CN111505933A - 伺服驱动器和伺服*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种伺服驱动器和伺服***。该伺服驱动器包括控制器模块、功率驱动模块、电机编码器和冗余安全模块；电机编码器用于检测伺服电机的动作，输出动作反馈值；功率驱动模块对伺服电机运行中的电信号进行检测，输出电信号反馈值；控制器模块，用于基于动作反馈值获取动作采样值，基于电信号反馈值获取电信号采样值，将动作采样值和电信号采样值发送给冗余安全模块；冗余安全模块用于基于动作采样值和电信号采样值进行冗余安全检测，形成目标STO信号；功率驱动模块用于基于目标STO信号，形成目标控制信号，基于目标控制信号控制伺服电机工作。该伺服驱动器具有紧急停止功能，避免伺服电机失控，使得人员受伤控制设备损坏的风险。

Description

伺服驱动器和伺服***

技术领域

本发明涉及伺服***技术领域，尤其涉及一种伺服驱动器和伺服***。

背景技术

当前伺服***广泛应用在工业自动化设备，工业机器人、协作机器人和AGV小车等领域。伺服***一般包括伺服电机和与伺服电机相连的伺服驱动器。伺服电机是指在伺服***中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，伺服电机可使控制速度和位置精度非常准确，可将电压信号转换成转矩或转速，以驱动工业机器人、协作机器人和AGV小车等控制设备。伺服驱动器是用来控制伺服电机工作的一种控制器，可通过位置、速度和力矩等方式对伺服电机进行控制，以实现高精度的传动***定位。

随着产业的升级和对安全要求的提升，对伺服驱动器的安全要求提出更高更严格的标准，作为核心部件，其设计是否合理，已经成本衡量伺服驱动器是否符合安全标准的必备条件。当前伺服驱动器普通可以实现运动控制的基本功能，但不具备安全功能或者安全功能不全面，使得其控制过程容易出现安全问题。为解决伺服驱动器不具备安全功能或者安全功能不全面所存在的问题，可采用外置安全PLC或者其他外部设备，来防止伺服驱动器控制失效，但这种方式价格昂贵且电路构建过程复杂，不利于推广和应用。

发明内容

本发明实施例提供一种伺服驱动器和伺服***，以解决现有伺服驱动器不具备安全功能或者安全功能不全面所导致其控制伺服电机工作过程容易出现安全隐患的问题。

本发明实施例提供一种伺服驱动器，用于连接伺服电机，包括控制器模块、功率驱动模块、电机编码器和冗余安全模块；

所述电机编码器，与伺服电机和所述控制器模块相连，用于检测所述伺服电机的动作，向所述控制器模块输出动作反馈值；

所述功率驱动模块，与所述伺服电机和所述控制器模块相连，用于对所述伺服电机运行中的电信号进行检测，向所述控制器模块输出电信号反馈值；

所述控制器模块，与所述电机编码器、所述功率驱动模块和所述冗余安全模块相连，用于基于所述电机编码器输出的动作反馈值，获取动作采样值；基于所述功率驱动模块输出的电信号反馈值，获取电信号采样值；将所述动作采样值和所述电信号采样值发送给所述冗余安全模块；

所述冗余安全模块，与所述控制器模块和所述功率驱动模块相连，用于基于所述动作采样值和所述电信号采样值进行冗余安全检测，形成目标STO信号，将所述目标STO信号发送给所述功率驱动模块；

所述功率驱动模块，还与所述冗余安全模块相连，用于基于所述冗余安全模块输出的目标STO信号，形成目标控制信号，基于所述目标控制信号控制所述伺服电机工作。

优选地，所述冗余安全模块包括第一处理器和与所述第一处理器相连的第二处理器；

所述第一处理器，与所述控制器模块和所述功率驱动模块相连，用于基于所述动作采样值和所述电信号采样值，获取第一比较结果；基于所述第一比较结果和所述第二处理器发送的第二比较结果，获取第一STO信号；

所述第二处理器，与所述控制器模块和所述功率驱动模块相连，用于基于所述动作采样值和所述电信号采样值，获取第二比较结果，基于所述第二比较结果和所述第一处理器发送的第一比较结果，获取第二STO信号；

其中，所述目标STO信号包括第一STO信号和第二STO信号。

优选地，所述冗余安全模块还包括与所述第一处理器相连的第一看门狗电路和与所述第二处理器相连的第二看门狗电路；

所述第一看门狗电路，用于实时监听所述第一处理器发送的第一喂狗信号，在预设监听周期内未接收到所述第一喂狗信号时，向所述第一处理器发送第一复位信号；

所述第二看门狗电路，用于实时监听所述第二处理器发送的第二喂狗信号，在预设监听周期内未接收到所述第二喂狗信号时，向所述第二处理器发送第二复位信号；

所述第一处理器，还用于在所述预设监听周期内向所述第一处理器发送第一喂狗信号，基于所述第一看门狗电路发送的所述第一复位信号复位；

所述第二处理器，还用于在所述预设监听周期内向所述第一处理器发送第二喂狗信号，基于所述第二看门狗电路发送的所述第二复位信号复位。

优选地，所述电信号反馈值包括电流反馈值和/或电压反馈值；

所述功率驱动模块包括驱动单元电路、电流传感器电路、电压采样电路和STO单元电路；

所述驱动单元电路，与所述控制器模块相连，用于对所述控制器模块输入的目标驱动信号进行电平转换和隔离处理，输出控制所述伺服电机工作的目标控制信号；

所述电流传感器电路，与所述驱动单元电路和所述伺服电机相连，用于检测所述伺服电机的工作电流，向所述控制器模块输出电流反馈值；

所述电压采样电路，与所述伺服电机的直流母线和所述控制器模块相连，用于采集所述伺服电机的母线电压，向所述控制器模块输出电压反馈值；

所述STO单元电路，与所述冗余安全模块和外部急停模块相连，用于对所述冗余安全模块输入的目标STO信号和所述外部急停模块输入的外部STO信号进行处理，输出控制所述伺服电机工作的目标控制信号。

优选地，所述STO单元电路包括第一与逻辑门、第二与逻辑门、第一PWM驱动芯片和第二PWM驱动芯片；

所述第一与逻辑门，与所述第一处理器和所述外部急停模块相连，用于基于所述第一处理器输入的所述第一STO信号和所述外部急停模块输入的所述外部STO信号，形成第一选通信号；

所述第二与逻辑门，与所述第二处理器和所述外部急停模块相连，用于基于所述第二处理器输入的所述第二STO信号和所述外部急停模块输入的所述外部STO信号，形成第二选通信号；

