本实用新型属于电子技术领域,尤其涉及一种舵机装置及其驱动电路。
背景技术:
随着人工成本地增加,越来越多地制造业逐渐利用机器人作业来替代人工作业。现有的机器人在进行流水线作业时,需要控制机械臂进行物体抓取、装配、运送等动作,这些动作的控制和执行均离不开舵机。
舵机需要依赖电机对其进行驱动,然而,由于现有的电机的供电电源大多采用移动式电源,例如,锂电池等,使得电机在运转过程中,容易因为供电电源的输出电压变化,导致其转速不稳地,进而造成舵机的出现姿态抖动或者运动位置存在较大误差等运行不稳地的现象。
技术实现要素:
本实用新型实施例提供一种舵机装置及其驱动电路,以解决现有技术中,因为供电电源的输出电压变化,导致舵机运行不稳地的问题。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种舵机装置的驱动电路,连接于驱动舵机工作的电机与电源之间,其特征在于,所述驱动电路包括:
电压检测单元,与所述电源相连,用于检测所述电源的供电电压值,并输出与所述供电电压值对应的电压信号;
控制单元,与所述电压检测单元相连,用于接收所述电压信号,并当所述电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,根据所述预设电压值与所述供电电压值,生成目标PWM信号,所述目标PWM信号用于控制所述电机工作,以驱动所述舵机。
第二方面,本实用新型实施例还提供一种舵机装置,包括舵机和驱动所述舵机工作的电机,所述舵机装置还包括如上所述的舵机的驱动电路。
本实用新型实施例提供了一种舵机装置及其驱动电路,通过电压检测单元检测电源的供电电压值,并输出与供电电压值对应的电压信号,利用控制单元接收电压信号,并当电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,根据预设电压值与供电电压值,生成目标PWM信号,该目标PWM信号用于控制电机驱动舵机,使得电机在运转过程中,不会因为供电电源的输出电压变化,而导致转速不稳定,避免了舵机出现运行不稳地的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种舵机装置的驱动电路的结构示意图;
图2是本实用新型另一实施例提供的一种舵机装置的驱动电路的结构示意图;
图3是本实用新型另一实施例提供的一种舵机装置的驱动电路的具体结构示意图;
图4是本实用新型另一实施例提供的一种舵机装置的驱动电路的具体电路图;
图5是本实用新型实施例提供的一种舵机装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
请参见图1,图1是本实用新型实施例提供的一种舵机装置的驱动电路的结构示意图。如图1所示,一种舵机装置的驱动电路100,连接于驱动舵机110工作的电机120与电源130之间,包括:电压检测单元10和控制单元20。具体地:
电压检测单元10,与电源130相连,用于检测电源130的供电电压值,并输出与供电电压值对应的电压信号。
控制单元20,与电压检测单元10相连,用于接收电压信号,并当电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,根据预设电压值与供电电压值,生成目标PWM信号,目标PWM信号用于控制电机120工作,以驱动舵机110。
需要说明的是,电源130可以包括市电、存储电池或者发电机等。预设电压值用于描述控制电机120工作的正常电压值。
在本实施例中,通过向驱动电路100发送控制指令,进而控制舵机110工作。由于电机120的转速会因为电源130的当前电压变化而产生误差,因此通过检测检测电源130的供电电压值,能够根据该供电电压值的具体大小,确定电机120的转速是否与控制指令相匹配。
当电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,则表明需要对控制电机120转动的PWM信号进行调整。
在本实施例中,根据预设电压值与供电电压值生成目标PWM信号,具体可以是,以预设电压值与供电电压值之间的比值作为调节比例项,以供电电压值对应的PWM信号为被调节项,利用调节比例项对被调节项进行调整,进而得到目标PWM信号,该目标PWM信号用于控制电机120工作,以驱动舵机110。
上述方案中,通过电压检测单元检测电源的供电电压值,并输出与供电电压值对应的电压信号,利用控制单元接收电压信号,并当电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,根据预设电压值与供电电压值,生成目标PWM信号,该目标PWM信号用于控制电机工作,进而驱动舵机,使得电机在运转过程中,不会因为供电电源的输出电压变化,而导致转速不稳定,避免了舵机出现运行不稳地的现象。
请参见图2,图2是本实用新型另一实施例提供的一种舵机装置的驱动电路的结构示意图。如图2所示,作为本实施例一种可能实现的方式,驱动电路100还包括:滤波单元30。具体地:
滤波单元30,与电压检测单元10相连,形成电压信号输入节点31,电压信号输入节点31用于连接控制单元。
需要说明的是,为了避免驱动电路100以外的其他干扰信号对电压信号造成影响,通过设置滤波单元30能够对电压信号以外的其他电信号进行滤除。
图3是本实用新型另一实施例提供的一种舵机装置的驱动电路的具体结构示意图。如图3所示,控制单元20包括:模数转换单元21、处理单元22以及驱动单元23。具体地:
模数转换单元21,与电压检测单元10相连,用于接收电压信号,并对电压信号进行模数转换,输出电压信号对应的供电电压值。
处理单元22,与模数转换单元21相连,用于接收供电电压值,并当供电电压值不等于预设电压值时,根据预设电压值与供电电压值,生成目标占空比信息。
