一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器的制作方法

本发明涉及舵机控制器，具体为一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器。

背景技术：

1、舵机是指在自动驾驶仪中操纵飞机舵面(操纵面)转动的一种执行部件，分有：电动舵机，由电动机、传动部件和离合器组成，接受自动驾驶仪的指令信号而工作，当人工驾驶飞机时，由于离合器保持脱开而传动部件不发生作用，液压舵机，由液压作动器和旁通活门组成，当人工驾驶飞机时，旁通活门打开，由于作动器活塞两边的液压互相连通而不妨碍人工操纵，此外，还有电动液压舵机，简称“电液舵机”，在高档遥控玩具，如飞机、潜艇模型，遥控机器人中已经得到了普遍应用，舵机是船舶上的一种大甲板机械，舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑扭矩大小，在航天方面，舵机应用广泛，航天方面，导弹姿态变换的俯仰、偏航、滚转运动都是靠舵机相互配合完成的，舵机在许多工程上都有应用，不仅限于船舶。

2、目前市场上的舵机控制器应用已经十分广泛了，舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，电动舵机是通过伺服电机带动舵面产生偏转的装置，被广泛于小型航空器、模型车船、小型制导武器等多领域，舵机控制器接受自动驾驶仪的指令信号而工作，散热设计对舵机驱动器的性能有很大影响，随着驱动功率的提高，以及舵机通道数的增加，散热装置的体积通常会变得很大，舵机控制器在接受到上级控制器的合法命令后，在50ms内反馈当前状态给上级控制器，舵机控制器具备自动应急操舵功能，但是大部分舵机控制器在使用的过程中精度不够高，过载量小，通道单一，导致使用时受到局限性，且通道接连接后散热性差，容易发热。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，具备精度高、过载大、通道多且散热好的优点，解决了大部分舵机控制器在使用的过程中精度不够高，过载量小，通道单一，导致使用时受到局限性，且通道接连接后散热性差，容易发热的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述精度高、过载大、通道多且散热好的目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，包括电动舵机，所述电动舵机为典型的位置闭环控制系统，由控制器主体、驱动电路、驱动电机、传动机构和角位移传感器等部分组成；

5、所述控制器主体用于采集电动舵机的指令信号；

6、所述角位移传感器用于反馈信号，进行综合运算后，计算得出驱动电机控制信号和向信号，并将这些信号发送给驱动电路；

7、所述驱动电机以所需的转速、转向旋转，经传动机构减速传递后，电动舵机的舵面输出所需的转速和转向。

8、优选的，所述电动舵机中的传动形式选用螺母螺杆传动形式，所述电动舵机中驱动电机和电位计选用具备抗过载能力的器件。

9、优选的，所述电动舵机结构设计时，提高零件的粗壮性，针对轴承，设计支撑解决大过载下游隙的影响，对于电池、电机等重量较大的零件在正常安装的基础上，增加顶部压板。

10、优选的，所述电动舵机中的电路板设计及布局时，保证惯性力方向为将元器件与pcb板压紧方向，避免器件脱离，同时对控制器主体进行灌封。

11、优选的，所述电动舵机主要分成控制部分和驱动部分，其中驱动部分包括电机三相驱动电路和储能电容。

12、优选的，所述控制部分包括mcu控制电路、隔离驱动电路、信号调理电路、电流电压采集电路、位置信号调理电路和电源变换电路。

13、优选的，所述驱动部分和控制部分是电气隔离的，控制部分和上位机部分也是电气隔离。

14、优选的，所述控制器主体的后侧设置有多个通道连接口，所述控制器主体的后侧内部固定安装有与通道连接口连接的散热机构。

15、优选的，所述散热机构包括散热箱，所述控制器主体的后侧内壁固定安装有散热箱，所述散热箱上开设有与通道连接口相对应的插孔，所述散热箱的内部固定安装有位于两个通道连接口之间的散热片，所述散热片左右两侧均固定安装有延伸至通道连接口顶部和底部的导热片。

16、有益效果

17、与现有技术相比，本发明提供了一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，具备以下有益效果：