所述第一PWM驱动芯片，与所述第一与逻辑门和所述控制器模块相连，用于基于所述第一与逻辑门输入的所述第一选通信号和所述控制器模块输入的目标驱动信号，输出待控制信号；

所述第二PWM驱动芯片，与所述第二与逻辑门和所述第一PWM驱动芯片相连，用于基于所述第二与逻辑门输入的所述第二选通信号和所述第一PWM驱动芯片输入的所述待控制信号，输出控制所述伺服电机工作的目标控制信号。

优选地，所述控制器模块包括主控制单元、编码器接口电路、第一模数转换电路和第二模数转换电路；

所述编码器接口电路，与所述电机编码器相连，用于基于所述电机编码器输入的动作反馈值，向所述主控制单元输出动作采样值；

所述第一模数转换电路，与所述电流传感器电路相连，用于基于所述电流传感器电路输入的电流反馈值获取电流采样值，向所述主控制单元输出所述电流采样值；

所述第二模数转换电路，与所述电压采样电路相连，用于基于所述电压采样电路输入的电压反馈值获取电压采样值，向所述主控制单元输出电压采样值；

所述主控制单元，与所述编码器接口电路、所述第一模数转换电路、所述第二模数转换电路、所述第一处理器和所述第二处理器相连，用于接收所述编码器接口电路输入的所述动作采样值、所述第一模数转换电路输入的所述电流采样值和所述第二模数转换电路输入的所述电压采样值，向所述第一处理器和所述第二处理器输出所述动作采样值和所述电信号采样值，所述电信号采样值包括所述电流采样值和/或电压采样值。

优选地，所述功率驱动模块还包括电源模块电路和SBC单元电路；

所述电源模块电路，用于进行电源转换；

所述SBC单元电路，与所述STO单元电路相连，用于根据所述STO单元电路输出的目标控制信号进行安全抱闸控制；

所述控制器模块还包括CAN通信电路、数字IO接口电路和EtherCAT接口电路；

所述CAN通信电路，用于连接控制上位机和所述主控制单元，用于向所述主控制单元输出CAN通信信号；

所述数字IO接口电路，用于连接控制上位机和所述主控制单元，用于向所述主控制单元输出数字通信信号；

所述EtherCAT接口电路，用于连接控制上位机和所述主控制单元，用于向所述主控制单元输出网络通信信号。

优选地，所述控制器模块包括所述第一处理器、所述第二处理器、编码器接口电路、第一模数转换电路和第二模数转换电路；

所述编码器接口电路，与所述电机编码器相连，用于基于所述电机编码器输入的动作反馈值，向所述第一处理器和所述第二处理器输出动作采样值；

所述第一模数转换电路，与所述电流传感器电路相连，用于基于所述电流传感器电路输入的电流反馈值获取电流采样值，向所述第一处理器和所述第二处理器输出所述电流采样值；

所述第二模数转换电路，与所述电压采样电路相连，用于基于所述电压采样电路输入的电压反馈值获取电压采样值，向所述第一处理器和所述第二处理器输出所述电压采样值；

所述第一处理器，与所述编码器接口电路、所述第一模数转换电路和所述第二模数转换电路相连，用于接收所述编码器接口电路输入的所述动作采样值和所述第一模数转换电路输入的所述电流采样值和所述第二模数转换电路输入的所述电压采样值，输出所述第一STO信号；

所述第二处理器，与所述编码器接口电路、所述第一模数转换电路和所述第二模数转换电路相连，用于接收所述编码器接口电路输入的所述动作采样值和所述第一模数转换电路输入的所述电流采样值和所述第二模数转换电路输入的所述电压采样值，输出所述第二STO信号。

优选地，所述功率驱动模块还包括电源模块电路和SBC单元电路；

所述电源模块电路，用于进行电源转换；

所述SBC单元电路，与所述STO单元电路相连，用于根据所述STO单元电路输出的目标控制信号进行安全抱闸控制；

所述控制器模块还包括CAN通信电路、数字IO接口电路和EtherCAT接口电路；

所述CAN通信电路，用于连接控制上位机和所述第一处理器，用于向所述第一处理器输出CAN通信信号；

所述数字IO接口电路，用于连接控制上位机和所述第一处理器，用于向所述第一处理器输出数字通信信号；

所述EtherCAT接口电路，用于连接控制上位机和所述第一处理器，用于向所述第一处理器输出网络通信信号。

本发明实施例还提供一种伺服***，包括伺服电机、控制上位机和上述伺服驱动器，所述伺服驱动器与所述控制上位机和所述伺服电机相连。

上述伺服驱动器和伺服***中，可以冗余安全模块输出的目标控制信号，以控制伺服电机继续工作或者停止工作，以使伺服驱动器具有紧急停止功能，避免不具有紧急停止功能而导致伺服电机失控，使得人员受伤或者与伺服电机相连的控制设备损坏的风险。冗余安全模块是对电机编码器检测的动作反馈值形成的动作采样值和功率驱动模块检测的电信号反馈值形成的电信号采样值进行冗余安全检测，以形成目标STO信号，以使其所形成的目标STO信号综合考虑伺服电机的工作电流和动作，实现对两个维度的安全监控，使其驱动伺服电机工作过程更安全可靠。功率驱动模块可以根据冗余安全模块输出的目标STO信号形成目标控制信号，控制伺服电机继续工作或者停止工作，可以不受控制器模块的限制，在控制器模块发生故障时，仍可实时关断伺服电机的运行，保障人员与设备的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中伺服***的一原理框图；

图2是本发明一实施例中伺服***的另一原理框图；

图3是本发明一实施例中伺服***的另一原理框图；

图4是本发明一实施例中STO单元电路的一原理框图。

图中：

10、控制器模块；11、主控制单元；12、编码器接口电路；13、第一模数转换电路；14、第二模数转换电路；15、CAN通信电路；16、数字IO接口电路；17、EtherCAT接口电路；

20、功率驱动模块；21、驱动单元电路；22、电流传感器电路；23、STO单元电路；231、第一与逻辑门；232、第二与逻辑门；233、第一PWM驱动芯片；234、第二PWM驱动芯片；24、电源模块电路；25、电压采样电路；26、SBC单元电路；

