专利名称：无人飞行器智能总线伺服电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于无人飞行器的由串行总线控制的伺服电机。
背景技术：
目前国内民用领域出现的无人飞行器，通常使用普通航模用伺服电机，这类航模伺服电机虽然在功率和重量体积上能够粗略的满足使用要求，但也存在功能简单仅为被动输入控制、可靠性较差、系统布线杂乱等缺点。航模用伺服电机用于商业运作的无人飞行器中，运行可靠性不佳，故障率较高，而且相应的飞行控制器上需要为每一个伺服电机提供一个单独的接口，控制器上提供的接口数量决定了系统支持伺服电机的数量，一定程度上限制了整个无人飞行器系统功能的扩展和升级，同时导致飞行控制器位置充满杂乱的布线，往往又对故障的排查和诊断造成障碍，每次由伺服电机引起的故障都往往带来整机坠毁的 严重后果，造成财产损失。
发明内容为了克服现有的民用无人飞行器中安装的航模用伺服电机仅为被动输入控制方式，缺乏状态反馈功能，同时接口形式不便于整机系统进行功能扩展和升级的不足。本实用新型提供一种由串行总线控制的伺服电机，该伺服电机由串行总线传递的指令驱动，也可以通过总线向上反馈自身的运行状态。同时电机与飞行控制器之间通过总线连接，大大增加了系统配置的灵活性，减少了布线，间接提高了系统可靠性。本实用新型提供了一种无人飞行器智能总线伺服电机由串行总线控制的伺服电机，所述伺服电机包括控制驱动电路和多个电机状态传感器，并通过控制驱动电路提供的串行总线接口控制电机和获取电机反馈状态参数。优选的，所述伺服电机包括电流传感器、电压传感器、位置传感器、转速传感器和温度传感器进行状态监测。优选的，所述串行总线接口采用了航空插头形式进行连接。本实用新型使用基于单片机的控制板对电机实施控制和监测，并为该控制板提供串行总线接口，为所有控制和监测功能提供相应的总线控制指令。伺服电机安装有电流传感器、电压传感器、温度传感器、转速位置传感器，可以提供伺服电机的工作温度、负载力矩、工作电流电压、转速和位置等信息，由每个伺服电机配置的基于单片机的控制板提供各传感器输出数据的AD转换和采集以及总线收发功能。本实用新型的有益效果是可以上传伺服电机的工作状态信息，提供系统检测功能，伺服电机的数量和应用可以灵活配置，增强系统可扩展性，同时配线简明，可靠性提高。
以下结合附图
和实施例对本实用新型作进一步说明。图I是本实用新型应用的系统架构和传统的伺服电机应用系统架构的区别示意图。图2是本实用新型的原理示意图。图3是本实用新型的一个实施例。
具体实施方式
在图I中可以看到智能总线伺服电机和传统伺服电机在应用系统架构上的不同，传统的无人飞行器中的伺服控制结构为集中分布式，每一个伺服电机都需要由飞行控制器提供一个专用的控制端口。该系统中所有的伺服电机都由飞行控制器进行集中控制，飞行控制器向每个伺服电机分别下达运动指令，伺服电机不向飞行控制器传递任何信息，本文提出的智能总线伺服电机则将每个伺服电机封装为一个总线通讯单元，可以在总线上接受和发送信息，如图所示，飞行控制器只需安装一个总线接口，所有的伺服电机都作为总线单元连接在总线上，大大简化了系统布线的结构。在系统初始上电时，飞行控制器向总线发出 广播问讯数据包，以了解总线上所连接的所有总线单元。当总线单元收到此问讯信息时，发送反馈数据包，反馈信息包括本单元ID号码、功能、特别属性等信息。飞行控制器收到全部反馈信息后可自动选择控制策略和方式。在运行中，飞行控制器的伺服电机运行指令直接转换成通讯代码以总线数据包的方式下达给总线上的伺服电机，通过在数据指令中指定伺服电机的ID号来选择被控对象。使用串行总线的另一个优越性是可以对每个伺服电机的工作状态进行了解，智能总线伺服电机都安装有电流传感器、电压传感器、温度传感器、转速位置传感器，可以提供伺服电机的工作温度、负载力矩、工作电流电压、转速和位置等信息，由每个伺服电机配置的基于单片机的控制板提供工作状态的AD转换和采集以及总线收发功能。飞行控制器定周期对每个连接在总线上的伺服电机进行工作状态的问讯，以监控和掌握整机伺服系统的工作情况。图2是智能总线伺服电机的原理示意图。在图2中伺服电机I使用光电编码盘3作为位置和速度传感器，温度传感器2用来监控伺服电机I的温度，电流传感器4用于监控伺服电机I的通过电流，电压传感器5用于监控伺服电机I的负载电压，所有传感器和电机都连接到基于单片机的控制板6上，控制板6提供所有传感器的A/D转换和数据采集处理，提供伺服电机I的驱动控制，并通过板上提供的总线接口提供操作功能，可以通过总线7向伺服电机下达控制指令，请求各种电机状态反馈信息。图3为本实用新型一个实施例。整个智能总线伺服电机由伺服电机I、电机温度传感器2、光电编码盘3、控制板6、封装壳体8组成，串行总线采用航空插头9来连接。上面所述的实施例仅仅对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思前提下，本领域的技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
权利要求1.一种无人飞行器智能总线伺服电机，其特征是所述伺服电机包括控制驱动电路和多个电机状态传感器，并通过控制驱动电路提供的串行总线接口控制电机和获取电机反馈状态参数。
2.根据权利要求I所述的无人飞行器智能总线伺服电机，其特征是所述伺服电机包括电流传感器、电压传感器、位置传感器、转速传感器和温度传感器进行状态监测。
3.根据权利要求I所述的无人飞行器智能总线伺服电机，其特征是串行总线接口采用了航空插头形式进行连接。
专利摘要本实用新型公开了一种无人飞行器智能总线伺服电机，解决其技术问题所采用的技术方案是使用基于单片机的控制板对电机实施控制和监测，并为该控制板提供串行总线接口，为所有控制和监测功能提供相应的总线控制指令。伺服电机安装有电流传感器、电压传感器、温度传感器、转速位置传感器，可以提供伺服电机的工作温度、负载力矩、工作电流电压、转速和位置等信息，由每个伺服电机配置的单片机控制板提供工作状态的AD转换和采集以及总线收发功能。本实用新型的有益效果是可以上传伺服电机的工作状态信息，提供系统检测功能，伺服电机的数量和应用可以灵活配置，增强系统可扩展性，同时配线简明，可靠性提高。
文档编号G05B19/048GK202583784SQ20112052811
公开日2012年12月5日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者张旭, 徐晨华 申请人:新时代集团国防科技研究中心