TW201539007A - 遙控伺服馬達的扭矩估測電路及其扭矩偵測方法 - Google Patents

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一種遙控伺服馬達的扭矩估測電路及其扭矩偵測方法。扭矩估測電路包括一處理單元。處理單元接收一馬達電流信號及一第一角度控制信號，且提供一第二角度控制信號至遙控伺服馬達，其中第一角度控制信號對應遙控伺服馬達的一預定旋轉角度。處理單元透過第二角度控制信號調整遙控伺服馬達的一實際旋轉角度，並且依據第二角度控制信號及馬達電流信號判斷遙控伺服馬達的一扭矩資訊。

Description

遙控伺服馬達的扭矩估測電路及其扭矩偵測方法
本發明是有關於一種估測技術，且特別是有關於一種遙控伺服馬達的扭矩估測電路及其扭矩偵測方法。
遙控(Remote Control，RC)伺服馬達為模型與玩具產業常見之馬達，其控制方式大致分為角度控制及速度控制。一般而言，遙控伺服馬達依據角度控制信號而進行旋轉。但是，遙控伺服馬達的構造簡單，因此無法提供使用資訊(如扭矩資訊)，以致於使用者無法得知遙控伺服馬達的資訊，造成應用上的侷限。此外，在目前的量測技術中，是採用外掛電阻來量測馬達的電流，但由外部只能取得馬達電流值，亦即只能得知扭矩的大小，無法取得扭矩的方向。若要取得扭矩的方向，勢必將電阻串聯於馬達內部之電子換向器(commutator)的迴路上，但此舉會破壞馬達模組原有的電路，可能會影響馬達的運作。
本發明提供一種遙控伺服馬達的扭矩估測電路及其扭矩偵測方法，可直接量測遙控伺服馬達的扭矩資訊且不用分解遙控伺服馬達。
本發明之一實施例提供一種遙控伺服馬達的扭矩估測電路包括一處理單元。處理單元接收一馬達電流信號，接收一第一角度控制信號且提供一第二角度控制信號至遙控伺服馬達的一控制端，第一角度控制信號對應遙控伺服馬達的一預定旋轉角度。處理單元透過第二角度控制信號調整遙控伺服馬達的一實際旋轉角度，並且依據第二角度控制信號及馬達電流信號判斷遙控伺服馬達的一扭矩資訊。
本發明之一另實施例提供一種遙控伺服馬達的扭矩估測電路及其扭矩偵測方法，至少包括下列步驟。透過一處理單元接收對應一預定旋轉角度的一第一角度控制信號且提供一第二角度信號至遙控伺服馬達。透過處理單元調整第二角度控制信號以控制遙控伺服馬達的一實際旋轉角度。透過處理單元且依據第二角度控制信號及一馬達電流信號判斷遙控伺服馬達的一扭矩資訊。
基於上述，本發明實施例的遙控伺服馬達的扭矩估測電路及其扭矩偵測方法，其透過輸出電流判斷扭矩的大小，並且透過遙控伺服馬達的旋轉角度及輸出電流的變化判斷扭矩的方向。藉此，可直接量測遙控伺服馬達的扭矩資訊且不用分解遙控伺服馬達。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧遙控伺服馬達
100‧‧‧扭矩估測電路
110‧‧‧電流偵測單元
111‧‧‧偵測電阻
113‧‧‧放大電路
120‧‧‧處理單元
121‧‧‧脈波調變器
123‧‧‧扭矩估測器
125‧‧‧類比數位轉換器
Ftr‧‧‧扭矩資訊
Io‧‧‧輸出電流
SAN1‧‧‧第一角度控制信號
SAN2‧‧‧第二角度控制信號
SAR‧‧‧角度調整信號
Sim、Sim_D‧‧‧馬達電流信號
TC‧‧‧控制端
TG‧‧‧接地端
TP‧‧‧電源端
Tr‧‧‧扭矩
VDD‧‧‧系統電壓
Vr‧‧‧跨壓
S210、S220、S230、S240、S250‧‧‧步驟
圖1A為依據本發明一實施例的遙控伺服馬達的扭矩估測電路的系統示意圖。
圖1B為依據本發明一實施例的遙控伺服馬達的扭矩估測電路的電路示意圖。
圖2為依據本發明一實施例的遙控伺服馬達的扭矩偵測方法的流程圖。
圖1A為依據本發明一實施例的遙控伺服馬達的扭矩估測電路的系統示意圖。請參照圖1A，在本實施例中，扭矩(Torque)估測電路100耦接遙控伺服馬達10，用以量測遙控伺服馬達10的扭矩資訊Ftr。遙控伺服馬達10具有一電源端TP、一控制端TC及一接地端TG，其中電源端TP用以接收一系統電壓VDD，控制端用以接收角度控制信號(如SAN1、SAN2)，接地端TG用以接收接地電壓且依據遙控伺服馬達10施壓於一物體(未繪示)所產生扭矩Tr輸出一輸出電流Io。