30、电机编码器；

40、冗余安全模块；41、第一处理器；42、第二处理器；43、第一看门狗电路；44、第二看门狗电路；

50、伺服电机；

60、控制上位机；

70、外部急停模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明实施例提供的一种伺服***，如图1所示，伺服***包括伺服电机50、控制上位机60和伺服驱动器，伺服驱动器与控制上位机60和伺服电机50相连。其中，伺服电机50是指在伺服***中控制机械元件运转的发动机。伺服驱动器是用来控制伺服电机50工作的一种控制器，可通过位置、速度和力矩等方式对伺服电机50进行控制。控制上位机60与伺服驱动器相连，用于实现控制参数的写入与下载，运动状态波形显示、电机控制算法的编译和报错信息的显示等操作的设备。

本发明实施例提供一种伺服驱动器，用于连接伺服电机50，以控制伺服电机50工作。如图1所示，伺服驱动器包括控制器模块10、功率驱动模块20、电机编码器30和冗余安全模块40；电机编码器30，与伺服电机50和控制器模块10相连，用于检测伺服电机50的动作，向控制器模块10输出动作反馈值；功率驱动模块20，与伺服电机50和控制器模块10相连，用于对伺服电机50运行中的电信号进行检测，向控制器模块10输出电信号反馈值；控制器模块10，与电机编码器30、功率驱动模块20和冗余安全模块40相连，用于基于电机编码器30输出的动作反馈值，获取动作采样值；基于功率驱动模块20输出的电信号反馈值，获取电信号采样值；将动作采样值和电信号采样值发送给冗余安全模块40；冗余安全模块40，与控制器模块10和功率驱动模块20相连，用于基于动作采样值和电信号采样值进行冗余安全检测，形成目标STO信号，将目标STO信号发送给功率驱动模块20；功率驱动模块20，还与冗余安全模块40相连，用于基于冗余安全模块40输出的目标STO信号，形成目标控制信号，基于目标控制信号控制伺服电机50工作。

其中，控制器模块10是伺服驱动器中用于执行电机控制算法，以控制其他模块工作的功能模块。作为一示例，控制器模块10与控制上位机60相连，用于接收控制上位机60输入的包含控制参数的轨迹控制命令，对轨迹控制命令进行处理，形成目标驱动信号，并将目标驱动信号发送给功率驱动模块20，以使功率驱动模块20根据目标驱动信号进行信号转换处理，以控制伺服电机50工作；并在伺服***上电时，将轨迹控制命令发送给冗余安全模块40。本示例中，控制器模块10所形成的轨迹控制命令包括电信号设定值、最大速度设定值、最大加速度设定值、运行位置设定值和运行方向设定值等控制参数，其中，电信号设定值包括电流设定值和/或电压设定值。

功率驱动模块20是用于连接控制器模块10和伺服电机50的模块，可以接收并处理控制器模块10输入目标驱动信号，以形成目标控制信号，以便基于目标控制信号控制伺服电机50工作。该目标控制信号为功率驱动模块20对控制器模块10输入的目标驱动信号进行处理后形成的用于控制伺服电机50工作的信号。本示例中，功率驱动模块20可控制伺服电机50工作，在伺服电机50工作过程中，有电流流经功率驱动模块20和伺服电机50的直流母线，此时，功率驱动模块20可以检测伺服电机50运行中的电信号，以形成电信号反馈值，并将电信号反馈值发送给控制器模块10。该电信号反馈值是功率驱动模块20采集到的用于反馈伺服电机50运行中的工作电流和/或母线电压等电信号对应的模拟值，具体包括电流反馈值和/或电压反馈值。

电机编码器30是安装在伺服电机50上的用于测量磁极位置、伺服电机50的转角和转速的传感器。本示例中，在伺服电机50工作时，通过电机编码器30实时检测伺服电机50的动作，以获取动作反馈值，并将动作反馈值发送给控制器模块10。该动作反馈值是电机编码器30采集到用于反映伺服电机50的磁极位置、电机转角和电机转速的模拟值。

控制器模块10还与功率驱动模块20和电机编码器30模块相连，可以接收功率驱动模块20输入的电信号反馈值和电机编码器30模块输入的动作反馈值，对电信号反馈值和动作反馈值进行信号转换，获取数值化的电信号采样值和动作采样值，并将电信号采样值和动作采样值发送给冗余安全模块40。其中，电信号采样值是电信号反馈值进行信号转换后获取的数字信号。动作采样值是动作反馈值进行信号转换后获取的数字信号，作为一示例，动作采样值包括但不限于运行位置采样值、运行速度采样值和运行方向采样值。

其中，目标STO(Safe Torque Off，安全扭矩断开)信号是冗余安全模块40输出的用于关断伺服电机50的输出扭矩，以实现在伺服电机50不断电的情况下紧急抱闸停止的信号。

冗余安全模块40与控制器模块10和功率驱动模块20相连，可以接收控制器模块10发送的电信号采样值和动作采样值，并将该电信号采样值与预先存储在冗余安全模块40中的电信号设定值进行比较，获取电信号比较结果；将该动作采样值与预先存储在冗余安全模块40中的动作设定值进行比较，获取动作比较结果；基于电信号比较结果与动作比较结果，输出目标STO信号，并将目标STO信号发送给功率驱动模块20。可以冗余安全模块40输出的目标控制信号，以控制伺服电机50继续工作或者停止工作，以使伺服驱动器具有紧急停止功能，避免不具有紧急停止功能而导致伺服电机50失控，使得人员受伤或者与伺服电机50相连的控制设备损坏的风险。

本示例中，将电信号采样值与电信号设定值进行比较，若电信号采样值与电信号设定值相匹配，则获取的电信号比较结果为电信号正常，说明伺服电机50的工作电流和/或工作电压正常；反之，若电信号采样值与电信号设定值不匹配，则获取的电信号比较结果为电信号异常，说明伺服电机50的工作电流和/或工作电压异常。

本示例中，将该动作采样值与动作设定值进行比较，若动作采样值与动作设定值相匹配，则获取的动作比较结果为动作正常，说明伺服电机50的运行动作正常；反之，若动作采样值和动作设定值不匹配，则获取的动作比较结果为动作异常，说明伺服电机50的运行动作异常。

在一具体实施方式中，可以将运行位置采样值、运行速度采样值和运行方向采样值等动作采样值与预先设置的最大速度设定值、最大加速度设定值、运行位置设定值和运行方向设定值等动作设定值进行逐一匹配，若所有动作采样值与所有动作设定值均匹配，则获取的动作比较结果为动作正常；若所有动作采样值与动作设定值中存在一个不匹配，则获取的动作比较结果为动作异常。可以理解地，通过对所有动作采样值和所有动作设定值进行比较，以使基于所形成的动作比较结果进行安全控制时，使其安全功能更全面，以解决现有安全功能不全面的问题。例如，可以解决需要一定的速度限速运行时，若控制器模块10失效而导致飞车，无法及时关断及诊断其存在的问题；又例如，可以解决需要一定的力矩运行时，如果控制器模块10失效，有可能导致扭矩过大，无法及时关断及诊断其存在的问题。

