CN109375540A - 一种集成化旋转锁紧伺服模块 - Google Patents

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余沛
简丹
喻凯
黄琛
帅洁妮
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Abstract

本发明公开了一种集成化旋转锁紧伺服模块，包括传感器信号解析电路、控制运算电路、伺服控制输出电路和用户通信接口。通过上述方式，集成化旋转锁紧伺服模块通过封装金属外壳两端的法兰固定在使用设备上，该模块一端的端子接入旋转锁紧机构的传感器信号和用户通信接口，在模块内部完成传感器信号和用户协议的处理，并根据用户通信要求和伺服控制算法，在金属外壳另一端输出旋转电机和锁紧电机的伺服控制信号，完成旋转锁紧控制信号的输出。

Description

一种集成化旋转锁紧伺服模块
技术领域
本发明涉及一种集成化旋转锁紧伺服模块。
背景技术
旋转锁紧机构目前作为弹载\车载惯性组合测量的一种新兴方式，由于其具有标定过程简单，测量精度高、可靠性好等优点，已经越来越广泛地应用在部队和军工院所。旋转锁紧机构目前主要分为单轴旋转锁紧机构和双轴旋转锁紧机构，其中，单轴旋转锁紧机构包括一个旋转锁紧部件，双轴旋转锁紧机构包括两个正交的旋转锁紧部件。旋转锁紧部件主要完成运动轴的旋转和锁紧，完成惯性组合的标定工作。目前旋转锁紧控制驱动部件都是分离式布局且不具备任意整数角度锁紧功能，可靠性较差且基本不具备通用性。
发明内容
本发明其目的在于提供一种集成化旋转锁紧伺服模块，解决了单轴/双轴旋转锁紧机构目前分离式布局可靠性差、不具备通用性和没有任意整数角度锁紧功能的问题，同时可以降低设备故障率和提高生产效率。
为实现上述目的而采取的技术方案是，一种集成化旋转锁紧伺服模块，包括传感器信号解析电路(1)、控制运算电路(2)、伺服控制输出电路(3)、用户通信接口(4)和旋转锁紧伺服集成电路板(5)。旋转锁紧机构的传感器信号通过传感器信号解析电路(1)进行解析，得到旋转锁紧部件的旋转位置信息和锁紧状态信号，通过控制运算电路(2)完成伺服控制算法，并通过伺服控制输出电路(3)将输出控制量传输到旋转锁紧部件的各个执行单元，同时，整个旋转锁紧部件的状态信息也通过用户通信接口(4)传输到用户。
有益效果
与现有技术相比本发明具有以下优点。
1、拥有多种角度传感器(增量式/绝对式光栅、增量式/绝对式编码器)的解算电路以及锁紧驱动电路，集成度高，通用性强；
2、在驱动旋转机构转动时，具备整度数锁紧功能；
3、体积小，接口丰富，易于和旋转锁紧机构对接；
4、满足用户在各种复杂环境中使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述。
图1集成化旋转锁紧伺服模块外形图；
图2集成化旋转锁紧伺服模块内部接口电路模块。
如下图中所示
1.固定法兰 2.用户通讯接口 3.传感器信号接入端子 4.伺服锁紧电机/旋转电机驱动信号输出端子 5.旋转锁紧机构传感器处理电路模块 6.用户通讯处理电路模块 7.旋转锁紧机构接口处理和核心控制模块 8.伺服锁紧电机驱动模块
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
集成化旋转锁紧伺服模块包括传感器信号解析电路(1)、控制运算电路(2)、伺服控制输出电路(3)、用户通信接口(4)和旋转锁紧伺服集成电路板(5)，如图1所示。整个集成化旋转锁紧伺服模块的控制核心由ARM+CPLD组成，如图2的7所示，旋转锁紧机构的传感器信号，包括测角原始信号，红外检测信号和行程开关信号经过图1的接线端子3进入模块内部，传感器信号经过传感器信号解析电路(1)处理后交给CPLD处理，将解算后的数据经并口数据线传输给ARM处理器。整个过程都是在控制运算电路(2)中完成的，其中，ARM处理器主要完成两方面的工作，第一，用户通过通信接口(4)完成通讯，如图2的6所示，实现位置翻转、锁紧指令的接收，同时将旋转锁紧机构的角位置信息，旋转状态以及锁紧状态上传给用户；第二，ARM处理器将根据接收到的用户指令以及旋转锁紧机构的状态信息，依照伺服控制算法计算出旋转锁紧机构位置翻转的控制量以及锁紧驱动的控制量。
在整个伺服控制过程中，伺服控制输出电路(3)依据旋转锁紧机构位置翻转的控制量，经过伺服控制逻辑电路，电流反馈电路完成位置翻转电机的伺服控制；而在翻转完成后，旋转锁紧机构的锁紧电机的驱动电路收到控制信号，该驱动部分根据输入控制信号，以及伺服电机反馈的码盘信号完成锁紧电机的伺服控制，如图2的8所示。
集成化旋转锁紧伺服模块根据用户指令要求的控制信息，经ARM和CPLD处理后，输出控制信号，完成旋转锁紧机构旋转控制和锁紧控制，并且为了使旋转锁紧机构具有更高的通用性，适应不同的惯组标定算法，内部同时集成了整度数(即360度的360等分)锁紧功能。

Claims (7)

1.本发明专利提供的是一种集成化旋转锁紧伺服模块，其特征在于：该模块包括传感器信号解析电路(1)、控制运算电路(2)、伺服控制输出电路(3)、用户通信接口(4)和旋转锁紧伺服集成电路板(5)。
2.根据权利1所述的传感器信号解析电路(1)，其特征在于：通过解析电路完成旋转系统角位置信息的输出与锁紧系统传感器输入信号的转换。
3.根据权利1所述的控制运算电路(2)，其特征在于：根据传感器输入信号完成伺服算法的计算。
4.根据权利1所述的伺服控制输出电路(3)，其特征在于：根据角位置传感器和伺服控制算法通过伺服控制器输出旋转锁紧系统的控制信号。
5.根据权利1所述的用户通信接口(4)，其特征在于：用户通过该接口完成旋转锁紧系统的状态信息的读取和指令信息的写入。
6.根据权利1所述的旋转锁紧伺服集成电路板(5)，其特征在于：将传感器信号解析电路(1)、伺服控制输出电路(2)、控制运算电路(3)、用户通信接口(4)集成固定在电路板上。
7.根据权利1、2、3、4、5和6所述的集成化旋转锁紧伺服模块，其特征在于：将集成化旋转锁紧伺服模块固定在(单轴/双轴)旋转锁紧机构上，旋转锁紧机构上传感器信号通过模块一端的连接端子输入到传感器信号解析电路(1)中，经控制运算电路(2)处理后经过伺服控制输出电路(3)完成旋转锁紧系统控制信号的输出。
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