一種微型大扭矩智能電動伺服器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種微型大扭矩智能電動伺服器，包括控制器單元、電位計、舵機、電機以及減速齒輪組，控制器單元包括單片機、電源電路以及驅動電路，電源電路分別給單片機和驅動電路供電，單片機接收舵控制信號，單片機的輸出端與驅動電路的輸入端連接，驅動電路用于驅動電機，電機的輸出軸通過減速齒輪組驅動舵機，電位計設置在舵機軸上，還包括AD轉換芯片，電位計所輸出的位置反饋信號通過AD轉換芯片輸出給單片機連接。本實用新型專利技術解決了現有的電動伺服器體積大、只適用于小扭矩執行機構、智能程度不高的技術問題，本實用新型專利技術具有高可靠、線性度高、輸出平滑，使用壽命長的優點。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及中小型無人機的舵機驅動機構和飛行器的位置隨動控制的驅動機構，尤其涉及一種微型大扭矩智能電動伺服器。
技術介紹
現有的電動伺服器比較多，如日本FUTBA公司生產的，它是一種微型小扭矩控制參數不可調的電動舵機，用于多偏向航模級；還有德國VOLZ公司生產的微型結構智能化控制設備，雖然可以實現對微型小扭矩執行機構的驅動，但是無法實現對大扭矩執行機構的控制。國內電動伺服器可用于大于1匪以上的舵機，重量小于300g并且具有參數可調的智能電動伺服器幾乎不存在，為適應航控飛行器快速發展，本技術提出一種微型大扭矩智能電動伺服器，其扭矩大于1匪，重量小于300g。
技術實現思路
為了解決現有的電動伺服器體積大、只適用于小扭矩執行機構、智能程度不高的技術問題，本技術提供一種微型大扭矩智能電動伺服器。本技術的技術解決方案一種微型大扭矩智能電動伺服器，包括控制器單元、電位計、舵機、電機以及減速齒輪組，所述控制器單元包括單片機、電源電路以及驅動電路，所述電源電路分別給單片機和驅動電路供電，所述單片機接收舵控制信號，所述單片機的輸出端與驅動電路的輸入端連接，所述驅動電路用于驅動電機，所述電機的輸出軸通過減速齒輪組驅動舵機，所述電位計設置在舵機軸上，其特殊之處在于還包括AD轉換芯片，所述電位計所輸出的位置反饋信號通過AD轉換芯片輸出給單片機。上述單片機為PIC16F684。上述電位計為角度傳感器。上述驅動電路為H橋驅動芯片BD6221。上述AD轉換芯片為MCP3301。上述角度傳感器為WDD系列精密導電塑料電位計。本專利技術所具有的優點1、本技術采用微型電機、微型減速齒輪組、微型控制電路、微型電位計的組合設計，以最小體積重量達到最大力矩輸出，提高功率密度輸出。2、本技術的電位計采用角度傳感器，通過角度傳感器可以很準確的測量出舵機帶動執行機構的運動的精確位置，而且角度傳感器的特點是高可靠、線性度高、輸出平滑，使用壽命長也是其最大特點，這也保證了質量的穩定性和長期反復實驗的可靠性。3、本技術的控制單元采用微型CPU和貼片組合，整個控制板不大于50mmX 24mm,但可以滿足電機伺服控制要求；控制參數可通過外輸入數據接口完成參數注入，以適應不同被控對象的控制要求；輸出扭矩的變化采用自適應技術，采用角度傳感器進行反饋，力求達到節能和保護電機安全運行。4、本技術產品的微型(54mm χ 103mm χ沈.0mm)，重量小于300g，輸出扭矩最大可達1. 5匪，達到單位體積內大功率輸出。5、由于微型結構大力矩輸出設計使得原需1匪力矩得承擔500g重量降低為300g， 同比體積可縮小1倍。這樣以體積小而重量輕的產品替代原有無智能化的產品，應用到中小型無人機、飛行器和需角度偏量的控制系統中去。附圖說明圖1本技術微型大扭矩智能電動伺服器的結構示意圖；圖2本技術的電位計電路圖；圖3本技術的驅動電路圖。具體實施方式一種微型大扭矩智能電動伺服器，包括控制器單元、電位計、舵機、電機以及減速齒輪組，所述控制器單元包括單片機、電源電路以及驅動電路，所述電源電路分別給單片機和驅動電路供電，所述單片機接收舵控制信號，所述單片機的輸出端與驅動電路的輸入端連接，所述驅動電路用于驅動電機，所述電機的輸出軸通過減速齒輪組驅動舵機，所述電位計設置在舵機軸上，還包括AD轉換芯片，電位計所輸出的位置反饋信號通過AD轉換芯片輸出給單片機，電位計輸出的電位信號直接給單片機。