一種基于can總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括CAN收發(fā)器、控制器、驅(qū)動(dòng)器、采樣模塊及傳感器模塊，所述采樣模塊、傳感器模塊及CAN收發(fā)器均與控制器相連，所述采樣模塊的輸入端與驅(qū)動(dòng)器相連，所述采樣模塊的輸出端與控制器的輸入端相連，所述傳感器模塊與舵機(jī)相連，所述控制器通過CAN收發(fā)器與上位機(jī)相連，所述控制器的控制端與驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)工作；利用該裝置中的控制器對舵機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，減輕了上位機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高了上位機(jī)的穩(wěn)定性；每個(gè)智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器都能通過CAN總線感知到其他舵機(jī)的狀態(tài)，以此來調(diào)整本機(jī)的狀態(tài)。
【專利說明】—種基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器【背景技術(shù)】
[0002]在工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、遙控設(shè)備上，舵機(jī)通常用來作為執(zhí)行器來執(zhí)行預(yù)定的動(dòng)作，而執(zhí)行這類動(dòng)作則需要舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0003]常規(guī)的驅(qū)動(dòng)器只有舵機(jī)驅(qū)動(dòng)功能，位置反饋等信息都是反饋到上位機(jī)或主控制器上的，加重了上位機(jī)或主控制器運(yùn)算工作量；每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都只能依靠上位機(jī)或主控制器進(jìn)行直接控制，不能與相鄰的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行信息交互，無法實(shí)現(xiàn)CAN總線的網(wǎng)絡(luò)控制；常規(guī)驅(qū)動(dòng)器不具備對電壓、電流、溫度的采樣，上位機(jī)或主控制器無法了解到驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，從而提升設(shè)備的執(zhí)行的精度、效率，并且提供基于CAN總線組網(wǎng)方案。
[0005]一種基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括CAN收發(fā)器、控制器、驅(qū)動(dòng)器、采樣模塊及傳感器模塊，所述采樣模塊、傳感器模塊及CAN收發(fā)器均與控制器相連，所述采樣模塊的輸入端與驅(qū)動(dòng)器相連采集驅(qū)動(dòng)器的電流、電壓及溫度，所述采樣模塊的輸出端與控制器的輸入端相連，所述傳感器模塊用于采集舵機(jī)中的角度與位置，所述控制器通過CAN收發(fā)器與上位機(jī)相連，所述控制器的控制端與驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)工作。
[0006]所述傳感器模塊包括角度傳感器與位置傳感器。
[0007]所述采樣模塊包括溫度采樣芯片、電壓采樣芯片及電流采樣芯片。
[0008]在設(shè)有多個(gè)舵機(jī)的設(shè)備上，采用所述的基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)舵機(jī)分別與一個(gè)智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，上位機(jī)依據(jù)實(shí)時(shí)采集的每個(gè)舵機(jī)的工作狀態(tài)，發(fā)送控制指令經(jīng)控制器輸送至智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，依據(jù)力的平衡原理，智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)的工作狀態(tài)，使得安裝有多個(gè)舵機(jī)的設(shè)備保持在平衡狀態(tài)；同時(shí)，控制器通過CAN收發(fā)器上傳智能驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0009]所述舵機(jī)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)包括舵機(jī)的角度與位置。
[0010]所述智能驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)包括驅(qū)動(dòng)器的輸出電流、輸出電壓及溫度。
[0011]當(dāng)上位機(jī)無法發(fā)出控制指令時(shí)，控制器利用CAN收發(fā)器從CAN總線獲取的其他控制器控制的舵機(jī)狀態(tài)，發(fā)出控制指令調(diào)整本舵機(jī)進(jìn)行復(fù)位，使舵機(jī)進(jìn)入到之前由操作人員設(shè)定的穩(wěn)定的狀態(tài)確保設(shè)備與人員的安全；
[0012]當(dāng)上位機(jī)獲得某個(gè)舵機(jī)的故障信號時(shí)，智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器多次嘗試也無法對其狀態(tài)進(jìn)行改變的時(shí)候，上位機(jī)根據(jù)每個(gè)舵機(jī)的傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)調(diào)整其他非故障舵機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)，通過智能驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，依據(jù)力的平衡原理，使設(shè)備進(jìn)入到穩(wěn)定狀態(tài)，確保設(shè)備的穩(wěn)定與安全。
