本發(fā)明實施例涉及電動設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種舵機。

背景技術(shù)：

舵機(英文叫servo)是由直流電機、齒輪組、傳感器和控制電路組成的一套自動控制系統(tǒng)，它通過發(fā)送信號，指定輸出軸旋轉(zhuǎn)角度。舵機一般用于控制某物體轉(zhuǎn)動一定角度，比如應(yīng)用于機器人的關(guān)節(jié)等。但是舵機在工作過程中，會因為舵機主板的電源線、信號線以及電機本身工作轉(zhuǎn)動等原因產(chǎn)生一定的空間輻射和線輻射，這些產(chǎn)生的輻射不僅對舵機的外部器件的工作產(chǎn)生一定的干擾，同時也會影響操作舵機的人員的身體健康。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種舵機，以期減少舵機產(chǎn)生的輻射。

本發(fā)明實施例第一方面提供一種舵機，所述舵機包括：電源模塊、信號端口模塊、控制模塊、電機驅(qū)動電路模塊、電機、齒輪組模塊、反饋模塊；

其中，所述信號端口模塊與所述控制模塊電連接、所述電源模塊與所述控制模塊電連接，所述控制模塊與所述電機驅(qū)動電路模塊電連接，所述電機驅(qū)動電路模塊與所述電機電連接，所述電機與所述齒輪組模塊連接，所述電機與所述反饋模塊電連接；

所述電源模塊用于為所述控制模塊提供電源，所述信號端口模塊包括電連接于所述控制模塊的信號發(fā)送串口和信號接收串口，所述信號發(fā)送串口用以將所述控制模塊的控制信號發(fā)送至外部器件，所述信號接收串口用以將外部器件的控制信號發(fā)送至所述控制模塊，所述電機對外輸出扭矩以驅(qū)動所述齒輪組模塊轉(zhuǎn)動，所述反饋模塊檢測所述電機的轉(zhuǎn)動角度，產(chǎn)生反饋信號，反饋給所述控制模塊，所述控制模塊基于所述反饋模塊產(chǎn)生的反饋信號，控制所述電機驅(qū)動電路模塊，進而控制所述電機；

所述電機外殼接地，以減少所述電機的空間輻射。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述舵機還包括：第一濾波電路，所述第一濾波電路分別與所述電源模塊、所述信號端口模塊以及所述控制模塊電連接，用于減少連接所述電源模塊與所述控制模塊、連接所述信號端口模塊與所述控制模塊之間的導(dǎo)線所產(chǎn)生的線輻射。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述電機包括電源線，所述舵機還包括：第二濾波電路，所述第二濾波電路與所述電機的電源線電連接，用于減少所述電機的電源線所產(chǎn)生的線輻射。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述反饋模塊包括：電位器，

所述電位器電連接于所述電機和所述控制模塊，用以檢測所述電機的轉(zhuǎn)動角度，并基于所述電機的轉(zhuǎn)動角度產(chǎn)生反饋信號，反饋給所述控制模塊。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述反饋模塊包括：磁鐵和磁編碼器電路，所述磁鐵與所述電機非接觸連接，所述磁編碼器電路與所述控制模塊電連接，所述電機轉(zhuǎn)動帶動所述磁鐵旋轉(zhuǎn)，所述磁編碼器電路基于所述磁鐵的旋轉(zhuǎn)角度，產(chǎn)生角度信號，反饋給所述控制模塊。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述第一濾波電路為π型濾波電路或lc濾波電路。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述第二濾波電路為π型濾波電路或lc濾波電路。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述信號發(fā)送串口用以與另一所述舵機的信號接收串口串聯(lián)。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述控制模塊包括微控制單元，所述微控制單元采用32位或64位數(shù)據(jù)存儲模式。

結(jié)合第一方面，在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述微控制單元的供電電壓為3.3v。

本發(fā)明提供的舵機，包括：電源模塊、信號端口模塊、控制模塊、電機驅(qū)動電路模塊、電機、齒輪組模塊、反饋模塊，通過將電機外殼接地，將電機產(chǎn)生的空間輻射疏通到參考地，減少了舵機所產(chǎn)生的輻射，進而減小對舵機的外部器件的工作產(chǎn)生的干擾，同時也減小對操作舵機的人員的身體健康的影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域低精度技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明第一實施例提供的一種舵機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明第二實施例提供的一種舵機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-1是本發(fā)明第二實施例提供的磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-2是本發(fā)明第二實施例提供的磁鐵與控制芯片的擺放位置示意圖；

