非接触式位置反馈的舵机控制电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010229945.6 (22)申请日 2020.03.27 (71)申请人 贵州航天林泉电机有限公司 地址 550000 贵州省贵阳市观山湖区长岭 南路89号 (72)发明人 王零超蔡华祥吴兴校刘兴中 唐杨 (74)专利代理机构 贵州派腾知识产权代理有限 公司 52114 代理人 汪劲松 (51)Int.Cl. H02P 6/16(2016.01) H02K 11/215(2016.01) H02K 11/25(2016.01) H02K 11/27(2016.01) (。

2、54)发明名称 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路 (57)摘要 本发明公开的一种非接触式位置反馈的舵 机控制电路， 包括电源VCC、 电源变换模块、 上位 机、 主控芯片、 非接触式位置反馈模块、 电流采样 模块、 温度采集模块、 电机， 电源VCC与电源变换 模块、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块分 别连接， 主控芯片输入端与电源变换模块、 非接 触式位置反馈模块、 电流采样模块、 温度采集模 块分别连接， 主控芯片输出端与电机通过H桥电 路连接， 上位机与主控芯片双向连接， 本申请采 用非接触式位置反馈， 与传统采用接触式电位计 位置反馈相比， 可大大提高位置反馈的使用寿 命、 抗。

3、环境干扰能力以及位置检测精度， 并且， 控 制器具有过流、 过温双重保护功能， 具有极佳的 应用推广前景。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 111416553 A 2020.07.14 CN 111416553 A 1.一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 其特征在于： 包括电源VCC、 电源变换模块、 上位机、 主控芯片、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块、 温度采集模块、 电机、 H桥电路， 电源VCC与电源变换模块、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块分别连接， 主控芯片输入 端与电源变换模块、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块、 温度采集模块分别连接， 主控 芯片。

4、输出端与电机通过H桥电路连接， 上位机与主控芯片双向连接。 2.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 其特征在于： 所述主控 芯片是MM32F003TW。 3.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 其特征在于： 所述非接 触式位置反馈模块包括编码器芯片SC60320、 PCB定子板、 PCB转子板、 滤波电路， PCB定子板 上安设有编码器芯片、 激励线圈、 接收线圈， 编码器芯片与激励线圈连接， 激励线圈的交变 电磁场在PCB转子板上产生涡流场， 通过电磁感应在接收线圈上产生感应电动势， 经过编码 器芯片解码后得到反馈信号， PCB定子板与滤波电路连接。 。

5、4.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 其特征在于： 所述电流 采样模块包括电阻R4R7、 电容C2、 远算放大器， 电阻R6一端接收电流采样信号， 电容C2一 端分别连接， 电阻R6另一端与电阻R7一端、 运算放大器的同相输入端3脚连接， 电阻R7另一 端接地， 电容C2另一端与电阻R4一端短接后接地， 电阻R4另一端与运算放大器的反相输入 端4脚、 电阻R5一端分别连接， 电阻R5另一端与运算放大器输出端1脚连接。 5.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 其特征在于： 所述电源 变换芯片型号是CJ7805。 6.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈。

6、的舵机控制电路， 其特征在于： 所述温度 采集模块包括电压基准芯片U20、 电阻R127R137、 电容C148、 运算放大器、 稳压二极管DZ2、 接口P6， 电压基准芯片U20阳极与电阻R129一端连接、 电压基准芯片U20参考极与电阻R129 另一端、 电阻R128一端分别连接， 电压基准芯片U20阴极与电阻R127一端、 电阻R128另一端、 电阻R130一端、 电阻R131一端分别连接， 电阻R127另一端与电源VCC连接， 电阻R130另一端 与接口P6的2脚、 电阻R134一端分别连接， 电阻R131另一端与电阻R132一端、 电阻R133一端 分别连接， 电阻R132另一端与接。

7、口P6的1脚连接且接地， 电阻R133另一端与电阻R135一端、 运算放大器的3脚分别连接， 电阻R134另一端与电阻R136一端、 运算放大器的2脚分别连接， 运算放大器的1脚与电阻R136另一端、 电阻R137分别连接， 电阻R137另一端与稳压二极管 DZ2阴极连接， 稳压二极管DZ2阳极接地， 电容C148与稳压二极管DZ2并联； 电压基准芯片型 号是TL431。 7.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 其特征在于： 所述上位 机是计算机。 8.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 其特征在于： 所述主控 芯片与电机之间设有H桥电路模块。 9.如权。