[0013]有益效果[0014]本實(shí)用新型提供了一種基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括CAN收發(fā)器、控制器、驅(qū)動(dòng)器、采樣模塊及傳感器模塊，所述采樣模塊、傳感器模塊及CAN收發(fā)器均與控制器相連，所述采樣模塊的輸入端與驅(qū)動(dòng)器相連，所述采樣模塊的輸出端與控制器的輸入端相連，所述傳感器模塊與舵機(jī)相連，所述控制器通過CAN收發(fā)器與上位機(jī)相連，所述控制器的控制端與驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)工作；該智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過采樣模塊實(shí)時(shí)采集驅(qū)動(dòng)器本身的工作狀態(tài)，上傳至上位機(jī)，使得上位機(jī)能對驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；利用該裝置中的控制器對舵機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，減輕了上位機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高了上位機(jī)的穩(wěn)定性；通過每一個(gè)智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器都通過CAN總線進(jìn)行連接，并且在總線上連接上位機(jī)，所有智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器在總線上獲取上位機(jī)或主控制器的控制指令，但是當(dāng)上位機(jī)或主控制器出現(xiàn)故障時(shí)，無法正常下發(fā)控制數(shù)據(jù)的時(shí)候，根據(jù)力的平衡原理，按照CAN總線上其他舵機(jī)的狀態(tài)信息，來調(diào)整本智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)，并且實(shí)時(shí)將本智能舵機(jī)的狀態(tài)信息放置在總線上，以實(shí)現(xiàn)連動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在未知情況下自主判斷實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型所述的基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為多個(gè)智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接示意圖；
[0017]圖3為實(shí)施例中前進(jìn)舵機(jī)發(fā)生故障時(shí)直升飛機(jī)機(jī)體舵機(jī)力作用示意圖；
[0018]圖4為實(shí)施例中上位機(jī)調(diào)整后直升飛機(jī)機(jī)體舵機(jī)力作用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1所示為本實(shí)用新型所述一種基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括CAN收發(fā)器、控制器、驅(qū)動(dòng)器、采樣模塊及傳感器模塊，所述采樣模塊、傳感器模塊及CAN收發(fā)器均與控制器相連，所述采樣模塊的輸入端與驅(qū)動(dòng)器相連采集驅(qū)動(dòng)器的電流、電壓及溫度，所述采樣模塊的輸出端與控制器的輸入端相連，所述傳感器模塊用于采集舵機(jī)中的角度與位置，所述控制器通過CAN收發(fā)器與上位機(jī)相連，所述控制器的控制端與驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)工作。
[0021]所述傳感器模塊包括角度傳感器與位置傳感器。
[0022]所述采樣模塊包括溫度采樣芯片、電壓采樣芯片及電流采樣芯片。
[0023]在設(shè)有多個(gè)舵機(jī)的設(shè)備上，采用所述的基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)舵機(jī)分別與一個(gè)智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，每個(gè)智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過CAN總線與上位機(jī)相連，如圖2所示；上位機(jī)依據(jù)實(shí)時(shí)采集的每個(gè)舵機(jī)的工作狀態(tài)，發(fā)送控制指令經(jīng)控制器輸送至智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，依據(jù)力的平衡原理，智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)的工作狀態(tài)，使得安裝有多個(gè)舵機(jī)的設(shè)備保持在平衡狀態(tài)；同時(shí)，控制器通過CAN收發(fā)器上傳智能驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0024]所述智能驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)包括驅(qū)動(dòng)器的輸出電流、輸出電壓及溫度；
[0025]所述舵機(jī)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)包括舵機(jī)的角度與位置。