圖3是本發(fā)明第三實施例提供的一種舵機的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

電磁兼容性(electromagneticcompatibility，emc)，就是指某電子設(shè)備既不干擾其它設(shè)備，同時也不受其它設(shè)備的影響。電磁兼容性和我們所熟悉的安全性一樣，是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。安全性涉及人身和財產(chǎn)，而電磁兼容性則涉及人身和環(huán)境保護。emc包括干擾(emi)和抗干擾(ems)。其中，電磁波會與電子元件作用，產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，稱為emi(electromagneticinterference)。例如，tv熒光屏上常見的“雪花”，便表示接受到的訊號被干擾。同時，ems指的是設(shè)備的抗干擾能力。本發(fā)明則是針對舵機的emi，即減小舵機產(chǎn)生的干擾。

請參閱圖1，圖1是本發(fā)明第一實施例提供的一種舵機的結(jié)構(gòu)示意圖，所述舵機100包括：電源模塊101、信號端口模塊102、控制模塊103、電機驅(qū)動電路模塊104、電機105、齒輪組模塊106、反饋模塊107；

其中，所述信號端口模塊102與所述控制模塊103電連接、所述電源模塊101與所述控制模塊103電連接，所述控制模塊103與所述電機驅(qū)動電路模塊104電連接，所述電機驅(qū)動電路模塊104與所述電機105電連接，所述電機105與所述齒輪組模塊106連接，所述電機105與所述反饋模塊107電連接。

具體地，所述電源模塊101用于為所述控制模塊103提供電源。

所述信號端口模塊102包括電連接于所述控制模塊103的信號發(fā)送串口1021和信號接收串口1022，所述信號發(fā)送串口1021用以將所述控制模塊103的控制信號發(fā)送至外部器件，所述信號接收串口1022用以將外部器件的控制信號發(fā)送至所述控制模塊103。所述信號發(fā)送串口1021和所述信號接收串口1022同時電連接于所述控制模塊103，并相互獨立向所述控制模塊103傳遞信號，從而使得所述舵機100可以在單位時間內(nèi)同時接收和發(fā)送信號指令，進而利用控制模塊103對電機105進行控制，從而提高舵機100的控制效率和運行效率。所述信號端口模塊102由設(shè)置于舵機100主板上連接信號數(shù)據(jù)線的引腳構(gòu)成。所述信號發(fā)送串口1021和所述信號接收串口1022分別設(shè)置于兩個連接不同信號數(shù)據(jù)線上的引腳上。由于所述信號發(fā)送串口1021和所述信號接收串口1022相互獨立，因此所述信號發(fā)送串口1021上的信號與所述信號接收串口1022上的信號不會相互干擾，從而保證了舵機100的有效控制。本實施方式中，所述信號發(fā)送串口1021和所述信號發(fā)送串口1021通過在舵機100上設(shè)置數(shù)據(jù)連接器(未圖示)采用有線通信方式與外部器件進行通信。

本實施方式中，所述控制模塊103設(shè)置于舵機100的主板上，所述控制控制模塊103包括微控制單元(microcontrollerunit；mcu)，所述微控制單元采用32位或64位數(shù)據(jù)存儲模式，從而所述微控制單元可以兼容目前多數(shù)計算機終端的操作系統(tǒng)，并且實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的通信模式。所述微控制單元可以經(jīng)所述信號發(fā)送串口1021向外部器件發(fā)送控制信號，該外部器件可以是計算機終端也可以是其他舵機，或者是總舵機，以實現(xiàn)將舵機的工作信息反饋至外部器件或者將不屬于本舵機的控制信號傳遞至其他舵機。所述微控制單元可以經(jīng)所述信號接收串口1022接收外部器件的控制信號，以實現(xiàn)外部器件向舵機發(fā)送控制信號控制舵機運行，或者是從其他舵機處接收控制信號。