本示例中，基于电信号比较结果与动作比较结果，输出目标STO信号具体包括：若电信号比较结果为电信号正常，且动作比较结果为动作正常，则输出无需紧急停止的目标STO信号；若电信号比较结果为电信号异常，或动作比较结果为动作异常，则输出需要紧急停止的目标STO信号。例如，可以通过高电平信号和低电平信号分别指需要紧急停止的目标STO信号和无需紧急停止的目标STO信号。

功率驱动模块20还与冗余安全模块40相连，接收冗余安全模块40输出的目标STO信号，对目标STO信号进行信号转换处理，获取目标控制信号，基于目标控制信号控制伺服电机50工作。该目标控制信号是功率驱动模块20输出的用于控制伺服电机50工作的信号。本示例中，该目标控制信号包括用于控制伺服电机50继续工作的电机控制信号和用于控制伺服电机50停止工作的抱闸控制信号。

上述伺服***中，伺服驱动器控制伺服电机50实现安全工作的过程包括如下步骤：

(1)伺服***上电，控制器模块10获取轨迹控制命令，将轨迹控制命令发送给冗余安全模块40，对轨迹控制命令进行处理，形成目标驱动信号，并将目标驱动信号发送给功率驱动模块20，以使功率驱动模块20根据目标驱动信号进行信号转换处理，以控制伺服电机50工作。

(2)在伺服电机50工作过程中，通过电机编码器30实时检测动作反馈值，并将动作反馈值发送给控制器模块10，并通过功率驱动模块20实时检测电信号反馈值，并将电信号反馈值发送给控制器模块10。

(3)控制器模块10接收功率驱动模块20输入的电信号反馈值和电机编码器30模块输入的动作反馈值，对电信号反馈值和动作反馈值进行信号转换，获取数值化的电信号采样值和动作采样值，并将电信号采样值和动作采样值发送给冗余安全模块40。

(4)冗余安全模块40接收控制器模块10发送的电信号采样值和动作采样值，并将该电信号采样值与预先存储在冗余安全模块40中的电信号设定值进行比较，获取电信号比较结果；将该动作采样值与预先存储在冗余安全模块40中的动作设定值进行比较，获取动作比较结果；基于电信号比较结果与动作比较结果，输出目标STO信号，并将目标STO信号发送给功率驱动模块20。

(5)功率驱动模块20接收目标STO信号，对目标STO信号进行信号转换处理，获取目标控制信号，基于目标控制信号控制伺服电机50工作，以实现在控制伺服电机50工作过程中的安全监控目的。功率驱动模块20可以根据冗余安全模块40输出的目标STO信号形成目标控制信号，控制伺服电机50继续工作或者停止工作，可以不受控制器模块10的限制，在控制器模块10发生故障时，仍可实时关断伺服电机50的运行，保障人员与设备的安全。

本实施例所提供的伺服驱动器中，可以冗余安全模块40输出的目标控制信号，以控制伺服电机50继续工作或者停止工作，以使伺服驱动器具有紧急停止功能，避免不具有紧急停止功能而导致伺服电机50失控，使得人员受伤或者与伺服电机50相连的控制设备损坏的风险。冗余安全模块40是对电机编码器30检测的动作反馈值形成的动作采样值和功率驱动模块20检测的电信号反馈值形成的电信号采样值进行冗余安全检测，以形成目标STO信号，以使其所形成的目标STO信号综合考虑伺服电机50的工作电流和动作，实现对两个维度的安全监控，使其驱动伺服电机50工作过程更安全可靠。功率驱动模块20可以根据冗余安全模块40输出的目标STO信号形成目标控制信号，控制伺服电机50继续工作或者停止工作，可以不受控制器模块10的限制，在控制器模块10发生故障时，仍可实时关断伺服电机50的运行，保障人员与设备的安全。

在一实施例中，如图2所示，冗余安全模块40包括第一处理器41和与第一处理器41相连的第二处理器42；第一处理器41，与控制器模块10和功率驱动模块20相连，用于基于动作采样值和电信号采样值，获取第一比较结果；基于第一比较结果和第二处理器42发送的第二比较结果，获取第一STO信号；第二处理器42，与控制器模块10和功率驱动模块20相连，用于基于动作采样值和电信号采样值，获取第二比较结果，基于第二比较结果和第一处理器41发送的第一比较结果，获取第二STO信号；其中，目标STO信号包括第一STO信号和第二STO信号。

本示例中，第一处理器41和第二处理器42为相互独立的可以进行安全检测的处理器。

作为一示例，第一处理器41执行如下安全检测逻辑：(A1)接收控制器模块10发送的电信号采样值和动作采样值，并将该电信号采样值与预先存储在冗余安全模块40中的电信号设定值进行比较，获取电信号比较结果。(A2)将该动作采样值与预先存储在冗余安全模块40中的动作设定值进行比较，获取动作比较结果。(A3)基于电信号比较结果与动作比较结果，获取第一比较结果，该第一比较结果为第一处理器41基于控制器模块10上电时发送的轨迹控制命令确定的电信号设定值和动作设定值，和控制器模块10实时检测发送的电信号采样值和动作采样值进行比较确定的结果。(A4)若第一比较结果为电信号比较结果为电信号异常或动作比较结果为动作异常，则第一处理器41输出需要紧急停止的第一STO信号，以达到实时关断电机驱动信号的功能要求。(A5)若电信号比较结果为电信号正常，且动作比较结果为动作正常，则获取第二处理器42发送的第二比较结果，判断第一比较结果与第二比较结果是否一致。(A6)若第一比较结果与第二比较结果不一致，则第一处理器41和第二处理器42均输出需要紧急停止的第一STO信号和第二STO信号，以达到实时关断电机驱动信号的功能要求。