單片機為PIC16F684。電位計為角度傳感器。驅動電路為H橋驅動芯片BD6221。AD轉換芯片為MCP3301。角度傳感器為WDD系列精密導電塑料電位計。電動伺服器的結構示意圖如圖1所示，該控制單元以PIC16F684單片機為核心，解算舵控制信號，與位置反饋信號共同產生驅動電路工作所需的控制信號，該控制信號經過功率放大，驅動直流有刷電機按要求轉動。安裝在舵機軸上的角度傳感器提供舵機位置信號，該信號經過濾波及電平處理之后，作為舵機位置的反饋進入AD轉換芯片，經過處理后輸入單片機。位置信號反饋單元選用WDD系列精密導電塑料電位計作為檢測舵機位置的傳感器，采用進口的原材料，產品標準符合美國軍標MIL-R-39023A，MIL-GTD-202F。其特點是高可靠、線性度高、輸出平滑。同時，使用壽命長也是其最大特點(一般碳質基片壽命為數萬次，而該型號角度傳感器導電塑料基片的壽命可達數千萬次)，這也保證了質量的穩定性和長期反復實驗的可靠性。用該傳感器實現舵機位置檢測的原理如圖2所示，角度傳感器通過接線柱K1、K2連接在舵機軸上。驅動電路采用具有自舉功能的H橋驅動芯片BD6221。 BD6221是羅姆微公司的橋式集成電路芯片，是一種雙通道、柵極驅動、高壓高速功率器件的單片式集成驅動模塊，如圖3所示。權利要求1.一種微型大扭矩智能電動伺服器，包括控制器單元、電位計、舵機、電機以及減速齒輪組，所述控制器單元包括單片機、電源電路以及驅動電路，所述電源電路分別給單片機和驅動電路供電，所述單片機接收舵控制信號，所述單片機的輸出端與驅動電路的輸入端連接，所述驅動電路用于驅動電機，所述電機的輸出軸通過減速齒輪組驅動舵機，所述電位計設置在舵機軸上，其特征在于還包括AD轉換芯片，所述電位計通過AD轉換芯片輸出給單片機。2.根據權利要求1所述的微型大扭矩智能電動伺服器，其特征在于所述單片機為 PIC16F684。3.根據權利要求1或2所述的微型大扭矩智能電動伺服器，其特征在于所述電位計為角度傳感器。4.根據權利要求3所述的微型大扭矩智能電動伺服器，其特征在于所述驅動電路為H 橋驅動芯片BD6221。5.根據權利要求4所述的微型大扭矩智能電動伺服器，其特征在于所述AD轉換芯片為 MCP3301。6.根據權利要求5所述的微型大扭矩智能電動伺服器，其特征在于所述角度傳感器為WDD系列精密導電塑料電位計。專利摘要本技術涉及一種微型大扭矩智能電動伺服器，包括控制器單元、電位計、舵機、電機以及減速齒輪組，控制器單元包括單片機、電源電路以及驅動電路，電源電路分別給單片機和驅動電路供電，單片機接收舵控制信號，單片機的輸出端與驅動電路的輸入端連接，驅動電路用于驅動電機，電機的輸出軸通過減速齒輪組驅動舵機，電位計設置在舵機軸上，還包括AD轉換芯片，電位計所輸出的位置反饋信號通過AD轉換芯片輸出給單片機連接。本技術解決了現有的電動伺服器體積大、只適用于小扭矩執行機構、智能程度不高的技術問題，本技術具有高可靠、線性度高、輸出平滑，使用壽命長的優點。文檔編號G05D1/00GK202126629SQ201120163980公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日專利技術者王輝, 閻建國 申請人:西安韋德沃德航空科技有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種微型大扭矩智能電動伺服器，包括控制器單元、電位計、舵機、電機以及減速齒輪組，所述控制器單元包括單片機、電源電路以及驅動電路，所述電源電路分別給單片機和驅動電路供電，所述單片機接收舵控制信號，所述單片機的輸出端與驅動電路的輸入端連接，所述驅動電路用于驅動電機，所述電機的輸出軸通過減速齒輪組驅動舵機，所述電位計設置在舵機軸上，其特征在于：還包括ＡＤ轉換芯片，所述電位計通過ＡＤ轉換芯片輸出給單片機。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：閻建國，王輝，
申請(專利權)人：西安韋德沃德航空科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：87