所述電機105用于對外輸出扭矩以驅(qū)動所述齒輪組模塊106轉(zhuǎn)動，所述反饋模塊107檢測所述電機105的轉(zhuǎn)動角度，產(chǎn)生反饋信號，反饋給所述控制模塊103，所述控制模塊103基于所述反饋模塊107產(chǎn)生的反饋信號，控制所述電機驅(qū)動電路模塊104，進而控制所述電機105。

其中，所述電機105接收直流電，所述電機105為無核心馬達。所述電機105根據(jù)所述微控制單元的ic控制信號判斷轉(zhuǎn)動方向。所述電機105通過齒輪組模塊106將轉(zhuǎn)動扭矩輸出至舵盤，舵盤可以將轉(zhuǎn)動扭矩輸出至其他舵機或者輸出至負載部件。電機105是一個輻射干擾源，本發(fā)明實施例中，所述電機105外殼接地，以將其輻射的能量疏通到參考地，進而減少所述電機105的空間輻射，其中，所述電機105輻射波形表現(xiàn)為毛刺噪聲。

本發(fā)明提供的舵機，包括：電源模塊、信號端口模塊、控制模塊、電機驅(qū)動電路模塊、電機、齒輪組模塊、反饋模塊，通過將電機外殼接地，將電機產(chǎn)生的空間輻射疏通到參考地，減少了舵機所產(chǎn)生的輻射，進而減小對舵機的外部器件的工作產(chǎn)生的干擾，同時也減小對操作舵機的人員的身體健康的影響。

請參閱圖2，圖2是本發(fā)明第二實施例提供的一種舵機的結(jié)構(gòu)示意圖，所述舵機100包括本發(fā)明第一實施例中的電源模塊101、信號端口模塊102、控制模塊103、電機驅(qū)動電路模塊104、電機105、齒輪組模塊106、反饋模塊107。

本實施方式中，所述舵機100還可以進一步包括：第一濾波電路108，所述第一濾波電路108分別與所述電源模塊101、所述信號端口模塊102以及所述控制模塊103電連接，用于減少連接所述電源模塊101與所述控制模塊103、連接所述信號端口模塊102與所述控制模塊103之間的導(dǎo)線所產(chǎn)生的線輻射。其中，所述第一濾波電路108為π型濾波電路或lc濾波電路。

具體地，所述電源模塊101與所述控制模塊103通過vcc線和gnd線連接，所述信號端口模塊102與所述控制模塊103通過通信接收線和通信發(fā)送線連接，本發(fā)明實施例中，在連接所述電源模塊101與所述控制模塊103的兩個導(dǎo)線、連接所述信號端口模塊102與所述控制模塊103之間的的兩個導(dǎo)線共四條導(dǎo)線之間增加四個第一濾波電路108，以減少連接所述電源模塊101與所述控制模塊103、連接所述信號端口模塊102與所述控制模塊103之間的導(dǎo)線所產(chǎn)生的線輻射。

本實施方式中，所述電機105包括電源線，所述舵機100還包括：第二濾波電路109，所述第二濾波電路109與所述電機105的電源線電連接，用于減少所述電機105的電源線所產(chǎn)生的線輻射。其中，所述第二濾波電路109為π型濾波電路或lc濾波電路。

可以理解的，電源線上的干擾來自很多地方，如大負荷的變動、電火花放電、空間電磁場、電機的啟動和停止等。濾波電路主要是考慮濾出兩種干擾，即共模干擾和差模干擾。所謂共模干擾是指公共電源線的相線、中線及安全地線均感應(yīng)同樣幅度及相位的干擾。電磁場對電源線的耦合均為共模干擾。所謂差模干擾是指公共電源線中相線與中線所感應(yīng)的干擾幅度大體相等，但相位差180度。差模干擾主要來源于公共電源線上連接的其他設(shè)備。對于差模干擾，濾波電路主要加在相線與中線之間以抑制不需要的干擾，而不包括安全地線。

作為一種可選的實施方式，所述反饋模塊107可以是電位器，所述電位器電連接于所述電機105和所述控制模塊103，用以檢測所述電機105的轉(zhuǎn)動角度，并基于所述電機105的轉(zhuǎn)動角度產(chǎn)生反饋信號，反饋給所述控制模塊103。