相应地，第二处理器42执行如下安全检测逻辑：(B1)接收控制器模块10发送的电信号采样值和动作采样值，并将该电信号采样值与预先存储在冗余安全模块40中的电信号设定值进行比较，获取电信号比较结果。(B2)将该动作采样值与预先存储在冗余安全模块40中的动作设定值进行比较，获取动作比较结果。(B3)基于电信号比较结果与动作比较结果，获取第二比较结果，该第二比较结果为第二处理器42基于控制器模块10上电时发送的轨迹控制命令确定的电信号设定值和动作设定值，和控制器模块10实时检测发送的电信号采样值和动作采样值进行比较确定的结果。(B4)若第二比较结果为电信号比较结果为电信号异常或动作比较结果为动作异常，则第二处理器42输出需要紧急停止的第二STO信号，以达到实时关断电机驱动信号的功能要求。(B5)若电信号比较结果为电信号正常，且动作比较结果为动作正常，则获取第一处理器41发送的第一比较结果，判断第一比较结果与第二比较结果是否一致。(A6)若第一比较结果与第二比较结果不一致，则第一处理器41和第二处理器42均输出需要紧急停止的第一STO信号和第二STO信号，以达到实时关断电机驱动信号的功能要求。

本示例中，只有第一比较结果和第二比较结果均为电信号比较结果为电信号正常，动作比较结果为动作正常，且第一比较数据和第二比较数据一致时，第一处理器41和第二处理器42才会输出无需紧急停止的第一STO信号和第二STO信号。

本示例中，冗余安全模块40采用第一处理器41和第二处理器42分别对动作采样值和动作采样值进行安全检测，以形成第一比较结果和第二比较结果，可基于第一比较结果和第二比较结果，使得第一处理器41和第二处理器42分别输出第一STO信号和第二STO信号，以便根据第一STO信号和/或第二STO信号控制伺服电机50紧急停止，以实现双通道冗余安全检测和安全监控，使得外界因素干扰或者自身失效时，可以保证至少一条安全检测通道进行安全检测，维护冗余安全模块40的运行。而且，采用第一处理器41和第二处理器42形成的冗余安全模块40进行冗余安全检测，无需外置安全PLC和其他外部设备，其电路结构简单，节约成本，降低使用复杂度，有利于推广和应用。

在一实施例中，如图2所示，冗余安全模块40还包括与第一处理器41相连的第一看门狗电路43和与第二处理器42相连的第二看门狗电路44；第一看门狗电路43，用于实时监听第一处理器41发送的第一喂狗信号，在预设监听周期内未接收到第一喂狗信号时，向第一处理器41发送第一复位信号；第二看门狗电路44，用于实时监听第二处理器42发送的第二喂狗信号，在预设监听周期内未接收到第二喂狗信号时，向第二处理器42发送第二复位信号；第一处理器41，还用于在预设监听周期内向第一处理器41发送第一喂狗信号，基于第一看门狗电路43发送的第一复位信号复位；第二处理器42，还用于在预设监听周期内向第一处理器41发送第二喂狗信号，基于第二看门狗电路44发送的第二复位信号复位。

其中，预设监听周期是预先设置的时间周期。

本示例中，在第一处理器41正常工作时，会在预设监听周期内定时向第一看门狗电路43发送第一喂狗信号，以使第一看门狗电路43获知第一处理器41运行正常；若在预设监听周期内，第一看门狗电路43没有接收到第一喂狗信号时，说明第一处理器41运行异常，此时，向第一处理器41发送第一复位信号，以使第一处理器41复位，避免在具有强电磁干扰特点的工业自动化控制领域或者其他领域应用时，第一处理器41受到电磁干扰发生死机或者其他处理器执行异常情况，影响第一处理器41进行安全检测功能的实现。

同理，在第二处理器42正常工作时，会在预设监听周期内定时向第二看门狗电路44发送第二喂狗信号，以使第二看门狗电路44获知第二处理器42运行正常；若在预设监听周期内，第二看门狗电路44没有接收到第二喂狗信号时，说明第二处理器42运行异常，此时，向第二处理器42发送第二复位信号，以使第二处理器42复位，避免在具有强电磁干扰特点的工业自动化控制领域或者其他领域应用时，第二处理器42受到电磁干扰发生死机或者其他处理器执行异常情况，影响第一处理器41进行安全检测功能的实现。

在一实施例，如图2和图3所示，所述电信号反馈值包括电流反馈值和/或电压反馈值；功率驱动模块20包括驱动单元电路21、电流传感器电路22和STO单元电路23；驱动单元电路21，与控制器模块10相连，用于对控制器模块10输入的目标驱动信号进行电平转换和隔离处理，输出控制伺服电机50工作的目标控制信号；电流传感器电路22，与驱动单元电路21和伺服电机50相连，用于检测伺服电机50的工作电流，向控制器模块10输出电流反馈值；电压采样电路25，与伺服电机50的直流母线和控制器模块10相连，用于采集伺服电机50的母线电压，向控制器模块10输出电压反馈值；STO单元电路23，与冗余安全模块40和外部急停模块70相连，用于对冗余安全模块40输入的目标STO信号和外部急停模块70输入的外部STO信号进行处理，输出控制伺服电机50工作的目标控制信号。

其中，目标驱动信号是控制器模块10输出的用于驱动伺服电机50工作的驱动信号，该驱动信号一般为PWM信号，具体包括电机驱动信号和抱闸驱动信号。目标控制信号是功率驱动模块20输出的用于控制伺服电机50工作的信号，一般为用于控制伺服电机50相应的功率开关管(如MOS管)开启或者关闭的控制信号，具体包括电机控制信号和抱闸控制信号。STO单元电路23是用于根据接收到的目标STO信号进行紧急停止操作的电路。外部急停模块70是用于输入外部STO信号，用于实现紧急停止控制的模块。

本示例中，在伺服***上电时，控制器模块10可以根据操作人员的操作，向功率驱动模块20输出目标驱动信号，以使功率驱动模块20中的驱动单元电路21对目标驱动信号进行电平转换和隔离，以控制伺服电机50工作。此时，通过设置在驱动单元电路21与伺服电机50之间的电流传感器电路22实时检测，将采集到的电流反馈值输出给控制器模块10，以使控制器模块10基于电流反馈值形成电流采样值，输出给冗余安全模块40。同时，通过设置在伺服电机50的直流母线和控制器模块10之间的电压采样电路25，采集并向控制器模块10输出电压反馈值，以使控制器模块10基于电压反馈值形成电压采样值，输出给冗余安全模块40。

STO单元电路23可以基于冗余安全模块40输入的目标STO信号和外部STO信号进行处理，输出用于控制伺服电机50工作的目标控制信号，以实现根据目标STO信号和/或外部STO信号进行紧急停止控制，实现安全监控控制，保证安全监控功能的全面性。例如，STO单元电路23可以接收冗余安全模块40输入的目标STO信号和外部STO信号，在需要紧急停止时关断控制器模块10输出的电机控制信号和抱闸控制信号，从而控制伺服电机50紧急停止。

