[發明專利]微型無線控制平臺

在審

• 申請號: 201510834822.4
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105388810A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 江濤;高紅博;周倪青
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

技術領域

本發明屬于自動控制技術領域，特別涉及一種微型無線控制平臺。

背景技術

無刷直流電機具有用命長、高效率、穩定性高等優勢，在家庭、工業、汽車、自動化等領域有著廣泛應用。與有刷電機相比，無刷電機沒有換相電刷，用電子換相取代了機械換相。無刷直流電機的控制可以由一個三相逆變器借助檢測電機轉子位置的傳感器來實現。但是位置傳感器會增大電機的成本和體積。因此，小尺寸的無位置傳感器的無刷直流電機控制方法是近年來的一個研究熱點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種體積小的微型無線控制平臺。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種微型無線控制平臺，包括傳遞控制信號的總控制平臺以及接收控制信號的微型控制模塊，所述的微型控制模塊包括電源、微處理器、微型無刷電機以及形狀記憶合金，電源為微處理器供電，微處理器對控制信號進行處理并驅動微型無刷電機和形狀記憶合金的動作，形狀記憶合金動作實現微型無刷電機轉子位置檢測。

與現有技術相比，本發明存在以下技術效果：形狀記憶合金具有形狀記憶效應，可根據自身溫度改變實現拉伸和收縮的形狀變化，通過形狀記憶合金代理位置傳感器，結構簡單、小尺寸、低成本，同時使用壽命也比較長。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

具體實施方式

下面結合圖1，對本發明做進一步詳細敘述。

參閱圖1，一種微型無線控制平臺，包括傳遞控制信號的總控制平臺10以及接收控制信號的微型控制模塊20，所述的微型控制模塊20包括電源21、微處理器22、微型無刷電機23以及形狀記憶合金24，電源21為微處理器22供電，微處理器22對控制信號進行處理并驅動微型無刷電機23和形狀記憶合金24的動作，形狀記憶合金24動作實現微型無刷電機23轉子位置檢測。形狀記憶合金24是一種新型的功能性材料，最重要的特性就是形狀記憶效應，即可以根據自身溫度的改變實現拉伸和收縮的形狀變化。這種拉伸/收縮的過程可重復多次，使其在簡單結構、小尺寸、低成本的應用中有獨特的優勢。這里通過形狀記憶合金24，替代了現有技術中的位置傳感器，實現無線控制平臺的微型化。

優選地，所述的總控制平臺10包括計算機11和開發板12，操作人員通過計算機11發出控制命令，開發板12將該控制命令通過無線的方式發射出去。因為PC端的平臺沒有小尺寸的要求，可以選用商業化的模塊，現在，計算機11早已普及，這里通過計算機11發出控制命令，既節約成本又方便操作。

進一步地，所述的微處理器22為集成了射頻通信功能的8051微處理器。考慮到功能、封裝、成本等需求，選定了8051微處理器，這款微處理器只需要簡單的外圍電路，而且在通信方面，與小尺寸的貼片天線聯合應用，可以在較小的尺寸范圍內實現系統所需的功能。具體地，為了與8051微處理器相適配，所述的微型控制模塊20包括天線單元25，天線單元25為小尺寸的貼片天線，天線單元25接收到開發板12發出的控制命令后輸出至8051微處理器。

優選地，所述的微型無刷電機23為日本Namiki公司的SBL-0829PG系列的無刷直流電機，負載電壓3V，額定電流為46mA，尺寸參數為直徑4mm，長度16mm。Namiki公司提供無刷無感電機驅動電路SSD04，但其尺寸(34.4mm×19.6mm)不符合小型化的應用需求，同時，微處理器的I/O的輸出電流太小，無法直接驅動電機，因此需要設計專用的電機驅動電路。本實施例中，微處理器22通過電機驅動電路26驅動微型無刷電機23動作，電機驅動電路26為美國Allegro公司的一款雙路全橋式電機驅動芯片A3901。其封裝尺寸為10引腳DFN，3mX3mm。可以提供±400mA的輸出電流，實現250kHz的PWM控制。工作電壓范圍為2.5V～5.5V。其特性和優勢使其適合于微型電機的驅動。

優選地，所述的形狀記憶合金24為日本Toki公司BiometalHelixBMX系列的記憶合金，形狀記憶合金24呈彈簧狀。此材料具有沖程長、力量大、易于操作、工作電壓和功耗低等特性，是微尺寸制動機構的理想選擇。由于形狀記憶合金材料基于溫度的變化改變形狀，此材料自身的電阻約為350-450Ω/m，優選地，形狀記憶合金24的電阻為400Ω/m，當有電流通過時自身就可以產生熱量。微處理器22通過開關電路27控制形狀記憶合金24的動作，可以實現形狀記憶合金24制動機構的運動。

總控制平臺10的軟件設計基于微處理器的應用，包括無刷直流電機和形狀記憶合金執行機構的驅動設計。其中，開發板12的微處理器是基于8051架構，無線傳輸系統的射頻控制、無刷直流電機驅動及形狀記憶合金控制均可通過微處理器豐富的外設完成。本發明設計的用于控制微型無刷直流電機和形狀記憶合金制動器的微型化無線控制模塊。小型化是其主要的優勢；使其可以在微型系統，如微型機器人領域得到應用。