一种无人机用一体式电动舵机的制作方法与工艺

技术特征：
1.一种无人机用一体式电动舵机，其特征在于：包括：舵机和控制驱动器，舵机包括舵机壳体(1)、输出摇臂(2)、上盖板(3)、后盖板(4)、前盖板(5)、直流无刷电机(8)、行星减速器(9)、角位移传感器卡箍(10)、中空式角位移传感器(11)、电连接器(12)；控制驱动器包括：控制板(6)、驱动板(7)；将直流无刷电机(8)、行星减速器(9)、中空式角位移传感器(11)依次连接，形成串联式布局，安装在舵机壳体(1)的中间；行星减速器(9)固定在舵机壳体(1)上，直流无刷电机(8)安装在行星减速器(9)上；中空式角位移传感器(11)的转子固定在行星减速器(9)的输出轴上，中空式角位移传感器(11)的定子通过角位移传感器卡箍(10)、螺钉(17)固定在舵机壳体(1)上，输出摇臂(2)的一端也固定在行星减速器(9)的输出轴上；控制板和驱动板固定安装在舵机壳体(1)内部的两侧；电连接器(12)与控制板和驱动板连接；直流无刷电机(8)和驱动板(7)通过导线相连；中空式角位移传感器(11)通过导线和控制板(6)相连；控制板(6)和驱动板(7)通过导线连接；控制板(6)接收从电连接器(12)输入的方波形式的角度指令，该方波形式的角度指令控制输出摇臂摆动角度，从方波形式的角度指令解算出方波形式的角度指令的周期，与方波形式的角度指令的理论周期进行比较，得到方波形式的角度指令的周期补偿值A1；控制板(6)接收从电连接器(12)输入的方波形式的零位角度指令，该方波形式的零位角度指令控制输出摇臂摆动的零位角度，从方波形式的零位角度指令解算出代表零位角度指令的时间，与代表零位角度指令的理论时间进行比较，得到方波形式的零位角度指令的补偿值A2；将方波形式的角度指令的周期补偿值A1和方波形式的零位角度指令的补偿值A2相加，得到总的角度指令补偿值A，将总的角度指令补偿值A补偿代表方波形式的任意角度指令的时间，完成指令角度补偿；将补偿后的代表方波形式的任意角度指令的时间解算为实际的角度指令θ；中空式角位移传感器(11)在工作中输出角度信息，反馈给控制板(6)，控制板(6)将解算出的实际的角度指令θ和中空式角位移传感器(11)反馈的输出角度信息进行比较，得到产生的角度误差，根据该角度误差得到中间控制量U1；将该中间控制量U1和设定的PWM周期值的比作为PWM占空比，设置限流标志，限流标志位为0表示不改变PWM占空比；限流标志位为1表示将PWM占空比置为0；对限流标志位进行判断，若限流标志位为1，将PWM占空比置为0，输出给驱动板(7)；若限流标志位为0，将该PWM占空比直接输出给驱动板(7)，驱动板(7)根据PWM占空比，输出直流无刷电机(8)的供电电压，带动直流无刷电机(8)转动，直流无刷电机(8)的输出轴与行星减速器(9)的太阳轮(14)固定连接，直流无刷电机(8)通过自身的输出轴输出的力矩和速度，经过行星减速器(9)的太阳轮(14)传递给行星减速器(9)后，根据行星减速器(9)的减速比，进行力矩和速度转换后，送至输出摇臂(2)，带动输出摇臂(2)摆动，实现位置闭环控制；限位螺钉(16)将前盖板(5)与舵机壳体(1)固定连接，且对输出摇臂(2)起到机械限位的作用；上盖板(3)、后盖板(4)、前盖板(5)和舵机壳体(1)组成密闭的中空腔体。2.根据权利要求1所述的一种无人机用一体式电动舵机，其特征在于：所述用总的角度指令补偿值补偿代表方波形式的任意角度指令的时间后解算出的实际角度指令θ，控制板(6)对解算出的实际角度指令θ根据设定的输出摇臂的摆动角度范围进行限幅判断，如果该解算出的实际角度指令θ超出设定的输出摇臂的摆动角度范围，舍弃该解算出的实际角度指令θ，保持输出摇臂的目前状态；如果该解算出的实际角度指令θ在设定的输出摇臂的摆动角度范围，输出摇臂根据解算出的实际角度指令θ进行摆动。3.根据权利要求1所述的一种无人机用一体式电动舵机，其特征在于：所述中间控制量U1,公式如下：U1＝U0+kp*e1+kd*(e1-e0)式中，U1为本次的中间控制量；U0为前一次的中间控制量，在初始化时等于0；kp为比例系数；kd为微分系数；e1为本次角度误差，单位：度；e0为前一次的角度误差，单位：度。4.根据权利要求3所述的一种无人机用一体式电动舵机，其特征在于：所述kp的取值范围为60～100。5.根据权利要求3所述的一种无人机用一体式电动舵机，其特征在于：kd的取值范围为80～140。6.根据权利要求1所述的一种无人机用一体式电动舵机，其特征在于：所述电连接器(12)对控制板(6)和驱动板(7)进行供电，控制板(6)连续采集N次供电电流感应出的电压信号，采集时间周期为1ms～2ms，再根据感应出的电压信号还原出供电电流，将该供电电流与设定的电流限流值比较，该电流限流值为电动舵机的正常工作电流值的最大值，如果供电电流小于设定的电流限流值，置限流标志位为0；如果供电电流大于等于设定的电流限流值，置限流标志位为1，直至供电电流小于设定的电流限流值。7.根据权利要求1所述的一种无人机用一体式电动舵机，其特征在于：所述驱动板(7)上设置有二级硬件限流电路，该二级硬件限流电路实时采集由一个采样电阻将代表供电电流信息的电流信号转换成的电压信号，将该电压信号与设定的电压值比较，如果该电压信号大于等于设定的电压值，驱动板(7)将直流无刷电机(8)的供电电压置为0。8.根据权利要求7所述的一种无人机用一体式电动舵机，其特征在于：设定的电压值为4.0V。