專利名稱：無(wú)人飛行器智能總線伺服電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于無(wú)人飛行器的由串行總線控制的伺服電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)民用領(lǐng)域出現(xiàn)的無(wú)人飛行器，通常使用普通航模用伺服電機(jī)，這類航模伺服電機(jī)雖然在功率和重量體積上能夠粗略的滿足使用要求，但也存在功能簡(jiǎn)單僅為被動(dòng)輸入控制、可靠性較差、系統(tǒng)布線雜亂等缺點(diǎn)。航模用伺服電機(jī)用于商業(yè)運(yùn)作的無(wú)人飛行器中，運(yùn)行可靠性不佳，故障率較高，而且相應(yīng)的飛行控制器上需要為每一個(gè)伺服電機(jī)提供一個(gè)單獨(dú)的接口，控制器上提供的接口數(shù)量決定了系統(tǒng)支持伺服電機(jī)的數(shù)量，一定程度上限制了整個(gè)無(wú)人飛行器系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和升級(jí)，同時(shí)導(dǎo)致飛行控制器位置充滿雜亂的布線，往往又對(duì)故障的排查和診斷造成障礙，每次由伺服電機(jī)引起的故障都往往帶來整機(jī)墜毀的 嚴(yán)重后果，造成財(cái)產(chǎn)損失。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的民用無(wú)人飛行器中安裝的航模用伺服電機(jī)僅為被動(dòng)輸入控制方式，缺乏狀態(tài)反饋功能，同時(shí)接口形式不便于整機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展和升級(jí)的不足。本實(shí)用新型提供一種由串行總線控制的伺服電機(jī)，該伺服電機(jī)由串行總線傳遞的指令驅(qū)動(dòng)，也可以通過總線向上反饋?zhàn)陨淼倪\(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)電機(jī)與飛行控制器之間通過總線連接，大大增加了系統(tǒng)配置的靈活性，減少了布線，間接提高了系統(tǒng)可靠性。本實(shí)用新型提供了一種無(wú)人飛行器智能總線伺服電機(jī)由串行總線控制的伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)包括控制驅(qū)動(dòng)電路和多個(gè)電機(jī)狀態(tài)傳感器，并通過控制驅(qū)動(dòng)電路提供的串行總線接口控制電機(jī)和獲取電機(jī)反饋狀態(tài)參數(shù)。優(yōu)選的，所述伺服電機(jī)包括電流傳感器、電壓傳感器、位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。優(yōu)選的，所述串行總線接口采用了航空插頭形式進(jìn)行連接。本實(shí)用新型使用基于單片機(jī)的控制板對(duì)電機(jī)實(shí)施控制和監(jiān)測(cè)，并為該控制板提供串行總線接口，為所有控制和監(jiān)測(cè)功能提供相應(yīng)的總線控制指令。伺服電機(jī)安裝有電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速位置傳感器，可以提供伺服電機(jī)的工作溫度、負(fù)載力矩、工作電流電壓、轉(zhuǎn)速和位置等信息，由每個(gè)伺服電機(jī)配置的基于單片機(jī)的控制板提供各傳感器輸出數(shù)據(jù)的AD轉(zhuǎn)換和采集以及總線收發(fā)功能。本實(shí)用新型的有益效果是可以上傳伺服電機(jī)的工作狀態(tài)信息，提供系統(tǒng)檢測(cè)功能，伺服電機(jī)的數(shù)量和應(yīng)用可以靈活配置，增強(qiáng)系統(tǒng)可擴(kuò)展性，同時(shí)配線簡(jiǎn)明，可靠性提高。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖I是本實(shí)用新型應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu)和傳統(tǒng)的伺服電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的區(qū)別示意圖。圖2是本實(shí)用新型的原理示意圖。圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