8、利要求8所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 其特征在于： 所述H桥 电路芯片SS6186LV-S-TP。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111416553 A 2 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路 技术领域 0001 本发明涉及一种非接触式位置反馈的舵机控制电路。 背景技术 0002 年来， 舵机应用范围越来越广泛， 广泛应用于机器人、 航模、 车模、 小型无人机等领 域， 并且随着应用范围逐渐拓展， 对舵机控制器系统也提出了越来越高的要求。 0003 传统舵机控制器的位置反馈一般都采用接触式电位计位置反馈， 舵机的输出轴和 位置反馈电位计是相连的， 舵盘转动的同时， 带动位置反。

9、馈电位计， 电位计将输出一个电压 信号到控制板， 从而实现位置反馈功能。 接触式电位计位置反馈存在使用寿命短、 抗环境干 扰差以及位置精度低的缺点。 发明内容 0004 为解决上述技术问题， 本发明提供了一种非接触式位置反馈的舵机控制电路。 0005 本发明通过以下技术方案得以实现。 0006 本发明提供的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路， 包括电源VCC、 电源变换模 块、 上位机、 主控芯片、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块、 温度采集模块、 电机、 H桥电 路， 电源VCC与电源变换模块、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块分别连接， 主控芯片输 入端与电源变换模块、 非接触式。

10、位置反馈模块、 电流采样模块、 温度采集模块分别连接， 主 控芯片输出端与电机通过H桥电路连接， 上位机与主控芯片双向连接。 0007 所述主控芯片是MM32F003TW。 0008 所述非接触式位置反馈模块包括编码器芯片SC60320、 PCB定子板、 PCB转子板、 滤 波电路， PCB定子板与上安设有编码器芯片、 激励线圈、 接收线圈， 编码器芯片与激励线圈连 接， 激励线圈的交变电磁场在PCB转子板上产生涡流场， 通过电磁感应在接收线圈上产生感 应电动势， 经过编码器芯片解码后得到反馈信号， PCB定子板与滤波电路连接。 0009 所述电流采样模块包括电阻R4R7、 电容C2、 远算放。

11、大器， 电阻R6一端接收电流采 样信号， 电容C2一端分别连接， 电阻R6另一端与电阻R7一端、 运算放大器的同相输入端3脚 连接， 电阻R7另一端接地， 电容C2另一端与电阻R4一端短接后接地， 电阻R4另一端与运算放 大器的反相输入端4脚、 电阻R5一端分别连接， 电阻R5另一端与运算放大器输出端1脚连接。 0010 所述电源变换芯片型号是CJ7805。 0011 所述温度采集模块包括电压基准芯片U20、 电阻R127R137、 电容C148、 运算放大 器、 稳压二极管DZ2、 接口P6， 电压基准芯片U20阳极与电阻R129一端连接、 电压基准芯片U20 参考极与电阻R129另一端、 。

12、电阻R128一端分别连接， 电压基准芯片U20阴极与电阻R127一 端、 电阻R128另一端、 电阻R130一端、 电阻R131一端分别连接， 电阻R127另一端与电源VCC连 接， 电阻R130另一端与接口P6的2脚、 电阻R134一端分别连接， 电阻R131另一端与电阻R132 一端、 电阻R133一端分别连接， 电阻R132另一端与接口P6的1脚连接且接地， 电阻R133另一 端与电阻R135一端、 运算放大器的3脚分别连接， 电阻R134另一端与电阻R136一端、 运算放 说明书 1/3 页 3 CN 111416553 A 3 大器的2脚分别连接， 运算放大器的1脚与电阻R136另一。

13、端、 电阻R137分别连接， 电阻R137另 一端与稳压二极管DZ2阴极连接， 稳压二极管DZ2阳极接地， 电容C148与稳压二极管DZ2并 联， 电压基准芯片型号是TL431。 0012 所述上位机是计算机。 0013 所述主控芯片与电机之间设有H桥电路模块。 0014 所述H桥电路芯片SS6186LV-S-TP。 0015 本发明的有益效果在于： 本申请采用非接触式位置反馈， 与传统采用接触式电位 计位置反馈相比， 可大大提高位置反馈的使用寿命、 抗环境干扰能力以及位置检测精度， 并 且， 控制器具有过流、 过温双重保护功能， 具有极佳的应用推广前景。 附图说明 0016 图1是本发明的整。