在一实施例中，如图4所示，STO单元电路23包括第一与逻辑门231、第二与逻辑门232、第一PWM驱动芯片233和第二PWM驱动芯片234；第一与逻辑门231，与第一处理器41和外部急停模块70相连，用于基于第一处理器41输入的第一STO信号和外部急停模块70输入的外部STO信号，形成第一选通信号；第二与逻辑门232，与第二处理器42和外部急停模块70相连，用于基于第二处理器42输入的第二STO信号和外部急停模块70输入的外部STO信号，形成第二选通信号；第一PWM驱动芯片233，与第一与逻辑门231和控制器模块10相连，用于基于第一与逻辑门231输入的第一选通信号和控制器模块10输入的目标驱动信号，输出待控制信号；第二PWM驱动芯片234，与第二与逻辑门232和第一PWM驱动芯片233相连，用于基于第二与逻辑门232输入的第二选通信号和第一PWM驱动芯片233输入的待控制信号，输出控制伺服电机50工作的目标控制信号。

第一与逻辑门231对基于第一处理器41输入的第一STO信号和外部急停模块70输入的外部STO信号进行逻辑与运算；若两者均为高电平信号，则输出的第一选通信号为高电平信号；若两者中的至少一个为低电平信号，则输出的第一选通信号为低电平信号，将第一选通信号发送给第一PWM驱动芯片233，以触发第一PWM驱动芯片233关断目标驱动信号，即关断电机驱动信号和抱闸驱动信号。

第二与逻辑门232对基于第二处理器42输入的第二STO信号和外部急停模块70输入的外部STO信号进行逻辑与运算；若两者均为高电平信号，则输出的第二选通信号为高电平信号；若两者中的至少一个为低电平信号，则输出的第二选通信号为低电平信号，将第二选通信号发送给第二PWM驱动芯片234，以触发第二PWM驱动芯片234关断目标驱动信号，即关断电机驱动信号和抱闸驱动信号。

第一PWM驱动芯片233与第一与逻辑门231和控制器模块10相连，用于接收第一与逻辑门231的第一选通信号和控制器模块10的诊断信号和目标驱动信号(包括电机驱动信号和抱闸驱动信号)，向第二PWM驱动芯片234输出待控制信号，待控制信号包括电机控制信号和抱闸控制信号。第二PWM驱动芯片234与第一PWM驱动芯片233和第二与逻辑相连，用于接收待控制信号和第二选通信号，输出目标控制信号，该目标控制信号包括电机控制信号和抱闸控制信号。例如，STO单元电路23与伺服电机50的六路三相上下桥MOS管相连，根据电机控制信号控制六路三相上下桥MOS管的运行；而且，STO单元电路23与抱闸MOS管相连，根据抱闸控制信号控制抱闸MOS管的吸合和关断。

本示例所提供的STO单元电路23中，可以在第一处理器41输入的第一STO信号、第二处理器42输入的第二STO信号和外部急停模块70输入的外部STO信号中的至少一个有效时，均可关断控制器模块10的目标驱动信号，即关断电机驱动信号和抱闸驱动信号，控制伺服电机50实现紧急停止，避免部分失效时导致紧急停止功能无法实现的问题。

在一实施例中，如图2所示，控制器模块10包括主控制单元11、编码器接口电路12、第一模数转换电路13和第二模数转换电路14；编码器接口电路12，与电机编码器30相连，用于基于电机编码器30输入的动作反馈值，向主控制单元11输出动作采样值；第一模数转换电路13，与电流传感器电路22相连，用于基于电流传感器电路22输入的电流采样值获取电流采样值，向主控制单元11输出电流采样值；第二模数转换电路14，与电压采样电路25相连，用于基于电压采样电路25输入的电压反馈值获取电压采样值，向主控制单元11输出电压采样值；主控制单元11，与编码器接口电路12、第一模数转换电路13、第二模数转换电路14、第一处理器41和第二处理器42相连，用于接收编码器接口电路12输入的动作采样值、第一模数转换电路13输入的电流采样值和第二模数转换电路14输入的电压采样值，向第一处理器41和第二处理器42输出动作采样值和电信号采样值，电信号采样值包括电流采样值和/或电压采样值。

其中，编码器接口电路12是用于连接电机编码器30和主控制单元11的接口电路，主要用于对电机编码器30输入的动作反馈值进行信号转换，转换成主控制单元11可以识别处理的动作采样值。

第一模数转换电路13是用于连接电流传感器电路22和主控制单元11的转换电路，主要用于对电流传感器电路22输入的电流采样值进行模数转换，转换成主控制单元11可以识别的电流采样值。

第二模数转换电路14是用于电压采样电路25和主控制单元11的转换电路，对电压采样电路25输入电压反馈值进行模数转换，获取电压采样值，将电压采样值发送给主控制单元11，以使主控制单元11根据电压采样值和电压设定值，确定是否存在过压现象或者欠压现象，若存在过压现象或者欠压现象，则输出报错的诊断信号，控制伺服电机50停止运行。例如，伺服电机50在制动时，母线电压会上升，若伺服***的能量泄放电路失效或者控制器模块10失效，则母线电压会上升至超过功率驱动模块20预先设置的电压设定值，使得功率驱动模块20失效，因此，可以通过第二模数转换电路14将电压采样值发送给冗余安全模块40进行冗余安全检测，以进一步保证伺服电机50运行过程的安全性

本示例中，主控制单元11是独立设置的用于执行电机控制算法，以输出轨迹控制命令或者目标驱动信号的处理器。本示例中，主控制单元11可以接收接收编码器接口电路12输入的动作采样值、第一模数转换电路13输入的电流采样值和第二模数转换电路14输入的电压采样值，并转发给冗余安全模块40，具体转发给第一处理器41和第二处理器42，以保证冗余安全检测功能的实现。

在一实施例中，如图2所示，功率驱动模块20还包括电源模块电路24、和SBC单元电路26；电源模块电路24，用于进行电源转换；SBC单元电路26，与STO单元电路23相连，用于根据STO单元电路23输出的目标控制信号进行安全抱闸控制；控制器模块10还包括CAN通信电路15、数字IO接口电路16和EtherCAT接口电路17；CAN通信电路15，用于连接控制上位机60和主控制单元11，用于向主控制单元11输出CAN通信信号；数字IO接口电路16，用于连接控制上位机60和主控制单元11，用于向主控制单元11输出数字通信信号；EtherCAT接口电路17，用于连接控制上位机60和主控制单元11，用于向主控制单元11输出网络通信信号。

