CN104515543A - 多参数舵机测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于航模与电子技术领域，涉及一种多参数舵机测试仪。该多参数舵机测试仪可以测试舵机的行程、速度、死区、扭矩，并可以对舵机进行老化测试。该测试仪可以采用6V-18V直流电源供电，或者采用航模常用的锂电池平衡充接口供电。连接待测舵机，通过按键进入菜单，选择测试项目进行测试，测试结果通过液晶屏显示给用户。通过此多参数舵机测试仪的测试，用户可以全面的了解所测舵机的性能，选择更适合自己的舵机；而舵机生产厂家，也可以以测试结果作为参考，对舵机进行改进。

Description

多参数舵机测试仪

技术领域

本发明涉及一种多参数舵机测试仪，属于航模与电子技术领域。

背景技术

舵机是航模系统的执行机构和控制动作的动力来源，是非常重要的航模配件，不同类型的航模所需的舵机种类也随之不同，如何审慎地选择经济且合乎需求的舵机，是一门不可轻视的学问。舵机的选择需要专业的航模知识，比如航模直升机的锁尾舵机必须要响应非常快；级别大的模型，对应舵机的扭矩需要很大。多数模友并不具备自主选择舵机的能力，都需要借助专业的舵机测试仪器，目前市场上这种仪器普遍存在测试数据不全面精确、操作复杂、价格昂贵等问题。

中国专利200910242226.1，名称为：一种舵机测试器，只给出舵机的基本性能测试方法，没有涉及到舵机的行程范围、速度、死区和扭矩这些参数的测量，对于舵机的整体测试显然是不够完整的。

发明内容

本发明的目的是提供一种多参数舵机测试仪，特别是能快速、方便的测试舵机行程、速度、死区和扭矩，并能智能的进行舵机老化测试。测试结果能够很直观的显示出来。

本发明是一种多参数舵机测试仪，其特征在于：该舵机测试仪包括主控制器、舵机接入端口、屏幕、传感器、按键、旋钮、拨动开关和可变输出的DC-DC模块。其中屏幕、传感器、按键、旋钮、可变输出的DC-DC模块、舵机接入端口和主控制器电连接。

传感器包括光电传感器、电流传感器、扭矩传感器、温度传感器等。

主控制器用于读取各类传感器的数据、判断旋钮位置、按键状态、进而输出合适的脉冲宽度控制舵机，并通过屏幕显示对应测试数值；

舵机接入端口用于向被测试舵机提供接入端口；

屏幕用于显示测试选项和测试结果；

传感器用于测量舵机的各方面性能；

按键用于选择测试项目和供电电压；

旋钮用于调节输出的脉冲宽度；

拨动开关用于选择测试仪的输出电压值；

可变输出的DC-DC模块用于输出可变电压值。 

附图说明

以下通过附图对本发明做进一步说明

图1为本发明多参数舵机测试仪的外部接线图；

图2为本发明多参数舵机测试仪的三视图；

图3为本发明多参数舵机测试仪的原理框图；

图4为本发明多参数舵机测试仪的外部接口；

图5为本发明多参数舵机测试仪的温度传感器；

图6为本发明多参数舵机测试仪的行程测试界面；

图7为本发明多参数舵机测试仪的速度测试界面；

图8为本发明多参数舵机测试仪的死区测试界面；

图9为本发明多参数舵机测试仪的扭矩测试界面；

图10为本发明多参数舵机测试仪的PCB板图顶层；

图11为本发明多参数舵机测试仪的PCB板图底层。 

具体实施方式

多参数舵机测试仪工作原理：

通过拨动开关选择可变输出的DC-DC模块输出电压，使其输出电压等级适合测试的舵机，以免烧坏舵机，或者出现测试数值不准确的情况。

在合适的端口连接好舵机和外部供电电源后，打开开关，通过屏幕提示选择所需的测试项目，然后进入测试。

在进行舵机行程测试时，主控制器首先输出高电平为1500us，周期为20ms的脉冲，使待测舵机回到中立位置。然后主控制器从1500us逐渐减小高电平的宽度，并同时通过电流传感器检测舵机的耗电电流，此过程的前阶段舵机正常运转，舵机的耗电电流基本维持在一个固定的值。在舵机运转到极限位置时，舵机卡死，舵机耗电电流立刻变大，此时立刻停止输出脉冲，以免造成舵机损坏，记录此脉冲的宽度值。现在很多舵机都是数字舵机，其内部有单片机，可以智能的判断脉冲宽度，如果脉冲宽度超范围，舵机不动 。此时舵机的耗电电流会立刻变小，停止输出脉冲，并记录此脉冲的宽度值。同理，主控制器控制脉冲宽度从1500us逐渐增大，直到电流突变，停止输出脉冲，并记录此脉冲的宽度值。

将2次测量的结果通过屏幕显示出来，不仅显示两边位置对应的脉冲宽度值，还显示两边对应的角度。以脉冲宽度为1500us对应为0度，脉冲宽度为1000us对应为-90度，脉冲宽对为2000us对应为90度作为参考。