[0026]驅(qū)動(dòng)器則通過操作人員設(shè)定保障設(shè)備與人員安全的狀態(tài)參數(shù)，狀態(tài)參數(shù)包括但不限于高度、角度、長度、溫度、濕度、經(jīng)緯度等，并且由各驅(qū)動(dòng)器自主學(xué)習(xí)儲存，同時(shí)，控制器通過CAN收發(fā)器上傳智能驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和舵機(jī)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0027]當(dāng)上位機(jī)無法發(fā)出控制指令時(shí)，控制器利用CAN收發(fā)器從CAN總線獲取的其他控制器控制的舵機(jī)狀態(tài)，發(fā)出控制指令調(diào)整本舵機(jī)進(jìn)行復(fù)位，使舵機(jī)進(jìn)入到之前由操作人員設(shè)定的穩(wěn)定的狀態(tài)確保設(shè)備與人員的安全；
[0028]當(dāng)上位機(jī)獲得某個(gè)舵機(jī)的故障信號時(shí)，智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器多次嘗試也無法對其狀態(tài)進(jìn)行改變的時(shí)候，上位機(jī)根據(jù)每個(gè)舵機(jī)的傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)調(diào)整其他非故障舵機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)，通過智能驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，使設(shè)備進(jìn)入到相對穩(wěn)定的狀態(tài)，確保設(shè)備的穩(wěn)定與安全。
[0029]舉例說明:例如在無人直升飛機(jī)控制中，由四個(gè)直線舵機(jī)控制飛機(jī)的上下左右，由一個(gè)直線舵機(jī)控制飛機(jī)的尾部狀態(tài)，由一個(gè)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)控制油門拉線，以此控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門大小。上位機(jī)控制器控制飛機(jī)前進(jìn)后退以及鎖定尾部。此時(shí)操作人員將飛機(jī)的懸停狀態(tài)設(shè)定成為穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)各舵機(jī)將此時(shí)的狀態(tài)記錄儲存下來，包括舵機(jī)高度、舵機(jī)伸出的長度、飛機(jī)的角度等信息也同時(shí)儲存。當(dāng)飛機(jī)在控制過程中無法獲取上位機(jī)的控制信息的時(shí)候，飛機(jī)將停止之前的動(dòng)作，恢復(fù)到懸停姿態(tài)，將飛機(jī)置于之前設(shè)定的穩(wěn)定狀態(tài)，即維持在設(shè)定的高度。
[0030]當(dāng)無人直升機(jī)上一個(gè)舵機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，其他的舵機(jī)將通過CAN總線獲取故障舵機(jī)的狀態(tài)，如舵機(jī)伸出或縮回的長度，此時(shí)設(shè)備的角度、高度等情況。上位機(jī)會根據(jù)故障的舵機(jī)的位置狀況來調(diào)整。飛機(jī)處于向前的飛行姿態(tài)，而此時(shí)，控制向前的舵機(jī)出現(xiàn)故障無法控制，控制向前的舵機(jī)在多次嘗試改變狀態(tài)失敗的情況下，其他剩余四個(gè)舵機(jī)將根據(jù)之前操作人員設(shè)定的狀態(tài)使飛機(jī)處于懸停姿態(tài)，如將向后的舵機(jī)伸出或縮回，使之與前進(jìn)舵機(jī)平衡的狀態(tài)即可，各個(gè)舵機(jī)將從CAN總線上獲取飛機(jī)的狀態(tài)信息，再進(jìn)行調(diào)整，如調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)油門，使飛機(jī)處于懸停狀態(tài)。
[0031]參見圖3、圖4，假設(shè)四個(gè)直線舵機(jī)中的用于控制直升飛機(jī)向前飛行的前進(jìn)舵機(jī)出現(xiàn)控制故障，即前進(jìn)舵機(jī)伸出后無法收回，整個(gè)機(jī)體因前進(jìn)舵機(jī)所產(chǎn)生的力作用而向前傾斜并使機(jī)體向前飛行，這時(shí)上位機(jī)獲得前進(jìn)舵機(jī)的故障信號，然后調(diào)整用于直升飛機(jī)向后飛行的后退舵機(jī)伸出，產(chǎn)生能與前進(jìn)舵機(jī)所產(chǎn)生的力作用相抵消的反向力作用，以保持機(jī)體恢復(fù)平衡狀態(tài)而懸停在空中。那么與以上情況相似的，假設(shè)有一個(gè)以上的舵機(jī)出現(xiàn)故障，則上位機(jī)對剩余的舵機(jī)進(jìn)行控制，以力平衡為目的，使機(jī)體恢復(fù)平衡而懸停在空中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括CAN收發(fā)器、控制器、驅(qū)動(dòng)器、采樣模塊及傳感器模塊，所述采樣模塊、傳感器模塊及CAN收發(fā)器均與控制器相連，所述采樣模塊的輸入端與驅(qū)動(dòng)器相連采集驅(qū)動(dòng)器的電流、電壓及溫度，所述采樣模塊的輸出端與控制器的輸入端相連，所述傳感器模塊用于采集舵機(jī)中的角度與位置，所述控制器通過CAN收發(fā)器與上位機(jī)相連，所述控制器的控制端與驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)舵機(jī)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述傳感器模塊包括角度傳感器與位置傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CAN總線的智能舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述采樣模塊包括溫度采樣芯片、電壓采樣芯片及電流采樣芯片。
【文檔編號】G05B19/418GK203745880SQ201420080075
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】何清華, 羅笑林, 張大慶, 鄧宇, 何松泉, 朱銳力 申請人:山河智能裝備股份有限公司