尔信号滤波电路，所述霍尔信号检测模块通过所述霍尔信号滤波电路连接于所述控制模块。
10.一种牙科种植机，其特征在于，包括：牙科手机、传动机构和权利要求1-9任一项所述的电机检测系统。

技术总结
本申请实施例提供一种电机检测系统和牙科种植机，涉及电机控制、牙科医疗器械技术领域。该电机检测系统包括电机、控制模块、绕组采样模块和霍尔信号检测模块。绕组采样模块用于采集电机各个绕组的反电动势；霍尔信号检测模块用于检测电机的霍尔信号。如果检测霍尔信号检测模块出现异常，控制模块能自动控制切换到绕组采样模块，即使电机电路中的霍尔传感器的线路故障，也能够通过绕组采样模块感知电机状态，进而进行控制；如果检测到绕组采样模块出现异常，可以自动切换到霍尔信号检测模块。可以自动切换到霍尔信号检测模块。可以自动切换到霍尔信号检测模块。


技术研发人员：杨雄
受保护的技术使用者：桂林市啄木鸟医疗器械有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/8/26