其中，电源模块电路24是用于提供电源隔离和转换的电路。由于控制器模块10内部需要不同类型的电压提供给不同的组件，需使控制电和功率电相互隔离，以防止干扰并达到安全要求。

其中，SBC单元电路26是用于根据STO单元电路23输出的目标控制信号进行安全抱闸控制的电路，具有在过载、温度、电压和开路错误检测等功能。

在一实施例中，如图3所示，控制器模块10包括第一处理器41、第二处理器42、编码器接口电路12、第一模数转换电路13和第二模数转换电路14；编码器接口电路12，与电机编码器30相连，用于基于电机编码器30输入的动作反馈值，向第一处理器41和第二处理器42输出动作采样值；第一模数转换电路13，与电流传感器电路22相连，用于基于电流传感器电路22输入的电流采样值获取电流采样值，向第一处理器41和第二处理器42输出电流采样值；第二模数转换电路14，与电压采样电路25相连，用于基于电压采样电路25输入的电压反馈值获取电压采样值，向第一处理器41和第二处理器42输出电压采样值；第一处理器41，与编码器接口电路12、第一模数转换电路13和第二模数转换电路14相连，用于接收编码器接口电路12输入的动作采样值、第一模数转换电路13输入的电流采样值和第二模数转换电路14输入的电压采样值，输出第一STO信号；第二处理器42，与编码器接口电路12、第一模数转换电路13和第二模数转换电路14相连，用于接收编码器接口电路12输入的动作采样值和第一模数转换电路13输入的电流采样值和第二模数转换电路14输入的电压采样值，输出第二STO信号。

本示例中，第二处理器42与编码器接口电路12、第一模数转换电路13和第二模数转换电路14直接相连，且第二处理器42与第一处理器41相连，使得第二处理器42可以将接收到的电流采样值、电压采样值和动作采样值转发给第一处理器41，以使第一处理器41和第二处理器42可以基于接收到的电流采样值、电压采样值和动作采样值进行安全冗余检测，分别输出第一STO信号和第二STO信号。

本示例中，控制器模块10可以为冗余安全模块40中的第一处理器41和第二处理器42，即使第一处理器41和第二处理器42集成有安全检测逻辑，实现双通道冗余安全检测；又集成主控制单元11中的电机控制算法，用于实现控制伺服电机50工作。本示例中的编码器接口电路12和第一模数转换电路13与图2所示的编码器接口电路12和第一模数转换电路13的实现功能相同，为避免重复，此处不一一赘述。

在一实施例中，如图3所示，功率驱动模块20还包括电源模块电路24和SBC单元电路26；电源模块电路24，用于进行电源转换；SBC单元电路26，与STO单元电路23相连，用于根据STO单元电路23输出的目标控制信号进行安全抱闸控制；控制器模块10还包括CAN通信电路15、数字IO接口电路16和EtherCAT接口电路17；CAN通信电路15，用于连接控制上位机60和第一处理器41，用于向第一处理器41输出CAN通信信号；数字IO接口电路16，用于连接控制上位机60和第一处理器41，用于向第一处理器41输出数字通信信号；EtherCAT接口电路17，用于连接控制上位机60和第一处理器41，用于向第一处理器41输出网络通信信号。

本示例中，将图2中的主控制单元11采用第一处理器41和与第一处理器41相连的第二处理器42替代，且第一处理器41与控制上位机60通过CAN通信电路15、数字IO接口电路16和EtherCAT接口电路17相连，用于根据CAN通信信号、数字通信信号和网络通信信号等通信信号，以根据这些通信信号执行电机控制算法，形成相应的电机驱动信号，将电机驱动信号发送给第二处理器42。第二处理器42与第一处理器41相连，并与功率驱动模块20相连，用于通过功率驱动模块20控制伺服电机50工作。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伺服驱动器，用于连接伺服电机，其特征在于，包括控制器模块、功率驱动模块、电机编码器和冗余安全模块；

所述电机编码器，与伺服电机和所述控制器模块相连，用于检测所述伺服电机的动作，向所述控制器模块输出动作反馈值；

所述功率驱动模块，与所述伺服电机和所述控制器模块相连，用于对所述伺服电机运行中的电信号进行检测，向所述控制器模块输出电信号反馈值；

所述控制器模块，与所述电机编码器、所述功率驱动模块和所述冗余安全模块相连，用于基于所述电机编码器输出的动作反馈值，获取动作采样值；基于所述功率驱动模块输出的电信号反馈值，获取电信号采样值；将所述动作采样值和所述电信号采样值发送给所述冗余安全模块；

所述冗余安全模块，与所述控制器模块和所述功率驱动模块相连，用于基于所述动作采样值和所述电信号采样值进行冗余安全检测，形成目标STO信号，将所述目标STO信号发送给所述功率驱动模块；

所述功率驱动模块，还与所述冗余安全模块相连，用于基于所述冗余安全模块输出的目标STO信号，形成目标控制信号，基于所述目标控制信号控制所述伺服电机工作。

2.如权利要求1所述的伺服驱动器，其特征在于，所述冗余安全模块包括第一处理器和与所述第一处理器相连的第二处理器；

所述第一处理器，与所述控制器模块和所述功率驱动模块相连，用于基于所述动作采样值和所述电信号采样值，获取第一比较结果；基于所述第一比较结果和所述第二处理器发送的第二比较结果，获取第一STO信号；

所述第二处理器，与所述控制器模块和所述功率驱动模块相连，用于基于所述动作采样值和所述电信号采样值，获取第二比较结果，基于所述第二比较结果和所述第一处理器发送的第一比较结果，获取第二STO信号；