所述電機105根據(jù)所述電位器的電壓差判斷轉(zhuǎn)動角度。具體的，所述舵機100可以實現(xiàn)330度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，也可以實現(xiàn)360度連續(xù)轉(zhuǎn)動。

所述電位器與所述電機105并聯(lián)，所述微控制單元向所述電位器的正負兩端發(fā)發(fā)送電壓信號，以使所述電位器的正負兩端形成電壓差，而所述電機105在微控制單元的電壓信號驅(qū)動下開始工作。而當(dāng)電機105開始轉(zhuǎn)動后，電位器正負兩端的電壓差開始慢慢減小，最終電位器正負兩端的電壓差變?yōu)榱?，而此時電機105停止轉(zhuǎn)動，進而使得電機105轉(zhuǎn)動一定角度后停止。同理，在電機105轉(zhuǎn)動360度后，繼續(xù)通過微控制單元向電位器發(fā)送電壓差信號，進而再次驅(qū)動電機105轉(zhuǎn)動，從而使得電機105可以連續(xù)轉(zhuǎn)。

作為一種可選的實施方式，所述反饋模塊107還可以由磁鐵和磁編碼器電路組成，所述磁鐵與所述電機105非接觸連接，所述磁編碼器電路與所述控制模塊103電連接，所述電機105轉(zhuǎn)動帶動所述磁鐵旋轉(zhuǎn)，所述磁編碼器電路基于所述磁鐵的旋轉(zhuǎn)角度，產(chǎn)生角度信號，反饋給所述控制模塊103。

具體地，進一步地，所述磁編碼器電路模塊包括控制芯片，所述控制芯片包括霍爾傳感器，所述霍爾傳感器用于檢測所述磁鐵的旋轉(zhuǎn)角度，所述控制芯片基于所述霍爾傳感器檢測得到的所述磁鐵的旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生角度信號。

進一步地，所述磁鐵為對徑極化的圓柱型結(jié)構(gòu)，具體請參考圖2-1所示，圖2-1是本發(fā)明第二實施例提供的磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖，所述磁鐵與所述霍爾傳感器同軸放置，其擺放位置示意圖請參考圖2-2所示，圖2-2是本發(fā)明第二實施例提供的磁鐵模塊與控制芯片的擺放位置示意圖。

具體地，磁編碼器電路模塊包括的控制芯片能夠感應(yīng)放在控制芯片上方的磁鐵的角度位置。采用控制芯片內(nèi)部的霍爾傳感器檢測硅表面的磁通分布?；魻杺鞲衅魑挥诳刂菩酒行母浇膱A形陣列，用于傳遞磁場分布的電壓響應(yīng)?；魻杺鞲衅鞯妮敵鲭S著磁鐵的旋轉(zhuǎn)而變化?？刂菩酒谝粋€12位/11位ad和坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算器進行計算，再通過數(shù)字處理和過濾，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過i²c/spi輸出給控制模塊103。同時可以輸出pwm或da信號。將信號送給控制模塊103進行處理。

其中，所述信號發(fā)送串口1021用以與另一所述舵機100的信號接收串口1022串聯(lián)。

具體地，進一步地，所述信號發(fā)送串口1021用以與另一所述舵機100的信號接收串口1022串聯(lián)。本實施方式中，多個所述舵機100之間可以相互串接，即相鄰兩個舵機100的信號發(fā)送串口1021與信號接收串口1022相串聯(lián)。從而當(dāng)外部主機向其中某一個舵機100發(fā)送控制信號時，僅需向第一個舵機100發(fā)送控制信號即可。當(dāng)?shù)谝粋€舵機100的微控制單元通過所述信號接收串口1022接收主機控制信后，識別到該控制信號并非本機控制信號嗎，則通過信號發(fā)送串口1021向另一舵機100發(fā)送控制信號，其他舵機100按照相同方式傳遞控制信號，直至該控制信號達到特定的舵機100為止。從而省去主機向多個舵機100之間分別發(fā)送控制信號，簡化通信結(jié)構(gòu)。

