一种高集成度机构驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微、纳卫星电子设备，具体涉及一种高集成度机构驱动器。
【背景技术】
[0002]微、纳卫星是卫星领域的研究热点。对于微、纳卫星的电子设备，设计人员采用大卫星的设计思路，根据每台卫星的特点，所有功能都进行全新设计，而现有的机构驱动器，在微、纳卫星中的功能较为单一，用来驱动电机从而驱动卫星中的机构，在每台卫星中也均有不同设计，重复工作量大。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是一种高集成度机构驱动器，通用性强，可缩短微、纳卫星机构驱动器的研制周期，降低成本。
[0004]为解决上述问题，本实用新型提出一种高集成度机构驱动器，包括:控制器、通信模块、A/D采样模块、电机驱动模块以及输出调节模块；
[0005]所述控制器通过所述通信模块和外部控制器通信，所述控制器用以接收外部控制器发送的遥控指令、遥测请求指令;所述控制器响应于所述遥控指令对所述输出调节模块进行配置，所述输出调节模块用以根据配置调节输出的电压和/或电流;所述控制器响应于所述遥控指令而发送驱动控制指令给所述电机驱动模块，以控制电机驱动;所述输出调节模块输出的电流和电压通过所述电机驱动模块输出到电机上；
[0006]所述A/D采样模块采样电机绕组的电流并生成采样信号，传输至所述控制器;所述控制器响应于所述遥测请求指令并检测到电机绕组的电流过流，生成包含过流信息的遥测信息，通过所述通信模块发送遥测信息给外部控制器。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，所述控制器为FPGA处理器，所述通信模块为CAN总线通信模块。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，所述输出调节模块包括至少一对数字电位器，一对数字电位器的输出通过一电机驱动模块加载到一电机。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，每对数字电位器中，一片数字电位器和电压输出芯片相连，控制阻值变化以调节输出的电压，另一片数字电位器和电机驱动模块连接，控制阻值变化以调节输出的电流，调节的电流和电压在所述电机驱动模块的驱动状态下加载到电机上。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，每所述电机驱动模块连接驱动一路二相步进电机或两路直流有刷电机。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述输出调节模块的电压输出范围在12V?32V之间，电流输出范围在OA?2.5A之间。
[0012]采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果:驱动器通过和外部控制器通信，根据外部控制器的指令进行驱动并反馈给外部控制器遥测信息，以便在远端监测电机电流，并且，驱动器的通用性强，加载到电机上的电流和电压可通过输出调节模块进行调节，从而可以满足不同微、纳卫星的功能需求，可搭载于微、纳卫星和其他空间、地面小型多轴机构中进行机构驱动，集成度高，便于搭载在不同的微、纳卫星中。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一个实施例的高集成度机构驱动器用来驱动机构时的结构框图。
【具体实施方式】
[0014]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0015]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
[0016]参看图1，本实用新型实施例的高集成度机构驱动器I，包括:控制器12、通信模块
11、A/D采样模块15、电机驱动模块14以及输出调节模块13。
[0017]其中，控制器12通过通信模块11和外部控制器2通信，外部控制器2通过通信模块11向控制器12传输信息，信息内容可包括遥控指令、遥测指令等，控制器12通过通信模块11向外部控制器2传输信息，该信息可包括遥测信息。
[0018]控制器12接收外部控制器2发送的遥控指令后，对输出调节模块13进行配置，在控制器12上电时对输出调节模块13进行初始化，调节其输出的电压、电流，输出调节模块13根据配置调节输出的电压和/或电流。
[0019]控制器12接收外部控制器2发送的遥控指令后，还发送相应的驱动控制指令给电机驱动模块14，以控制电机3驱动，输出调节模块13输出的电流和电压通过电机驱动模块14加载到电机3上，驱动电机3转动，从而驱动机构4工作。在电机3转动时，即在电机驱动模块14驱动状态下，A/D采样模块15采样电机3绕组的模拟信号的电流，并生成数字信号的采样信号，将采样信号传输至控制器12，以监控电机3的运行状态。控制器12在收到遥测请求指令后，并根据采样信号检测到电机3绕组的电流过流，则生成包含过流信息的遥测信息，通过通信模块11发送遥测信息给外部控制器2。