其中，所述目标STO信号包括第一STO信号和第二STO信号。

3.如权利要求2所述的伺服驱动器，其特征在于，所述冗余安全模块还包括与所述第一处理器相连的第一看门狗电路和与所述第二处理器相连的第二看门狗电路；

所述第一看门狗电路，用于实时监听所述第一处理器发送的第一喂狗信号，在预设监听周期内未接收到所述第一喂狗信号时，向所述第一处理器发送第一复位信号；

所述第二看门狗电路，用于实时监听所述第二处理器发送的第二喂狗信号，在预设监听周期内未接收到所述第二喂狗信号时，向所述第二处理器发送第二复位信号；

所述第一处理器，还用于在所述预设监听周期内向所述第一处理器发送第一喂狗信号，基于所述第一看门狗电路发送的所述第一复位信号复位；

所述第二处理器，还用于在所述预设监听周期内向所述第一处理器发送第二喂狗信号，基于所述第二看门狗电路发送的所述第二复位信号复位。

4.如权利要求2所述的伺服驱动器，其特征在于，所述电信号反馈值包括电流反馈值和/或电压反馈值；

所述功率驱动模块包括驱动单元电路、电流传感器电路、电压采样电路和STO单元电路；

所述驱动单元电路，与所述控制器模块相连，用于对所述控制器模块输入的目标驱动信号进行电平转换和隔离处理，输出控制所述伺服电机工作的目标控制信号；

所述电流传感器电路，与所述驱动单元电路和所述伺服电机相连，用于检测所述伺服电机的工作电流，向所述控制器模块输出电流反馈值；

所述电压采样电路，与所述伺服电机的直流母线和所述控制器模块相连，用于采集所述伺服电机的母线电压，向所述控制器模块输出电压反馈值；

所述STO单元电路，与所述冗余安全模块和外部急停模块相连，用于对所述冗余安全模块输入的目标STO信号和所述外部急停模块输入的外部STO信号进行处理，输出控制所述伺服电机工作的目标控制信号。

5.如权利要求4所述的伺服驱动器，其特征在于，所述STO单元电路包括第一与逻辑门、第二与逻辑门、第一PWM驱动芯片和第二PWM驱动芯片；

所述第一与逻辑门，与所述第一处理器和所述外部急停模块相连，用于基于所述第一处理器输入的所述第一STO信号和所述外部急停模块输入的所述外部STO信号，形成第一选通信号；

所述第二与逻辑门，与所述第二处理器和所述外部急停模块相连，用于基于所述第二处理器输入的所述第二STO信号和所述外部急停模块输入的所述外部STO信号，形成第二选通信号；

所述第一PWM驱动芯片，与所述第一与逻辑门和所述控制器模块相连，用于基于所述第一与逻辑门输入的所述第一选通信号和所述控制器模块输入的目标驱动信号，输出待控制信号；

所述第二PWM驱动芯片，与所述第二与逻辑门和所述第一PWM驱动芯片相连，用于基于所述第二与逻辑门输入的所述第二选通信号和所述第一PWM驱动芯片输入的所述待控制信号，输出控制所述伺服电机工作的目标控制信号。

6.如权利要求4所述的伺服驱动器，其特征在于，所述控制器模块包括主控制单元、编码器接口电路、第一模数转换电路和第二模数转换电路；

所述编码器接口电路，与所述电机编码器相连，用于基于所述电机编码器输入的动作反馈值，向所述主控制单元输出动作采样值；

所述第一模数转换电路，与所述电流传感器电路相连，用于基于所述电流传感器电路输入的电流反馈值获取电流采样值，向所述主控制单元输出所述电流采样值；

所述第二模数转换电路，与所述电压采样电路相连，用于基于所述电压采样电路输入的电压反馈值获取电压采样值，向所述主控制单元输出电压采样值；

所述主控制单元，与所述编码器接口电路、所述第一模数转换电路、所述第二模数转换电路、所述第一处理器和所述第二处理器相连，用于接收所述编码器接口电路输入的所述动作采样值、所述第一模数转换电路输入的所述电流采样值和所述第二模数转换电路输入的所述电压采样值，向所述第一处理器和所述第二处理器输出所述动作采样值和所述电信号采样值，所述电信号采样值包括所述电流采样值和/或电压采样值。

7.如权利要求6所述的伺服驱动器，其特征在于，所述功率驱动模块还包括电源模块电路和SBC单元电路；

所述电源模块电路，用于进行电源转换；

所述SBC单元电路，与所述STO单元电路相连，用于根据所述STO单元电路输出的目标控制信号进行安全抱闸控制；

所述控制器模块还包括CAN通信电路、数字IO接口电路和EtherCAT接口电路；

所述CAN通信电路，用于连接控制上位机和所述主控制单元，用于向所述主控制单元输出CAN通信信号；

所述数字IO接口电路，用于连接控制上位机和所述主控制单元，用于向所述主控制单元输出数字通信信号；

所述EtherCAT接口电路，用于连接控制上位机和所述主控制单元，用于向所述主控制单元输出网络通信信号。

8.如权利要求4所述的伺服驱动器，其特征在于，所述控制器模块包括所述第一处理器、所述第二处理器、编码器接口电路、第一模数转换电路和第二模数转换电路；

所述编码器接口电路，与所述电机编码器相连，用于基于所述电机编码器输入的动作反馈值，向所述第一处理器和所述第二处理器输出动作采样值；

所述第一模数转换电路，与所述电流传感器电路相连，用于基于所述电流传感器电路输入的电流反馈值获取电流采样值，向所述第一处理器和所述第二处理器输出所述电流采样值；

所述第二模数转换电路，与所述电压采样电路相连，用于基于所述电压采样电路输入的电压反馈值获取电压采样值，向所述第一处理器和所述第二处理器输出所述电压采样值；

所述第一处理器，与所述编码器接口电路、所述第一模数转换电路和所述第二模数转换电路相连，用于接收所述编码器接口电路输入的所述动作采样值和所述第一模数转换电路输入的所述电流采样值和所述第二模数转换电路输入的所述电压采样值，输出所述第一STO信号；

所述第二处理器，与所述编码器接口电路、所述第一模数转换电路和所述第二模数转换电路相连，用于接收所述编码器接口电路输入的所述动作采样值和所述第一模数转换电路输入的所述电流采样值和所述第二模数转换电路输入的所述电压采样值，输出所述第二STO信号。

9.如权利要求8所述的伺服驱动器，其特征在于，所述功率驱动模块还包括电源模块电路和SBC单元电路；

所述电源模块电路，用于进行电源转换；

所述SBC单元电路，与所述STO单元电路相连，用于根据所述STO单元电路输出的目标控制信号进行安全抱闸控制；

所述控制器模块还包括CAN通信电路、数字IO接口电路和EtherCAT接口电路；

所述CAN通信电路，用于连接控制上位机和所述第一处理器，用于向所述第一处理器输出CAN通信信号；

所述数字IO接口电路，用于连接控制上位机和所述第一处理器，用于向所述第一处理器输出数字通信信号；

所述EtherCAT接口电路，用于连接控制上位机和所述第一处理器，用于向所述第一处理器输出网络通信信号。

10.一种伺服***，包括伺服电机、控制上位机和权利要求1-9任一项所述伺服驱动器，所述伺服驱动器与所述控制上位机和所述伺服电机相连。

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