航模中定义舵机的速度是舵机转过60度所用的时间，在本发明中，测试的舵机速度是指舵机从-30度位置启动，转到30度位置停止时所用的时间或者是舵机从30度位置启动转到到-30度位置所用时间。在进行舵机速度测试时，主控制器持续输出100个周期为20ms，高电平为1.166ms的高电平，然后改变成周期为20ms，高电平为1.833ms的脉冲。此时主控制器开始计时，同时电流传感器记录舵机消耗电流，在电流值经过急剧上升期然后平滑下降期最后出现跳变的时刻停止计时。把定时器的结果输出在屏幕上，这个就是舵机运转的速度。

在进行舵机死区测试时，首先通过旋钮调整主控制器输出脉冲宽度，脉冲宽度可以在1000us-2000us范围内改变。选定一个脉冲宽度，也就意味着选中死区测量位置。按“开始”按键开始测量。举例说明，如果选择的脉冲宽度为1250us，测试死区。主控制器先输出1250us的脉冲宽度，电流传感器开始检测舵机消耗电流。在舵机不动的情况下，舵机消耗电流非常小。然后主控制器改变脉冲宽度，使其达到1251us，然后又迅速改变脉冲宽度为1250us。检测电流，看舵机消耗电流是否发生突变。如果发生突变，则说明舵机已经工作。那么舵机死区小于1us，屏幕显示1us。如果电流值没有发生任何变化，则继续加大脉冲宽度使其达到1252us，然后又迅速改变脉冲宽度为1250us。检测电流，看舵机消耗电流，如果发生突变则停止测试，舵机死区小于2us，屏幕显示2us。如果大于10us，舵机消耗电流依然没有发生变化，则认为是一次不成功的测试，屏幕显示Failed Test。

在进行舵机扭矩测试时，首先将待测舵机与扭矩传感器连接，扭矩传感器与主控制器连接。接着固定舵机和扭矩传感器，然后进入扭矩测试界面。

主控制器通过旋钮调整脉冲宽度输出值，使舵机拉动扭矩传感器，扭矩传感器把对应的拉力通过约定的协议发送给主控制器，然后由主控制器通过屏幕把扭矩值显示出来。

在进行舵机老化测试时，将待测舵机插入多参数舵机测试仪，选择老化测试界面，然后多参数舵机测试仪开始输出1000us宽度的脉冲，然后2秒后，输出2000us宽度的脉冲，然后2秒后，又输出1000us宽度的脉冲，如此反复。在改变脉冲的过程中，对改变过程计数，并检测舵机的消耗电流，如果发现异常立刻停止脉冲输出，并停止计数，然后把计数结果通过屏幕显示出来。

温度传感器的作用是，在做舵机老化测试时，把温度传感器紧贴在舵机外壳。当检测温度突变时 ，立刻停止脉冲输出，结束测试，这样可以使损失降到最小。

Claims (8)

1.一种多参数舵机测试仪，可以测试舵机的行程范围，

一种多参数舵机测试仪，可以测试舵机的转动速度，

一种多参数舵机测试仪，可以测试舵机的死区范围。

2.根据权利要求1所述的多参数舵机测试仪，其特征在于：测试的结果转换成控制舵机旋转的脉冲宽度值和舵机转动角度值，并且通过屏幕显示出来。

3.根据权利要求1所述的多参数舵机测试仪，其特征在于：可以通过拨动开关或者按键选择系统电源输出为4.8V、6.0V或者7.4V，这样就可以测试舵机在不同电压下的参数值，并且可以测试7.4V高压舵机的参数值。

4.根据权利要求1所述的多参数舵机测试仪，其特征在于：通过传感器进行测试，传感器包括光电传感器、电流传感器、扭矩传感器、温度传感器等。

5.根据权利要求2和权利要求3所述的多参数舵机测试仪，其特征在于：多参数舵机测试仪在打开电源后，通过按键选择测试项目，通过拨动开关选择电源输出等级，然后按“开始”测试，测试结果显示在屏幕上，在测试中途可以按“退出”键退出测试。

6.多参数舵机测试仪，其特征在于：测试仪进行舵机行程测试时，主控制器输出周期为20ms，高电平为1.5ms的脉冲，舵机会迅速回到中立位置，然后主控制器逐渐改变输出脉冲的高电平宽度，同时检测舵机的消耗电流并通过光电传感器检测舵机转动量，如果舵机消耗电流发生突变，或者舵机转动量为零，则说明舵机已经运转到极限位置，此时主控制器停止改变脉冲的高电平宽度，并把此时脉冲宽度值显示在屏幕上。

7.多参数舵机测试仪，其特征在于：测试仪进行舵机速度测试时，主控制器持续输出100个周期为20ms，高电平为1.166ms的高电平，然后改变成周期为20ms，高电平为1.833ms的脉冲，此时主控制器开始计时，同时电流传感器记录舵机消耗电流，当电流值经过上升期下降期最后出现跳变的时刻停止计时，定时器的结果输出在屏幕上。

8.多参数舵机测试仪，其特征在于：可以进行老化测试，通过按键进行选择测试项目，然后测试仪进行无人值守测试，在测试过程中时刻检测舵机运作情况，发现舵机运作不正常则停止测试，并记录测试结果。