其中，所述微控制單元的供電電壓為dc3.3v。

具體地，所述微控制單元的供電電壓為dc3.3v。所述電源模塊101可將dc6v～dc8.4v的電壓轉(zhuǎn)化為所述微控制單元的運行電壓dc3.3v。

本發(fā)明提供的舵機，包括：電源模塊、信號端口模塊、控制模塊、電機驅(qū)動電路模塊、電機、齒輪組模塊、反饋模塊，通過將電機外殼接地，將電機產(chǎn)生的空間輻射疏通到參考地，進而減少了舵機中電機所產(chǎn)生的空間輻射，同時，通過第一濾波電路、第二濾波電路也可以減少舵機主板和電機產(chǎn)生的線輻射，從而減小對舵機的外部器件的工作產(chǎn)生的干擾，同時也減小對操作舵機的人員的身體健康的影響。

請參閱圖3，圖3是本發(fā)明第三實施例提供的一種舵機的結(jié)構(gòu)示意圖，所述舵機100包括本發(fā)明第二實施例中的電源模塊101、信號端口模塊102、控制模塊103、電機驅(qū)動電路模塊104、電機105、齒輪組模塊106、反饋模塊107、第一濾波電路108和第二濾波電路109。

進一步，所述磁編舵機100還可以包括：電流采樣電路110，其中，所述電流采樣電路110的第一端口與所述電機105模塊電連接，所述電流采樣電路110的第二端口與所述控制模塊103電連接，所述電流采樣電路110用于在檢測到所述電機105模塊的工作電流超過預(yù)設(shè)電流閾值時產(chǎn)生反饋信號，反饋給所述控制模塊103。

進一步地，所述磁編舵機100還包括：電壓采樣電路111，其中，所述電壓采樣電路111的第一端口與所述電機105模塊電連接，所述電壓采樣電路111的第二端口與所述控制模塊103電連接，所述電壓采樣電路111用于在檢測到所述電機105模塊的工作電壓超過預(yù)設(shè)電壓閾值時產(chǎn)生反饋信號，反饋給所述控制模塊103。

進一步地，所述磁編舵機100還包括：溫度采樣電路112，其中，所述溫度采樣電路112的第一端口與所述電機105模塊電連接，所述溫度采樣電路112的第二端口與所述控制模塊103電連接，所述溫度采樣電路112用于在檢測到所述電機105模塊的溫度超過預(yù)設(shè)溫度閾值時產(chǎn)生反饋信號，反饋給所述控制模塊103。

進一步地，所述述磁編舵機100還包括電連接于所述控制模塊103的報警器，所述報警器根據(jù)反饋信號發(fā)出報警提示，即當(dāng)出現(xiàn)溫度過高、電壓過小或過大、電流過小或過大時，所述控制模塊103會控制報警器發(fā)出報警信息，以提醒工作人員，進而起到對所述磁編舵機100的保護。所述報警器可以通過提示燈的方式進行報警，或者是通過發(fā)出蜂鳴音的方式報警。

可以理解的是，所述舵機100可以應(yīng)用于智能機器人上，在接收機器人控制指令情況下，舵機100運行進而向機器人的部件輸出扭矩，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)動動作，同時根據(jù)機器人所承受的負載向機器人反饋轉(zhuǎn)動動作。

本發(fā)明提供的舵機，包括：電源模塊、信號端口模塊、控制模塊、電機驅(qū)動電路模塊、電機、齒輪組模塊、反饋模塊，通過將電機外殼接地，將電機產(chǎn)生的空間輻射疏通到參考地，進而減少了舵機中電機所產(chǎn)生的空間輻射，同時，通過第一濾波電路、第二濾波電路也可以減少舵機主板和電機產(chǎn)生的線輻射，從而減小對舵機的外部器件的工作產(chǎn)生的干擾，同時也減小對操作舵機的人員的身體健康的影響。

本發(fā)明實施例還提供一種計算機存儲介質(zhì)，其中，該計算機存儲介質(zhì)可存儲有程序，該程序執(zhí)行時包括上述方法實施例中記載的任何一種數(shù)據(jù)通信方法的部分或全部步驟。

需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。

在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關(guān)描述。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。