扭矩估測電路100包括電流偵測單元110及處理單元 120。電流偵測單元110耦接遙控伺服馬達10的接地端TG，且用以偵測遙控伺服馬達10的輸出電流Io以提供馬達電流信號Sim。處理單元120耦接電流偵測單元110以接收馬達電流信號Sim，並接收遠端控制裝置(未繪示)所提供的第一角度控制信號SAN1，並且提供第二角度控制信號SAN2至遙控伺服馬達10的控制端TC，其中第一角度控制信號SAN1用以設定遙控伺服馬達10的旋轉角度為一預定旋轉角度。在本實施例中，處理單元120可透過第二角度控制信號SAN2調整遙控伺服馬達10的實際旋轉角度，再依據第二角度控制信號SAN2及馬達電流信號Sim判斷遙控伺服馬達10的扭矩資訊Ftr。在另一實施例中，上述扭矩估測電路100包括一電壓偵測單元(圖未繪示)及處理單元120。上述電壓偵測單元耦接遙控伺服馬達10的接地端TG，且用以偵測遙控伺服馬達10的一輸出電壓在一電阻上的電壓變化以提供馬達電流信號Sim。上述電壓偵測單元係藉由偵測上述輸出電壓在該電阻上的電壓變化之手段以達到偵測遙控伺服馬達10的輸出電流Io。
進一步來說，處理單元120可透過馬達電流信號Sim判斷扭矩Tr的大小。其次，處理單元120可透過第二角度控制信號SAN2控制遙控伺服馬達10順時鐘旋轉或逆時鐘旋轉，並且處理單元120可透過馬達電流信號Sim的變化判斷旋轉的方向為朝向被施壓的物體(未繪示)或遠離被施壓的物體(未繪示)，其中上述順時鐘旋轉或逆時鐘旋轉為基於遙控伺服馬達10的預定旋轉角度而言。
換言之，當處理單元120控制遙控伺服馬達10以預定旋轉角度為基礎沿順時鐘方向(對應第一方向)轉動且輸出電流Io為增加時，上述順時鐘方向相反於遙控伺服馬達10的負載方向，亦即朝向被施壓的物體(未繪示)。當遙控伺服馬達10以預定旋轉角度為基礎沿順時鐘方向轉動且輸出電流Io為減少時，上述順時鐘方向相同於遙控伺服馬達10的負載方向。藉此，處理單元120可判斷扭矩Tr的大小及方向(亦即扭矩資訊Ftr)，且不用分解遙控伺服馬達10。
上述是以遙控伺服馬達10進行順時鐘旋轉為例，但在其他實施例中，可控制遙控伺服馬達10進行逆時鐘旋轉，本發明實例不以此為限。
在處理單元120取得扭矩資訊Ftr後，可將扭矩資訊Ftr輸出作為遠端控制裝置(未繪示)控制遙控伺服馬達10的參考。並且，處理單元120會依據預定旋轉角度設定第二角度控制信號SAN2，亦即處理單元120可直接輸出第一角度控制信號SAN1作為第二角度控制信號SAN2，但本發明實施例不以此為限。
在本發明的一實施例中，第一角度控制信號SAN1及第二角度控制信號SAN2可以為脈波信號，而處理單元120可透過調整第二角度控制信號SAN2的責任週期(duty cycle)來控制遙控伺服馬達10的旋轉。或者，第一角度控制信號SAN1及第二角度控制信號SAN2可以為電壓信號，而處理單元120可透過調整第二角度控制信號SAN2的電壓準位來控制遙控伺服馬達10的旋 轉。上述為用以說明，且第一角度控制信號SAN1及第二角度控制信號SAN2的信號類型可依據遙控伺服馬達10的設計而定，本發明實施例不以此為限。
圖1B為依據本發明一實施例的遙控伺服馬達的扭矩估測電路的電路示意圖。請參照圖1A及圖1B，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中，電流偵測單元110包括偵測電阻111及放大電路113。偵測電阻111耦接於遙控伺服馬達10的接地端TG與一接地電壓之間，用以提供馬達電流信號Sim，並且放大器113用以放大馬達電流信號Sim後提供至處理單元120。換言之，輸出電流Io流經偵測電阻111會產生對應的跨壓Vr，而跨壓Vr經放大器113放大後作為馬達電流信號Sim的電壓準位。在本實施例中，放大器113用以放大跨壓Vr以及阻隔偵測電阻111及處理單元120，但在其他實施例中，可省略放大器113，亦即可直接以跨壓Vr作為馬達電流信號Sim的電壓準位，而不影響整體的運作，此可依據處理單元120的設計及操作需求而定，本發明實施例不以此為限。
處理單元120包括脈波調變器121、扭矩估測器123及類比數位轉換器125。脈波調變器121接收扭矩估測器123提供的角度調整信號SAR，且依據角度調整信號SAR產生第二角度控制信號SAN2以提供至遙控伺服馬達10。類比數位轉換器125用以將馬達電流信號Sim的格式轉換為數位信號格式的馬達電流信號Sim_D後提供至扭矩估測器123，以供扭矩估測器123解讀。扭矩 估測器123接收馬達電流信號Sim_D及第一角度控制信號SAN1，且依據第一角度控制信號SAN1提供角度調整信號SAR，並且扭矩估測器123會依據馬達電流信號Sim_D及其提供的角度調整信號SAR判斷遙控伺服馬達10的扭矩資訊Ftr。