驱动单元23,与处理单元22相连,用于接收目标占空比信息,并根据目标占空比信息生成目标PWM信号,目标PWM信号用于控制电机驱动舵机。
需要说明的是,电压检测单元10对电源的供电电压值进行检测,得到一个用于描述电源供电电压值的电压信号,该电压信号为模拟信号,模数转换单元21对该模拟量进行模数转换后,得到电压信号对应的供电电压值。处理单元22通过比较该供电电压值与预设电压值的大小,并当供电电压值不等于预设电压值时,根据预设电压值与供电电压值生成目标占空比信息。
作为本实施例一种可能实现的方式,处理单元22根据预设电压值与供电电压值生成目标占空比信息,可以通过测算舵机110根据控制指令,在PWM信号的驱动下达到的实际位置信息;将控制指令对应的目标位置信息,与实际位置信息,导入预设的位置式PID控制算法进行循环运算,得到第一占空比值,最后根据该第一占空比值,以及预设电压值与供电电压值的比值,得到目标占空比信息。
进一步地,可以通过以下公式得到目标占空比信息;
其中,PN为所述目标占空比,Vn为所述预设电压值,Vm为所述供电电压值,PV为所述第一占空比值。
需要说明的是,预设的位置式PID控制算法为现有的用于根据输入的PWM信号,输出该PWM信号对应的占空比值的算法,本领域技术人员可以通过将该算法存储至芯片中,用于输出PWM信号对应的占空比值的信号,故不再赘述。
进一步地,模数转换单元21的信号输入端与电压检测单元10相连,模数转换单元21的信号输出端与处理单元22的输入端相连,处理单元22的输出端与驱动单元23的信号输入端相连,驱动单元23的信号输出端与电机120相连。
图4是本实用新型另一实施例提供的一种舵机装置的驱动电路的具体电路图。如图4所示,电压检测单元10包括:第一电阻R1。
第一电阻R1的第一端与电源130相连,第一电阻R1的第二端用于连接滤波单元30。
如图4所示,滤波单元30包括:第一电容C1和第二电阻R2。
第一电容C1的第一端与第二电阻R2的第一端相连,形成第一节点31,第一节点31用于连接电压检测单元10,第一电容C1的第二端与第二电阻R2的第二端相连,形成第二节点32,第二节点32用于接地。
如图4所示,模数转换单元21包括第一芯片U1。
第一芯片U1的信号输入端IN_1用于连接电压检测单元10,并接收电压信号,第一芯片U1的信号输出端OUT_1用于连接处理单元,并向处理单元22输出电压信号。
如图4所示,处理单元22包括第二芯片U2。
第二芯片U2的信号输入端IN_2用于连接模数转换单元21,并接收供电电压值,第二芯片U2的信号输出端OUT_2用于连接驱动单元23,并向驱动单元23输出目标占空比信息。
如图4所示,驱动单元23包括第三芯片U3。
第三芯片U3的信号输入端IN_3用于连接处理单元22,并接收目标占空比信息,第三芯片U3的信号输出端OUT_1用于连接电机120,并向电机120输出目标PWM信号。
可以理解的是,在其他实施例中,控制单元20中的模数转换单元21、处理单元22以及驱动单元23,可以被封装为一个整体,也即图4中的第一芯片U1、第二芯片U2以及第三芯片U3可以被封装为一个独立的芯片。
以下结合图3和图4对本实用新型提供的一种舵机装置的驱动电路100的工作原理进行详细说明。
如图3和图4所示,在驱动舵机110工作时,通过向驱动电路100发送控制指令,进而生成相应的PWM信号,控制电机120,从而实现对舵机110的控制。
在驱动舵机110工作的过程中,电压检测单元10对电源130的供电电压值进行检测,并向控制单元20输出与供电电压值对应的电压信号。当电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,控制单元20根据预设电压值与供电电压值,生成目标PWM信号,目标PWM信号用于控制电机120驱动舵机110。
具体地,如图4所示,电压检测单元10通过第一电阻R1对对电源130的供电电压值进行检测,并向第一芯片U1输出电压信号。当电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,第一芯片U1对电压信号进行模数转换,并向第二芯片U2输出电压信号对应的供电电压值。当供电电压值不等于预设电压值时,第二芯片U1根据预设电压值与供电电压值,生成目标占空比信息,并将该占空比信息发送给第三芯片U3,使第三芯片U3根据该目标占空比信息生成用于控制电机120工作进而驱动舵机110的目标PWM信号。
上述方案中,通过电压检测单元检测电源的供电电压值,并输出与供电电压值对应的电压信号,利用控制单元接收电压信号,并当电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,根据预设电压值与供电电压值,生成目标PWM信号,该目标PWM信号用于控制电机工作,进而驱动舵机,使得电机在运转过程中,不会因为供电电源的输出电压变化,而导致转速不稳定,避免了舵机出现运行不稳地的现象。
图5示出了本实用新型实施例提供的一种用于熔断熔丝的装置结构示意图。如图5所示,一种舵机装置200包括:舵机110和驱动舵机110工作的电机120。
舵机装置200还包括上述实施例中的舵机装置的驱动电路100。
可以理解的是,由于本实施例提供的一种舵机装置200与本实用新型相关的内容与实现方式在上述内容中已经详细描述,故此处不再赘述。
上述方案中,通过电压检测单元检测电源的供电电压值,并输出与供电电压值对应的电压信号,利用控制单元接收电压信号,并当电压信号所表征的供电电压值不等于预设电压值时,根据预设电压值与供电电压值,生成目标PWM信号,该目标PWM信号用于控制电机工作,进而驱动舵机,使得电机在运转过程中,不会因为供电电源的输出电压变化,而导致转速不稳定,避免了舵机出现运行不稳地的现象。
本实用新型实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。