[實(shí)用新型]舵機(jī)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621197824.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206226345U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳斌;楊東平;鄭剛;陳清平;程烽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三多樂(lè)精密注塑（深圳）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P29/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P29/00;H02P29/40
• 代理公司: 深圳市智享知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44361
• 代理人: 王琴

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型涉及機(jī)械控制領(lǐng)域，特別涉及到一種舵機(jī)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

近年來(lái)，隨著機(jī)器人和航空模型等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，舵機(jī)的使用越來(lái)越頻繁。舵機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種伺服電機(jī)，可通過(guò)PWM信號(hào)(Pulse Width Modulation脈沖寬度調(diào)制信號(hào))給定轉(zhuǎn)角信息使舵機(jī)帶著負(fù)載旋轉(zhuǎn)至指定角度，并且能夠在指定角度保持、承受一定的扭矩。然而傳統(tǒng)的舵機(jī)存在在上電啟動(dòng)瞬間不提供PWM信號(hào)的情況下，舵機(jī)內(nèi)部電機(jī)會(huì)由于得到一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)生抖動(dòng)的現(xiàn)象，導(dǎo)致在使用舵機(jī)的時(shí)候整體穩(wěn)定性下降。而且傳統(tǒng)舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率較低，扭矩過(guò)小，在驅(qū)動(dòng)大負(fù)載時(shí)容易停轉(zhuǎn)而導(dǎo)致內(nèi)部元器件損壞，影響舵機(jī)使用壽命，同時(shí)傳統(tǒng)舵機(jī)在正常工作時(shí)電流過(guò)大，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重，效率低下、長(zhǎng)時(shí)間工作后也會(huì)因發(fā)熱嚴(yán)重而損壞，同時(shí)也浪費(fèi)能源。因此有必要對(duì)傳統(tǒng)的舵機(jī)進(jìn)行有益的改良。

【實(shí)用新型內(nèi)容】

為克服現(xiàn)有傳統(tǒng)舵機(jī)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型技術(shù)提供了舵機(jī)控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型技術(shù)的方案是提供一種舵機(jī)控制系統(tǒng)，其所控制的舵機(jī)至少包括電機(jī)和輸出齒輪，所述電機(jī)帶動(dòng)輸出齒輪旋轉(zhuǎn)，該系統(tǒng)還包括信號(hào)濾波電路、芯片控制電路、電流放大電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)和反饋電路；所述信號(hào)濾波電路對(duì)輸入的PWM信號(hào)濾波后傳輸給芯片控制電路，所述芯片控制電路對(duì)PWM信號(hào)處理后形成方波信號(hào)；所述反饋電路和芯片控制電路電連接，并機(jī)械連接于由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的輸出齒輪以產(chǎn)生反饋電壓，所述反饋電壓傳輸至芯片控制電路；所述芯片控制電路接收反饋電路產(chǎn)生的反饋電壓并和所述方波信號(hào)相比較得到電壓差，并根據(jù)所述電壓差調(diào)整所述方波信號(hào)，所述電流放大電路將芯片控制電路傳輸過(guò)來(lái)的調(diào)整后的方波信號(hào)放大后形成放大電流，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路接收放大電流并驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路為H橋驅(qū)動(dòng)電路。

優(yōu)選地，所述芯片控制電路包括芯片U1，所述芯片U1型號(hào)為KC2463。

優(yōu)選地，該舵機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括抖動(dòng)抑制電路，所述抖動(dòng)抑制電路包括電容C13,所述電容C13一端接在芯片U1的TT端，所述電容C13另一端接地。

優(yōu)選地，所述電容C13的電容值為470nF。

優(yōu)選地，所述信號(hào)濾波電路包括電容C8，所述電容C8一端接于芯片U1的INPUT端，所述電容C8另一端接地。

優(yōu)選地，所述電流放大電路包括第三三極管和第四三極管，所述第三三極管的控制端接于芯片U1的OUT4端，第四三極管的控制端接于芯片U1的OUT2端。

優(yōu)選地，所述H橋驅(qū)動(dòng)電路包括第一三極管，第二三極管，第五三極管和第六三極管；第三三極管的發(fā)射極接于第二三極管的基極，第三三極管的集電極接于第五三極管的基極并通過(guò)電阻接地，第二三極管的發(fā)射極接于電源，第二三極管的集電極連接于第六三極管的集電極；第四三極管的集電極接于第六三極管的基極并通過(guò)電阻接地，第四三極管的發(fā)射極接于第一三極管的基極，第一三極管的集電極連接于第五三極管的集電極，第一三極管的發(fā)射極接于電源；第五三極管的發(fā)射極和第六三極管的發(fā)射極通過(guò)電阻接地；電機(jī)一端接于第二三極管的集電極，另一端接于第一三極管的集電極。

優(yōu)選地，反饋電路包括電阻R18和滑動(dòng)變阻器R5，滑動(dòng)變阻器R5包括三端，其中一端通過(guò)電阻接于所述芯片U1的VREG端，所述滑動(dòng)變阻器R5的另一端通過(guò)電阻接地，所述滑動(dòng)變阻器R5的中間端通過(guò)電阻R18接至芯片U1的POT端。

優(yōu)選地，所述芯片U1的RT端通過(guò)電阻R12接地，用來(lái)設(shè)置所述芯片U1的CL端的充電電流。

優(yōu)選地，所述電阻R12阻值為18KΩ，所述CL端的充電電流為100μA

與現(xiàn)有技術(shù)相比，經(jīng)實(shí)際反復(fù)試驗(yàn)測(cè)量，本實(shí)用新型與傳統(tǒng)同類(lèi)型舵機(jī)的舵機(jī)控制系統(tǒng)相比，具有以下的有益效果：

1.傳統(tǒng)同類(lèi)型舵機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路多數(shù)采用半橋驅(qū)動(dòng)電路，即只有由本實(shí)用新型中的第一三極管Q1和第二三極管Q2組成的上半橋電路，甚至有些直接不要三極管驅(qū)動(dòng)，直接通過(guò)芯片U1的輸出端OUT2和OUT4輸出電流至電機(jī)兩端，導(dǎo)致舵機(jī)驅(qū)動(dòng)功率低，扭矩小，只能驅(qū)動(dòng)很小的外部負(fù)載，而本實(shí)用新型采用由4個(gè)三極管構(gòu)成H型驅(qū)動(dòng)電路，每個(gè)三極管工作在飽和開(kāi)關(guān)的狀態(tài)下時(shí)，每個(gè)三極管能通過(guò)的最大電流可達(dá)到1.5A,大大加大了允許通過(guò)電機(jī)的電流額度，對(duì)于提供電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率和扭矩提供了更好的方案。即使電機(jī)因外部負(fù)載過(guò)大而停轉(zhuǎn)，三極管也不會(huì)因?yàn)槎罗D(zhuǎn)電流過(guò)大而燒掉，對(duì)內(nèi)部芯片進(jìn)行保護(hù)，使得舵機(jī)運(yùn)行周期更長(zhǎng)。