進一步來說，扭矩估測器123會對應第一角度控制信號SAN1的角度設定角度調整信號SAR，以使第二角度控制信號SAN2對應的角度相同於第一角度控制信號SAN1的角度；接著，扭矩估測器123會調整角度調整信號SAR，以使第二角度控制信號SAN2對應的角度略大於或略小於第一角度控制信號SAN1的角度；最後，扭矩估測器123會再對應第一角度控制信號SAN1的角度設定角度調整信號SAR，以使第二角度控制信號SAN2對應的角度相同於第一角度控制信號SAN1的角度，而遙控伺服馬達10會正常運作。
在上述實施例中，類比數位轉換器125用以轉換馬達電流信號Sim的格式，但在扭矩估測器123可接收類比信號的情況下，可省略類比數位轉換器125而不影響整體操作，此可依據扭矩估測器123的設計而定，本發明實施例不此為限。
圖2為依據本發明一實施例的遙控伺服馬達的扭矩偵測方法的流程圖。請參照圖2，在本實施例中，遙控伺服馬達的扭矩偵測方法至少包括下列步驟。透過電流偵測單元偵測遙控伺服馬達的輸出電流以提供馬達電流信號(步驟S210)，並且透過處理單元接收對應預定旋轉角度的第一角度控制信號且提供第二角度信 號至遙控伺服馬達(步驟S220)。接著，透過處理單元調整第二角度控制信號以控制遙控伺服馬達的實際旋轉角度(步驟S230)。然後，透過處理單元且依據第二角度控制信號及馬達電流信號判斷遙控伺服馬達的扭矩資訊(步驟S240)。在遙控伺服馬達的扭矩資訊取得後，透過處理單元且依據預定旋轉角度設定第二角度控制信號(步驟S250)。其中，上述步驟S210、S220、S230、S240及S250的順序為用以說明，本發明實施例不以此為限。在另一實施例中，步驟S210可改為以下方式，透過電壓偵測單元偵測遙控伺服馬達的輸出電壓在一電阻上的電壓變化以提供馬達電流信號。上述電壓偵測單元係藉由偵測上述輸出電壓在該電阻上的電壓變化之手段以達到偵測遙控伺服馬達10的輸出電流Io。並且，上述步驟S210、S220、S230、S240及S250的細節可參照圖1A及圖1B的實施例所述，在此則不再贅述。
綜上所述，本發明實施例的遙控伺服馬達的扭矩估測電路及其扭矩偵測方法，其透過輸出電流判斷扭矩的大小，並且透過遙控伺服馬達的旋轉角度及輸出電流的變化判斷扭矩的方向。藉此，可直接量測遙控伺服馬達的扭矩資訊且不用分解遙控伺服馬達。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧遙控伺服馬達
100‧‧‧扭矩估測電路
110‧‧‧電流偵測單元
120‧‧‧處理單元
Ftr‧‧‧扭矩資訊
Io‧‧‧輸出電流
SAN1‧‧‧第一角度控制信號
SAN2‧‧‧第二角度控制信號
Sim‧‧‧馬達電流信號
TC‧‧‧控制端
TG‧‧‧接地端
TP‧‧‧電源端
Tr‧‧‧扭矩
VDD‧‧‧系統電壓

Claims (13)

  1. 一種遙控伺服馬達的扭矩估測電路，包括：一處理單元，接收一馬達電流信號，接收一第一角度控制信號且提供一第二角度控制信號至該遙控伺服馬達的一控制端，該第一角度控制信號對應該遙控伺服馬達的一預定旋轉角度，該處理單元透過該第二角度控制信號調整該遙控伺服馬達的一實際旋轉角度，並且依據該第二角度控制信號及該馬達電流信號判斷該遙控伺服馬達的一扭矩資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的遙控伺服馬達的扭矩估測電路，更包括：一偵測單元，耦接該遙控伺服馬達的一接地端，且用以偵測該遙控伺服馬達的一輸出電流以提供該馬達電流信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的遙控伺服馬達的扭矩估測電路，其中當該遙控伺服馬達沿一第一方向轉動且該輸出電流為增加時，該第一方向相反於該遙控伺服馬達的一負載方向，當該遙控伺服馬達沿該第一方向轉動且該輸出電流為減少時，該第一方向相同於該遙控伺服馬達的該負載方向。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的遙控伺服馬達的扭矩估測電路，其中該處理單元包括：一脈波調變器，接收一角度調整信號，且依據該角度調整信號提供該第二角度控制信號；以及一扭矩估測器，接收該馬達電流信號及該第一角度控制信 號，且依據該第一角度控制信號提供該角度調整信號，以依據該馬達電流信號及該角度調整信號判斷該遙控伺服馬達的該扭矩資訊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的遙控伺服馬達的扭矩估測電路，其中該處理單元更包括一類比數位轉換器，用以將該馬達電流信號的格式轉換為一數位信號格式後提供至該扭矩估測器。