可编程串行总线数字舵的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种可编程串行总线数字舵机，若干所述舵机通过总线的方式与所述控制器连接，或/和若干舵机通过总线的方式与至少一个分支器连接，再通过分支器通过总线的方式与控制器连接。本实用新型的可编程串行总线数字舵机可以加快舵机控制响应、简化拓扑网络、提高舵机适应性。
【专利说明】可编程串行总线数字舵机
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及舵机控制领域，具体是一种可编程串行总线数字舵机。
【背景技术】
[0002]舵机是一种位置伺服执行机构，广泛应用于航模、机器人领域。目前使用得最多的舵机方案，是通过采集输入信号的脉冲宽度(Ims?2ms)来控制电机的旋转，带动齿轮机构转动到指定的位置(角度)。具体的控制电路又分为模拟控制和数字控制两种。模拟控制是采用模拟电路来设计的控制电路，控制精度较低，定位不精确，速度慢。数字控制是采用单片机编程，通过软件算法来控制，精度高，定位精确，速度快。
[0003]而现有的舵机控制方式存在一些缺陷。
[0004]控制响应慢:遥控系统通常采用PPM信号来传输控制信号，经解码后产生多路独立的脉宽信号来控制舵机。因此如果要传输的通道数越多，PPM信号的周期就越长，这将加大舵机对控制信号的响应延迟，反应变慢。
[0005]拓扑网络复杂:现有的舵机方案，每个舵机需要一路独立脉冲信号来控制，属于星形拓扑结构。在大型航模和机器人上，由于舵机数量多，安装位置相隔较远，对于控制器与舵机之间的走线将会变得非常复杂。
[0006]舵机适应性较差:每个舵机由于使用的环境不同，负载大小、运行角度范围、运行速度的要求也各不相同，普通的舵机是按照某一个固定的标准来设计的，很难适应各种不同的使用条件。
【发明内容】
[0007]为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种可编程串行总线数字舵机，可以加快舵机控制响应、简化拓扑网络、提高舵机适应性。
[0008]为实现上述目的本实用新型采用的技术方案是:可编程串行总线数字舵机，包括控制器、舵机和分支器，若干所述舵机通过总线的方式与所述控制器连接，或/和若干舵机通过总线的方式与至少一个分支器连接，再通过分支器通过总线的方式与控制器连接。
[0009]具体地，控制器铺设的总线为一条。所述分支器通过级联若干分支器以增加所连接舵机的数量。
[0010]本实用新型涉及的可编程串行总线数字舵机可以达到如下有益技术效果:
[0011](I)加快控制响应:本实用新型采用PCM数字编码信号来传输控制数据，在同一根信号总线上高速传输所有通道的数据。传输时间短，传输延迟小，因此大大加快了控制响应速度。
[0012](2)简化拓扑网络:本实用新型属于总线拓扑结构，由于采用了单总线传输方式，所有的舵机在设置好自己的通道号后，只要直接挂在总线上，就可收到相应通道的控制信号。因此整个系统就通过一条总线来进行数据传输，只需要铺设一条总线即可。布线非常简单方便。[0013](3)提高舵机适应性:本实用新型采用单片机编程控制方式，具有较好的控制性能和适应性。通过对舵机的控制参数进行编程，即适用于不同的环境。通用性非常好。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为总线舵机拓扑结构；
[0015]图2为本实用新型控制器对总线数字舵机进行控制的控制流程图；
[0016]图3为本实用新型控制器对总线数字舵机参数进行设置时的工作流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图做进一步说明。
[0018]参见图1，本实用新型包括控制器1、舵机和分支器，舵机1、舵机i 1、舵机i i 1、舵机IV和舵机V通过总线与所述控制器I连接，构成控制舵机的第一级；舵机v1、舵机vi1、舵机vii1、舵机ix和舵机X通过总线连接第一分支器2.1的输出端，第一分支器2.1的输入端通过总线连接控制器1，构成控制舵机第二级；舵机x1、舵机xi1、舵机xii1、舵机xiv和舵机XV通过总线连接第二分支器2.2的输出端，第二分支器2.2的输入端通过总线连接第一分支器2.1的输出端，构成控制舵机第三级；舵机xv1、舵机xvii和舵机xviii通过总线连接第三分支器2.3的输出端，第三分支器2.3的输入端通过总线连接第二分支器2.2的输出端，构成控制舵机第四级。
[0019]各个分支器对数据不做任何处理，直接转发，对拓扑网进行扩增，便于增加所连接舵机的数量。本实施例中分支器采用FUTM4195，控制器采用R6108SB，舵机采用本方案的可编程串行总线数字舵机是可市购的。
[0020]在控制模式下，总线上的数据从控制器到舵机方向单向传输，控制器按照总线通讯协议，将控制信号转换成数字编码信号，然后通过总线发送出去。
[0021]每个舵机可以设置不同的通道地址。所有挂在总线上的舵机，都可以收到总线上传输的数据。舵机将收到的总线数据中，对应自己的通道的控制信号分离出来，控制电机带动齿轮机构运动，到达指定的位置(角度)，作出相应的动作。
[0022]参见图2，控制器中的控制数据经过编码后，通过总线发送，舵机接收总线中的数据，进行解码，然后分离出对应本舵机通道的控制信号，根据所得控制信号计算目标位置，然后进行位置控制计算，根据计算结果驱动电机，然后检测舵面位置，重复位置控制计算。
[0023]在设置模式下，总线上的数据可以以半双工通讯的方式双向传输，控制器使用这种方式可以非常方便地对挂在总线上的任意一个舵机进行参数的设置，也可以实时地测试舵机的性能。具体工作流程参见图3。
【权利要求】
1.可编程串行总线数字舵机，其特征在于:包括控制器、舵机和分支器，若干所述舵机通过总线的方式与所述控制器连接，或/和若干舵机通过总线的方式与至少一个分支器连接，再通过分支器通过总线的方式与控制器连接。
2.根据权利要求1所述可编程串行总线数字舵机，其特征在于:所述控制器铺设的总线为一条。
3.根据权利要求1或2所述可编程串行总线数字舵机，其特征在于:所述分支器通过级联若干分支器以增加所连接舵机的数量。
【文档编号】G05B19/418GK203606674SQ201320681134
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】陈楠, 朱家林, 钟尉, 王冬生, 蒙建军 申请人:重庆阿尔舍电子控制技术有限公司