18、1、该高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，通过角位移传感器，控制器主体采集舵指令信号、角位移反馈信号，进行综合运算后，计算出电机控制信号、方向信号，并将这些信号发送给电机驱动电路，驱动电机以所需的转速、转向旋转，经传动机构减速传递后，舵面输出所需的转速和转向，从而使控制器主体在使用的过程中精度高的作用。

19、2、该高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，通过选用螺母螺杆传动形式，提高传动的抗过载能力，驱动电机和电位计选用具备抗过载能力的器件，结构设计时，提高零件的粗壮性，针对轴承，设计支撑解决大过载下游隙的影响，对于电池、电机等重量较大的零件在正常安装的基础上，增加顶部压板，电路板设计及布局时，保证惯性力方向为将元器件与pcb板压紧方向，避免器件脱离，同时对控制器进行灌封，提高抗过载能力，从而使控制器主体在使用的过程中过载大的作用。

20、3、该高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，通过设置多个通连接口，便于控制器主体具备多通道连接，当多个通连接口连接时会产生热量，然后通过散热箱内部的散热片进行初步散热，同时散热片左右两侧延伸至通连接口上下的导热片就会辅助散热，使通连接口连接后上下均可得到散热，从而使控制器主体上的通连接口在使用时便于散热，防止其连接时间长后出现发热的现象。

技术特征：

1.一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，包括电动舵机(1)，其特征在于：所述电动舵机(1)为典型的位置闭环控制系统，由控制器主体(2)、驱动电路、驱动电机、传动机构和角位移传感器等部分组成；

2.根据权利要求1所述的一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，其特征在于：所述电动舵机(1)中的传动形式选用螺母螺杆传动形式，所述电动舵机(1)中驱动电机和电位计选用具备抗过载能力的器件。

3.根据权利要求1所述的一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，其特征在于：所述电动舵机(1)结构设计时，提高零件的粗壮性，针对轴承，设计支撑解决大过载下游隙的影响，对于电池、电机等重量较大的零件在正常安装的基础上，增加顶部压板。

4.根据权利要求1所述的一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，其特征在于：所述电动舵机(1)中的电路板设计及布局时，保证惯性力方向为将元器件与pcb板压紧方向，避免器件脱离，同时对控制器主体(2)进行灌封。

5.根据权利要求1所述的一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，其特征在于：所述电动舵机(1)主要分成控制部分和驱动部分，其中驱动部分包括电机三相驱动电路和储能电容。

6.根据权利要求5所述的一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，其特征在于：所述控制部分包括mcu控制电路、隔离驱动电路、信号调理电路、电流电压采集电路、位置信号调理电路和电源变换电路。

7.根据权利要求5所述的一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，其特征在于：所述驱动部分和控制部分是电气隔离的，控制部分和上位机部分也是电气隔离。

8.根据权利要求1所述的一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，其特征在于：所述控制器主体(2)的后侧设置有多个通道连接口(3)，所述控制器主体(2)的后侧内部固定安装有与通道连接口(3)连接的散热机构(4)。

9.根据权利要求8所述的一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，其特征在于：所述散热机构(4)包括散热箱(401)，所述控制器主体(2)的后侧内壁固定安装有散热箱(401)，所述散热箱(401)上开设有与通道连接口(3)相对应的插孔(402)，所述散热箱(401)的内部固定安装有位于两个通道连接口(3)之间的散热片(402)，所述散热片(402)左右两侧均固定安装有延伸至通道连接口(3)顶部和底部的导热片(404)。

技术总结
本发明涉及舵机控制器技术领域，且公开了一种高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，包括电动舵机，所述电动舵机为典型的位置闭环控制系统，由控制器主体、驱动电路、驱动电机、传动机构和角位移传感器等部分组成。该高精度高过载多通道通用伺服舵机控制器，通过控制器主体采集舵指令信号、角位移反馈信号，进行综合运算后，计算出电机控制信号、方向信号，并将这些信号发送给电机驱动电路，驱动电机以所需的转速、转向旋转，经传动机构减速传递后，舵面输出所需的转速和转向，从而使控制器主体在使用的过程中精度高的作用，通过选用螺母螺杆传动形式，提高传动的抗过载能力，驱动电机和电位计选用具备抗过载能力的器件。

技术研发人员：蒋礼平,王滨,李桂宁,廖红波
受保护的技术使用者：成都航天凯特机电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13