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的遙控伺服馬達的扭矩估測電路，其中該偵測單元包括：一偵測電阻，耦接於該遙控伺服馬達的該接地端與一接地電壓之間，用以提供該馬達電流信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的遙控伺服馬達的扭矩估測電路，其中該偵測單元更包括一放大器，用以放大該馬達電流信號後提供至該處理單元。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的遙控伺服馬達的扭矩估測電路，其中當該處理單元取得該遙控伺服馬達的該扭矩資訊後，該處理單元依據該預定旋轉角度設定該第二角度控制信號。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的遙控伺服馬達的扭矩估測電路，其中該第一角度控制信號及該第二角度控制信號為一脈波信號。
  10. 一種遙控伺服馬達的扭矩偵測方法，包括：透過一處理單元接收對應一預定旋轉角度的一第一角度控制信號且提供一第二角度信號至該遙控伺服馬達； 透過該處理單元調整該第二角度控制信號以控制該遙控伺服馬達的一實際旋轉角度；以及透過該處理單元且依據該第二角度控制信號及一馬達電流信號判斷該遙控伺服馬達的一扭矩資訊。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的遙控伺服馬達的扭矩偵測方法，更包括：透過一偵測單元偵測該遙控伺服馬達的一輸出電流以提供該馬達電流信號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的遙控伺服馬達的扭矩偵測方法，其中透過該處理單元且依據該第二角度控制信號及該馬達電流信號判斷該遙控伺服馬達的該扭矩資訊的步驟包括：當該遙控伺服馬達沿一第一方向轉動且該輸出電流為增加時，該第一方向相反於該遙控伺服馬達的一負載方向；以及當該遙控伺服馬達沿該第一方向轉動且該輸出電流為減少時，該第一方向相同於該遙控伺服馬達的該負載方向。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的遙控伺服馬達的扭矩偵測方法，更包括：在該遙控伺服馬達的該扭矩資訊取得後，透過該處理單元且依據該預定旋轉角度設定該第二角度控制信號。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109471029A (zh) * 2018-12-10 2019-03-15 南京晨光集团有限责任公司 一种有限转角力矩电机性能测试装置及测试方法
CN114199430A (zh) * 2021-11-19 2022-03-18 东阳市联宜机电有限公司 多角度扭矩测量装置及其测量方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4269278B2 (ja) * 2004-02-02 2009-05-27 株式会社デンソー ブラシレスモータの回転トルク方向検出装置
JP2008029082A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Toyota Motor Corp 回転電機制御装置、回転電機制御方法及び回転電機制御プログラム
JP2008295200A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Aisin Seiki Co Ltd 同期モータの制御装置、及び同期モータ制御の最適化方法
JP5227102B2 (ja) * 2008-07-04 2013-07-03 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動制御装置および方法
US8242721B2 (en) * 2008-10-31 2012-08-14 R&D Dynamics Corporation Position-sensorless control system and method of operation for a synchronous motor
JP5387892B2 (ja) * 2009-03-12 2014-01-15 株式会社ジェイテクト モータ制御装置
US8080956B2 (en) * 2010-08-26 2011-12-20 Ford Global Technologies, Llc Electric motor torque estimation

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