在圖I中可以看到智能總線伺服電機(jī)和傳統(tǒng)伺服電機(jī)在應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)上的不同，傳統(tǒng)的無(wú)人飛行器中的伺服控制結(jié)構(gòu)為集中分布式，每一個(gè)伺服電機(jī)都需要由飛行控制器提供一個(gè)專用的控制端口。該系統(tǒng)中所有的伺服電機(jī)都由飛行控制器進(jìn)行集中控制，飛行控制器向每個(gè)伺服電機(jī)分別下達(dá)運(yùn)動(dòng)指令，伺服電機(jī)不向飛行控制器傳遞任何信息，本文提出的智能總線伺服電機(jī)則將每個(gè)伺服電機(jī)封裝為一個(gè)總線通訊單元，可以在總線上接受和發(fā)送信息，如圖所示，飛行控制器只需安裝一個(gè)總線接口，所有的伺服電機(jī)都作為總線單元連接在總線上，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)布線的結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)初始上電時(shí)，飛行控制器向總線發(fā)出 廣播問訊數(shù)據(jù)包，以了解總線上所連接的所有總線單元。當(dāng)總線單元收到此問訊信息時(shí)，發(fā)送反饋數(shù)據(jù)包，反饋信息包括本單元ID號(hào)碼、功能、特別屬性等信息。飛行控制器收到全部反饋信息后可自動(dòng)選擇控制策略和方式。在運(yùn)行中，飛行控制器的伺服電機(jī)運(yùn)行指令直接轉(zhuǎn)換成通訊代碼以總線數(shù)據(jù)包的方式下達(dá)給總線上的伺服電機(jī)，通過在數(shù)據(jù)指令中指定伺服電機(jī)的ID號(hào)來選擇被控對(duì)象。使用串行總線的另一個(gè)優(yōu)越性是可以對(duì)每個(gè)伺服電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行了解，智能總線伺服電機(jī)都安裝有電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速位置傳感器，可以提供伺服電機(jī)的工作溫度、負(fù)載力矩、工作電流電壓、轉(zhuǎn)速和位置等信息，由每個(gè)伺服電機(jī)配置的基于單片機(jī)的控制板提供工作狀態(tài)的AD轉(zhuǎn)換和采集以及總線收發(fā)功能。飛行控制器定周期對(duì)每個(gè)連接在總線上的伺服電機(jī)進(jìn)行工作狀態(tài)的問訊，以監(jiān)控和掌握整機(jī)伺服系統(tǒng)的工作情況。圖2是智能總線伺服電機(jī)的原理示意圖。在圖2中伺服電機(jī)I使用光電編碼盤3作為位置和速度傳感器，溫度傳感器2用來監(jiān)控伺服電機(jī)I的溫度，電流傳感器4用于監(jiān)控伺服電機(jī)I的通過電流，電壓傳感器5用于監(jiān)控伺服電機(jī)I的負(fù)載電壓，所有傳感器和電機(jī)都連接到基于單片機(jī)的控制板6上，控制板6提供所有傳感器的A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集處理，提供伺服電機(jī)I的驅(qū)動(dòng)控制，并通過板上提供的總線接口提供操作功能，可以通過總線7向伺服電機(jī)下達(dá)控制指令，請(qǐng)求各種電機(jī)狀態(tài)反饋信息。圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例。整個(gè)智能總線伺服電機(jī)由伺服電機(jī)I、電機(jī)溫度傳感器2、光電編碼盤3、控制板6、封裝殼體8組成，串行總線采用航空插頭9來連接。上面所述的實(shí)施例僅僅對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種無(wú)人飛行器智能總線伺服電機(jī)，其特征是所述伺服電機(jī)包括控制驅(qū)動(dòng)電路和多個(gè)電機(jī)狀態(tài)傳感器，并通過控制驅(qū)動(dòng)電路提供的串行總線接口控制電機(jī)和獲取電機(jī)反饋狀態(tài)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)人飛行器智能總線伺服電機(jī)，其特征是所述伺服電機(jī)包括電流傳感器、電壓傳感器、位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)人飛行器智能總線伺服電機(jī)，其特征是串行總線接口采用了航空插頭形式進(jìn)行連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無(wú)人飛行器智能總線伺服電機(jī)，解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是使用基于單片機(jī)的控制板對(duì)電機(jī)實(shí)施控制和監(jiān)測(cè)，并為該控制板提供串行總線接口，為所有控制和監(jiān)測(cè)功能提供相應(yīng)的總線控制指令。伺服電機(jī)安裝有電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速位置傳感器，可以提供伺服電機(jī)的工作溫度、負(fù)載力矩、工作電流電壓、轉(zhuǎn)速和位置等信息，由每個(gè)伺服電機(jī)配置的單片機(jī)控制板提供工作狀態(tài)的AD轉(zhuǎn)換和采集以及總線收發(fā)功能。本實(shí)用新型的有益效果是可以上傳伺服電機(jī)的工作狀態(tài)信息，提供系統(tǒng)檢測(cè)功能，伺服電機(jī)的數(shù)量和應(yīng)用可以靈活配置，增強(qiáng)系統(tǒng)可擴(kuò)展性，同時(shí)配線簡(jiǎn)明，可靠性提高。
文檔編號(hào)G05B19/048GK202583784SQ20112052811
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者張旭, 徐晨華 申請(qǐng)人:新時(shí)代集團(tuán)國(guó)防科技研究中心