[0020]在一个实施例中，控制器12采用FPGA处理器，通信模块11采用CAN总线通信模块，FPGA处理器例如采用A2F200型号的芯片，其中运动规划功能和通信信息组帧、解帧功能由芯片内部集成的ARM Cortex-M3微控制器硬核处理，数据传输功能由FPGA门电路部分处理。
[0021]进一步的，输出调节模块13包括至少一对数字电位器，一对数字电位器的输出通过一电机驱动模块14加载到一电机3，每数字电位器对应一路电机驱动电路，也就是说可以有多个电机驱动模块14，用以驱动不同的电机，驱动路数多，可增强驱动器的通用性。例如输出调节模块13可以包括十二片数字电位器，也就是6对数字电位器，每路电机驱动电路分别对应两片数字电位器。
[0022]具体的，每对数字电位器中，一片数字电位器和电压输出芯片(图中未示出)相连，通过控制数字电位器的阻值变化来调节输出的电压，另一片数字电位器和电机驱动模块14连接，具体是连接到其电流调节端，通过控制数字电位器的阻值变化来调节输出的电流，调节后的电流和电压在电机驱动模块14的驱动状态下加载到电机3上。较佳的，输出调节模块13的电压输出范围在12V?32V之间，电流输出范围在OA?2.5A之间，根据不同电机3进行相应的调节。
[0023]在一个实施例中，每所述电机驱动模块14连接驱动一路二相步进电机或两路直流有刷电机，各电机3用以驱动不同的机构4。
[0024]电机驱动模块14的芯片数目和数字电位器的芯片对数相对应，从而可以控制相应路数的电机3，控制器12产生的驱动控制指令控制相应的电机驱动模块14工作，从而控制相应的电机3转动，从而驱动机构4工作。
[0025]由于驱动器I可以有多路驱动输出，在一个实施例中，该驱动器I也可以同时驱动一个以上的电机3，也就是驱动一个以上的机构4工作，则A/D采样模块15也具有相应的芯片数目，采集不同电机3绕组的电流，控制器12可以监控不同电机3的工作状态。
[0026]本实用新型的驱动器通和外部控制器通信，根据外部控制器的指令进行驱动并反馈给外部控制器遥测信息，以便在远端监测电机电流，并且，驱动器的通用性强，加载到电机上的电流和电压可通过输出调节模块进行调节，从而可以满足不同微、纳卫星的功能需求，可搭载于微、纳卫星和其他空间、地面小型多轴机构中进行机构驱动，集成度高，便于搭载在不同的微、纳卫星中。
[0027]本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种高集成度机构驱动器，其特征在于，包括:控制器、通信模块、A/D采样模块、电机驱动模块以及输出调节模块； 所述控制器通过所述通信模块和外部控制器通信，所述控制器用以接收外部控制器发送的遥控指令、遥测请求指令;所述控制器响应于所述遥控指令对所述输出调节模块进行配置，所述输出调节模块用以根据配置调节输出的电压和/或电流;所述控制器响应于所述遥控指令而发送驱动控制指令给所述电机驱动模块，以控制电机驱动;所述输出调节模块输出的电流和电压通过所述电机驱动模块输出到电机上； 所述A/D采样模块采样电机绕组的电流并生成采样信号，传输至所述控制器;所述控制器响应于所述遥测请求指令并检测到电机绕组的电流过流，生成包含过流信息的遥测信息，通过所述通信模块发送遥测信息给外部控制器。2.如权利要求1所述的高集成度机构驱动器，其特征在于，所述控制器为FPGA处理器，所述通信模块为CAN总线通信模块。3.如权利要求1所述的高集成度机构驱动器，其特征在于，所述输出调节模块包括至少一对数字电位器，一对数字电位器的输出通过一电机驱动模块加载到一电机。4.如权利要求3所述的高集成度机构驱动器，其特征在于，每对数字电位器中，一片数字电位器和电压输出芯片相连，控制阻值变化以调节输出的电压，另一片数字电位器和电机驱动模块连接，控制阻值变化以调节输出的电流，调节的电流和电压在所述电机驱动模块的驱动状态下加载到电机上。5.如权利要求3所述的高集成度机构驱动器，其特征在于，每所述电机驱动模块连接驱动一路二相步进电机或两路直流有刷电机。6.如权利要求1所述的高集成度机构驱动器，其特征在于，所述输出调节模块的电压输出范围在12V?32V之间，电流输出范围在OA?2.5A之间。
【专利摘要】本实用新型提出一种高集成度机构驱动器，驱动器通过和外部控制器通信，根据外部控制器的指令进行驱动并反馈给外部控制器遥测信息，以便在远端监测电机电流，并且，驱动器的通用性强，加载到电机上的电流和电压可通过输出调节模块进行调节，从而可以满足不同微、纳卫星的功能需求，可搭载于微、纳卫星和其他空间、地面小型多轴机构中进行机构驱动，集成度高，便于搭载在不同的微、纳卫星中。
【IPC分类】H02P29/00, H02P5/00, H02P29/40
【公开号】CN205212747
【申请号】CN201520971898
【发明人】李宇, 周建华, 侯建文, 孙海林, 石星星
【申请人】上海宇航系统工程研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月30日