14、体连接关系图； 0017 图2是本发明的电流采样模块电路原理图； 0018 图3是本发明的非接触式位置反馈模块电路原理图； 0019 图4是温度采集模块电路原理图。 具体实施方式 0020 下面进一步描述本发明的技术方案， 但要求保护的范围并不局限于所述。 0021 为了使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面结合附图和具体实施例对 本发明进行详细描述。 0022 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路包括电源VCC、 电源变换模块、 上位机、 主 控芯片、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块、 温度采集模块、 电机， 电源VCC与电源变换 模块、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块分。

15、别连接， 主控芯片输入端与电源变换模块、 非接触式位置反馈模块、 电流采样模块、 温度采集模块分别连接， 主控芯片输出端与电机通 过H桥电路连接， 上位机与主控芯片双向连接， 主控芯片是MM32F003TW， 电源变换芯片型号 是CJ7805。 0023 非接触式位置反馈模块包括编码器芯片SC60320、 PCB定子板、 PCB转子板、 滤波电 路， PCB定子板上安设有编码器芯片、 激励线圈、 接收线圈、 滤波电路， 编码器芯片与激励线 圈连接， 当转子旋转时， 激励线圈的交变电磁场在PCB转子板产生涡流场， 通过电磁感应在 接收线圈上产生感应电动势， 经过编码器芯片解码后得到反馈信号， P。

16、CB定子板与滤波电路 连接。 0024 电流采样模块包括电阻R4R7、 电容C2、 远算放大器， 电阻R6一端接收电流采样信 号， 电容C2一端分别连接， 电阻R6另一端与电阻R7一端、 运算放大器的同相输入端3脚连接， 电阻R7另一端接地， 电容C2另一端与电阻R4一端短接后接地， 电子与R4另一端与运算放大 器的反相输入端4脚、 电阻R5一端分别连接， 电阻R5另一端与运算放大器输出端1脚连接。 0025 温度采集模块包括由U20(电压基准芯片型号： TL431)和精密电阻组成的精准电压 参考源； 由热敏电阻和精密电阻组成的桥式电路； 由运算放大器(运算放大器芯片： LM358) 和稳压管。

17、等组成的放大限幅电路。 测温原理： 采用TL431产生一个精准的电压参考源Vref； 采用R130、 R131、 R132、 Pt100(P6接口为热敏电阻Pt100的接口)构成测量电桥， 当Pt100的电 说明书 2/3 页 4 CN 111416553 A 4 阻值和R132的电阻值不相等时， 电桥输出一个压差信号， 这个压差信号经过运放LM358放大 后输出期望大小的电压信号， 该信号经过滤波限幅处理后直接连接主控芯片的AD采集口。 0026 上位机是计算机， 且上位机通信使用主控芯片内部集成的单线半双工通信功能， 无需增加外部硬件电路。 0027 主控芯片与电机之间设有H桥电路模块， 。

18、主控芯片安设在H桥电路模块边， 可以监 测控制器的温度并实现过温保护， H桥电路模块集成了H桥驱动电路， 主控芯片发出的PWM信 号直接连接到H桥电路模块使电路得到了简化， H桥电路芯片SS6186LV-S-TP。 0028 电流采样模块设有多个采样电阻， 通过对电流采样信号处理， 实现控制器的过流 保护， 通过采样电阻将电流信号转换为电压信号， 将得到的小电压信号经过模拟运算放大 器进行增益放大处理， 得到0V-5V的电压信号送入主控芯片MM32的AD采集口， 进而实现对舵 机的过流保护功能。 0029 本发明的工作原理： 主控芯片MM32集成了单线半双工通信功能和温度采集功能， 系统输入为。

19、12V直流电， 直接连接到H桥电路模块的输入端， H桥电路模块的输出端连接到空 心杯有刷电机， 主控芯片MM32、 电流采样模块、 非接触式位置反馈模块的供电由电源变换模 块提供， 主控芯片MM32通过单线半双工与上位机通信， 主控芯片MM32将采集到的电流信号、 温度信号和位置信号实时上传给上位机， 并通过电流信号和温度信号对舵机进行保护， 保 证舵机的安全可靠运行， 主控芯片MM32根据接收的位置反馈模块信号和电流信号， 通过电 流环和位置环实现对舵机位置的精确控制。 说明书 3/3 页 5 CN 111416553 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 111416553 A 6 图3 图4 说明书附图 2/2 页 7 CN 111416553 A 7 。